煤气化炉的控制方法

摘要

本发明公开了一种煤气化炉的控制方法，该方法包括依次执行的如下步骤：S1、建立与煤气化炉相应的煤气化炉仿真模型，该仿真模型包含若干模型参数；S2、采集煤气化炉在某段时间内的输入数据和输出数据，所述输入数据和输出数据是指煤气化炉的输入、输出物质的成分与含量以及各项工作参数；S3、根据所采集的输入数据和输出数据，计算仿真模型的模型参数的值；S4、采集煤所化炉的实时输入数据和实时输出数据，通过仿真模型计算模拟输出数据与实时输出数据之间的差值，当该差值不在误差范围时，返回步骤S2，否则继续下一步骤；S5、利用仿真模型计算煤气化炉内在当前时刻起的一段时间内的工作状态参数，据此监控和调节煤气化炉的工作状态。本发明能够高效、实时、精确地调整和监控煤气化炉。

主权项

一种煤气化炉的控制方法，其特征在于，包括依次执行的如下步骤：S1、建立与煤气化炉相应的煤气化炉仿真模型：原料为水煤浆，水煤浆由干煤和水组成，原料的成分包括元素C、H、O、N、S、灰分和水；生成物为粗煤气，其中包含CO、CO₂、CH₄、H₂、H₂O、H₂S、N₂；煤气化炉内发生的化学反应为C+1/2O₂＝CO、CO+1/2O₂＝CO₂、C+2H₂＝CH₄、CO+H₂O＝CO₂+H₂、CO+3H₂＝CH₄+H₂O；元素碳的转化率为U，U满足lg(100‑U)＝a₀+a₁R_oc,U＝(N_C‑n_C)/N_C×100，其中a₀和a₁是未知的参数，R_oc是原料的氧碳比，N_C和n_C分别为原料的干煤中元素C的摩尔量和生成物中C的摩尔量；原料中的大部分S转化为H₂S，其余部分S转化为COS，且H₂S的转化率为a_S；生成物中CH₄的摩尔量与反应温度成反比关系，即n_CH4＝a₂exp(a₃T(t))，其中T(t)＝T_o(t)×k，T(t)为反应温度，t为反应时刻，T_o(t)为煤气化炉的出口温度，k、a₂和a₃为未知的参数；原料中干煤的H全部转换为H₂和H₂S；反应CO+H₂O＝CO₂+H₂的平衡常数为K，$K=n_{H_2}{n}_{{\mathrm{CO}}_2}/n_{\mathrm{CO}}{n}_{H_{2}O}=a_4\exp (a_5/T\left(t\right)),$其中分别为H₂、CO₂、CO、H₂O的摩尔量，a₄和a₅是未知的参数；S2、采集煤气化炉在某段时间内的输入数据和输出数据，所述输入数据和输出数据是指煤气化炉的输入、输出物质的成分与含量以及各项工作状态参数；S3、根据所采集的输入数据和输出数据，计算仿真模型的所述参数a₀、a₁、k、a₂、a₃、a₄、a₅的值和水蒸气比热的值；S4、采集煤所化炉的实时输入数据和实时输出数据，通过仿真模型计算模拟输出数据与实时输出数据之间的差值，当该差值不在误差范围时，返回步骤S2，否则继续下一步骤；S5、利用仿真模型计算煤气化炉内在当前时刻起的一段时间内的所述工作状态参数，监控和调节煤气化炉的工作状态。