煤气化装置的调控方法、装置、设备及可读存储介质与流程

本公开涉及化工领域，尤其涉及煤气化装置的调控方法、装置、设备及可读存储介质。

背景技术：

1、我国的资源禀赋特点决定了煤炭在相当长一段时期内仍将是我国的主体能源，煤炭能源作为我国能源结构的重要组成，对于确保我国能源供应安全具有至关重要的作用，而煤化工产业作为实现煤炭资源高效利用的有力手段，直接关系到国家的能源战略发展规划。煤气化作为一种洁净煤技术，为我国煤化工行业的可持续发展提供了可靠保证，而气化炉作为煤气化的关键设备影响着煤化工的发展。为此人们设计出各种各样的将原煤转化为煤气的气化炉。但由于气体产品缓冲性较差，下游负荷波动频繁等因素影响，需要工作人员反复手动调节氢气管网的压力等参数，以确保气化炉的气体有效利用率最大化、煤气化装置的经济效率最高。

技术实现思路

1、本公开提供了一种煤气化装置的调控方法、装置、设备及可读存储介质。

2、根据本公开的第一方面，提供了一种煤气化装置的调控方法。该方法包括：

3、获取所述煤气化装置的被控变量的当前值；

4、将所述被控变量的当前值与被控变量模型库进行匹配，以获得所述被控变量的最优值；

5、将所述被控变量最优值输入至预设多变量模型，以获得所述煤气化装置的操作变量的目标值，其中，所述操作变量能够影响所述被控变量；

6、根据所述操作变量的目标值，对所述煤气化装置进行调控，以使所述被控变量的当前值与所述被控变量的最优值相匹配。

7、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述被控变量模型库通过以下步骤建立：

8、获取所述被控变量的历史值；

9、根据所述被控变量的历史值，建立被控变量数据模型；其中，所述被控变量数据模型的输出为所述被控变量的第一最优值；

10、根据所述被控变量数据模型和预设的被控变量机理模型，建立所述被控变量模型库，其中，所述被控变量机理模型的输出为所述被控变量的第二最优值。

11、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述将所述被控变量的当前值与被控变量模型库进行匹配，以获得所述被控变量的最优值，包括：

12、将所述被控变量的当前值与所述被控变量数据模型进行匹配，获得所述被控变量的第一最优值；

13、根据所述被控变量机理模型的预设约束条件，获得所述被控变量的第二最优值；

14、将所述第一最优值与所述第二最优值进行差值比较，确定差值最小时所述被控变量的最优值作为所述被控变量最终的最优值。

15、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述被控变量机理模型包括：预设经济函数、物料平衡函数以及能量平衡函数，其中：

16、所述预设经济函数是关于下游用户负荷、下游用户生成的产品的附加值以及所述煤气化装置和所述下游用户产生的经济效益的函数；

17、所述物料平衡函数是关于下游用户负荷、下游用户生成的产品的附加值以及所述煤气化装置产生的氢气量的函数；

18、所述能量平衡函数是关于下游用户负荷、下游用户生成的产品所消耗的能量以及所述煤气化装置和所述下游用户所消耗的能量的函数。

19、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述预设多变量模型通过以下步骤获取：

20、以所述被控变量的历史值为输入，以所述操作变量的历史值为输出，建立传递函数待求取的多变量模型；

21、采用脉冲响应测试或阶跃响应测试对所述传递函数待求取的多变量模型进行测试，获得所述传递函数；

22、建立关于所述被控变量、所述操作变量以及所述传递函数之间的所述预设多变量模型。

23、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述根据所述操作变量的目标值，对所述煤气化装置进行调控，以使所述被控变量的当前值与所述被控变量的最优值相匹配，包括：

24、获取所述操作变量的当前值；

25、计算所述操作变量的目标值与所述操作变量的当前值的变量差；

26、根据所述变量差以及pid控制方法，对所述被控变量进行调节，以使调节后的所述被控变量的当前值与所述被控变量的最优值相匹配。

27、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，在将所述被控变量的当前值与被控变量模型库进行匹配之前，所述方法还包括：

28、对所述被控变量的当前值进行预处理，其中，所述预处理包括以下至少一项：对所述被控变量进行整理、清洗、删除所述被控变量中的零值数据、重复数据以及对所述被控变量进行标准化处理。

29、根据本公开的第二方面，提供了一种煤气化装置的调控装置。该装置包括：

30、第一获取模块，用于获取所述煤气化装置的被控变量的当前值；

31、匹配模块，用于将所述被控变量的当前值与被控变量模型库进行匹配，以获得所述被控变量的最优值；

32、第二获取模块，用于将所述被控变量最优值输入至预设多变量模型，以获得所述煤气化装置的操作变量的目标值，其中，所述操作变量能够影响所述被控变量；

33、调控模块，用于根据所述操作变量的目标值，对所述煤气化装置进行调控，以使所述被控变量的当前值与所述被控变量的目标值相匹配。

34、根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。

35、根据本公开的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本公开的第一方面的方法。

36、本公开中，将被控变量的当前值与被控变量模型库自动进行匹配后，可获得被控变量的最优值，然后将被控变量最优值输入至预设多变量模型之后，即可获得所述煤气化装置的操作变量的目标值，然后根据操作变量的目标值，可自动地对所述煤气化装置进行调控，以使所述被控变量的当前值与所述被控变量的最优值相匹配，如此，无论下游负荷等被控变量如何波动或变化，均可对被控变量的大小进行自动调节，使其围绕在最优值附近，这不仅避免了需要工作人员反复手动调节氢气管网的压力等操作变量，也可确保气化炉的气体有效利用率最大化、煤气化装置的经济效率最高。

37、应当理解，
技术实现要素：
部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

技术特征：

1.一种煤气化装置的调控方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述被控变量模型库通过以下步骤建立：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在将所述被控变量的当前值与被控变量模型库进行匹配之前，所述方法还包括：

8.一种煤气化装置的调控装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结
本公开的实施例提供了一种煤气化装置的调控方法、装置、设备及可读存储介质。方法包括：获取煤气化装置的被控变量的当前值；将被控变量的当前值与被控变量模型库进行匹配，以获得被控变量的最优值；将被控变量最优值输入至预设多变量模型，以获得煤气化装置的操作变量的目标值，其中，操作变量能够影响被控变量；根据操作变量的目标值，对煤气化装置进行调控，以使被控变量的当前值与被控变量的最优值相匹配。以此方式，无论下游负荷等被控变量如何波动或变化，均可对被控变量的大小进行自动调节，使其围绕在最优值附近，以确保气化炉的气体有效利用率最大化、煤气化装置的经济效率最高。

技术研发人员：汤旭,王浩,杨自中,茆志伟,杨径靖,孙路滨,王凯,张宏科
受保护的技术使用者：万华化学（宁波）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13