基于数据驱动的煤化工气化炉配煤优化研究

发布时间：2020-05-11 19:00

【摘要】：煤炭气化是煤化工领域实现清洁生产的重要组成部分,也是实现石油资源替代战略的核心技术。气化生产中配煤技术被广泛应用,在保证配煤质量的前提下,尽量降低配煤成本,科学合理的配煤是当前配煤企业提高竞争力的关键问题之一。鄂尔多斯是内蒙古自治区乃至全国重要的产煤区,煤炭以高活性低阶煤为主,非常适合煤炭气化生产,然而鄂尔多斯地区煤种分布稀疏,给煤化工气化炉用煤及配煤带来成本管理等问题。因此,针对上述问题,本文以配煤成本为优化目标,气化炉产气量为主要约束,研究鄂尔多斯地区煤化工气化炉多煤种的用煤和配煤优化问题。首先,根据原料煤的物理化学特性,结合专家经验,建立比例配煤模型。结合气化炉对入炉煤质的要求,通过关联规则和聚类分析确定配煤煤质的约束条件及其范围。在满足约束条件的情况下,构建煤种与煤质之间的线性模型。通过遗传优化算法,在气化炉产气量满足约束条件的同时给出了成本最低的多煤种配煤策略。通过对鄂尔多斯部分煤种进行多煤种配煤实验,结果表明,相对于传统的配煤方式,经过优化的配煤成本下降了1.75%。其次,将大数据与神经网络技术结合,根据现场数据构建基于数据驱动的气化炉煤质对产气量影响的非线性过程模型,对配煤模型配出的煤质进行产气量预测,通过产气量评价配煤效果。将非线性过程模型应用于杭锦伊泰2台气化炉,模型预测的产气量满足允许误差,泛化能力较好。最后,在上述工作的基础上,设计基于产气量核算的配煤优化人机交互系统,操作人员不需要接触算法和程序,通过输入煤质参数和配煤要求可以得到较好的配煤比例和产气效果,再结合比例配煤模型进行比例微调,使其在满足约束条件的同时提升产气效率,辅助操作人员给出最佳的配煤方案。本文从配煤优化研究角度出发,分析了企业配煤的现状,完成了配煤优化建模。实验给出了优化配煤的配煤策略,通过对产气量的预测实现了对配煤结果的评估,最终实现了对配煤策略的优化,达到了预期的效果。
【图文】：

率、提高煤炭资源利用率、实现节能降耗具有重要意义。本课题以水煤浆气化设备为对象，研究复杂化工过程的建模和优化方法，将智能优化算法应用于配煤生产过程中，以达到降低企业生产成本，提高经济效益的目的。图1.2 是气化工艺对煤化工在煤替油产业上的重要位置。图1.2 煤化工合成图

内蒙古科技大学硕士学位论文- 2 -图1.1 鄂尔多斯主要煤田的分布情况无论是传统的煤化工项目，还是新型煤化工项目，其进行生产的第一步都是煤炭气化。煤炭气化过程是对煤炭进行化学加工的一个重要方法，是实现煤炭深加工利用的关键技术[5，43]。作为煤化工的源头、全厂能量转换的核心，气化装置的运行状况十分重要。目前，采用先进的控制方法优化装置的运行状况的研究尚处于起步阶段。加快进行煤炭气化过程建模、流程模拟、控制优化等自动化关键技术的研究对提高装置的运转效率、提高煤炭资源利用率、实现节能降耗具有重要意义。本课题以水煤浆气化设备为对象，研究复杂化工过程的建模和优化方法，，将智能优化算法应用于配煤生产过程中，以达到降低企业生产成本，提高经济效益的目的。图1.2 是气化工艺对煤化工在煤替油?
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ545

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈声树;;配煤自动化计算机集散控制系统[J];涟钢科技与管理;1995年02期

2 李喜洋;;改善配煤质量的新途径——煤岩配煤[J];涟钢科技与管理;1996年02期

3 周家海;;港口配煤系统的工艺技术研究[J];水运科学研究;2010年04期

4 孙宝东;;自动配煤系统在我厂的应用[J];南钢科技;2000年04期

5 毛清龙;;梅山配煤研究的技术进步和发展方向[J];梅山科技;2001年01期

6 邵毅;;配煤系统自动化研究与应用[J];工程建设与设计;2019年10期

7 王攀;李玉才;;应用自动配煤控制系统提高配煤准确率[J];黑龙江科学;2019年16期

8 张小艳;李婷;魏本龙;;气化用煤配煤专家系统的研究[J];煤炭技术;2017年03期

9 张恒;;循环流化床锅炉经济配煤的应用探析[J];中国石油和化工标准与质量;2017年09期

10 石广斌;;浅析动力配煤原理在火力发电厂中的应用[J];科技风;2017年16期

相关会议论文 前10条

1 ;《动力配煤》一书出版[A];中国煤炭学会会讯（第94期）[C];1999年

2 ;动力配煤专家座谈会召开[A];中国煤炭学会会讯（第90期）[C];1997年

3 ;范维唐理事长在动力配煤专家座谈会上的讲话[A];中国煤炭学会会讯（第90期）[C];1997年

4 裘学江;刘颖义;李慧萍;;自动配煤程序的优化与应用[A];2011年河北省冶金信息化自动化年会论文集[C];2011年

5 何正祥;李艳春;;自动配煤控制系统的应用[A];中国计量协会冶金分会2012年会暨能源计量与节能降耗经验交流会论文集[C];2012年

6 吕桂双;王福先;;精细配煤的研究与应用[A];2012冀苏鲁皖赣五省金属（冶金）学会第十六届焦化学术年会论文集[C];2012年

7 邓志平;张代林;;关于优化配煤及焦炭质量的研究及探讨[A];2012冀苏鲁皖赣五省金属（冶金）学会第十六届焦化学术年会论文集[C];2012年

8 张守军;夏秀敏;;试论动力配煤项目的技术经济效果[A];发展洁净煤技术，提高煤炭企业竞争力学术研讨会论文集[C];2001年

9 于梅春;;核子秤配煤[A];2005中国钢铁年会论文集（第2卷）[C];2005年

10 包海军;;合理配煤提高焦炭质量的研究[A];高炉炼铁用焦炭质量技术研讨会文集[C];2007年

相关重要报纸文章 前10条

1 本报记者 闫俊荣;焦化企业:唱响精细化配煤重头戏[N];中国化工报;2015年

2 高寒秋;打赢煤炭冬储持久战[N];中国石化报;2016年

3 本报通讯员 冀宝明;找准源头 持续改进[N];中国冶金报;2016年

4 纪同森 齐Zs;低库存下稳定配煤焦炭质量的措施[N];世界金属导报;2017年

5 记者 王蕾;我省推广精细化智能配煤系统[N];山西经济日报;2017年

6 本报记者 吴兆军 通讯员 付春生;扎牢“篱笆” 供好“口粮”[N];中国冶金报;2017年

7 本报通讯员 陈鹏 龚红斌;让配煤简单起来[N];中国冶金报;2016年

8 廖桂雄 傅方明;配煤、降耗、供气,一个都不能少![N];中国冶金报;2012年

9 邱云龙　赵华;河北钢铁宣钢优化配煤降成本[N];中国冶金报;2010年

10 宇文博;汉新式精细配煤法显效[N];中国电力报;2011年

相关博士学位论文 前10条

1 杨宗义;黄陵矿区化工用煤资源禀赋及在焦化过程中的作用研究[D];西安科技大学;2018年

2 戴财胜;动力配煤的理论与应用研究[D];中国矿业大学（北京）;2000年

3 朱再兴;锅炉动力配煤优化模型和专家系统研发及炉内燃烧仿真优化研究[D];中南大学;2012年

4 夏季;火电机组配煤掺烧全过程优化技术研究与应用[D];华中科技大学;2013年

5 白永建;劣质煤配煤制备高质量冶金焦的研究[D];中国矿业大学（北京）;2013年

6 胡亚轩;含碳固体燃料混合成浆特性及配煤成浆浓度神经网络预测[D];浙江大学;2015年

7 王鑫;非线性理论应用于动力配煤燃烧特性研究[D];浙江大学;2016年

8 王大川;高硅铝含量煤灰熔融及黏温特性改善研究[D];华东理工大学;2017年

9 高志芳;提质褐煤制浆及配煤成浆特性的研究[D];中国矿业大学（北京）;2009年

10 高洪阁;配煤理论与固硫技术的基础研究[D];山东科技大学;2003年

相关硕士学位论文 前10条

1 袁晨博;基于数据驱动的煤化工气化炉配煤优化研究[D];内蒙古科技大学;2019年

2 戴芳蕾;峰峰集团智能配煤模型研究[D];中国矿业大学;2019年

3 武占强;配煤及助熔剂对Shell气化炉煤灰的影响研究[D];郑州大学;2018年

4 秦玉玺;马钢配煤模型的优化及应用[D];安徽工业大学;2018年

5 娄羽;开滦曹妃甸港区配煤系统改进策略研究[D];大连海事大学;2018年

6 曹豪;柠条塔矿自动配煤与主运控制系统优化研究[D];西安科技大学;2018年

7 杨浩楠;火电厂动力配煤优化系统研究[D];华北电力大学;2018年

8 张希海;配煤对水煤浆气化炉运行的影响[D];北京化工大学;2017年

9 苗水清;火电厂配煤优化模型及其应用研究[D];西安工业大学;2016年

10 王明进;ZHJL5552D型焦炉配煤结构优化研究[D];天津大学;2017年

本文编号：2658916