煤气化煤质调控方法、装置、电子设备、存储介质与流程

本发明涉及煤气化相关，特别是一种煤气化煤质调控方法、装置、电子设备、存储介质。

背景技术：

1、中国是一个以煤炭作为主要能源和化学产品生产原料的大国，在现代煤化工领域中，往往需要先将煤转化成以co、h2等气体(简称“煤气化”)后再进一步合成化学品。煤气化作为现代煤化工领域中最重要的煤炭清洁利用途径，不仅是煤化工产业的龙头，更是决定煤化工效率、效益，生产运行稳定性的关键。不同气化技术的不同炉型，往往对煤质有一定的要求。对于水冷壁气流床气化炉，气化炉使用水冷壁结构，通过熔融灰渣的“以渣抗渣”原理，实现炉内高温反应环境和反应器的自我保护。因此，该气化炉对原料煤的灰黏温特性具有一定要求，要求熔融灰渣在气化炉操作温度下的黏度维持在一定范围内，以使高温熔融状态下的煤灰黏附到水冷壁表面，形成一定厚度的渣层，并以在一定的流速范围内流动排出气化炉反应室，即以动态的“以渣抗渣”实现反应室的设备保护和产品、副产品(灰渣)的稳态排出，保证气化炉的稳定运行。一般认为，在气化温度下，煤灰黏度范围要稳定在2-25pa·s范围内，最宽不能超过2-50pa·s。熔融态煤灰黏度较高时，流动性差、下渣困难、易堵渣，黏度过低则不能形成有效渣层，使水冷壁壁面超温，损坏设备。因此，在气化炉的稳定生产运营中，煤质，尤其是煤灰的黏温性质与气化炉操作温度的匹配是非常重要的。

2、气化炉的操作温度取决于煤的反应活性和排渣温度，而排渣温度与黏度为25pa·s时温度t25相关联，t25过高则会导致气化炉的不稳定运行。理想的气化温度是根据原煤的反应活性确定的，但基于“以渣抗渣”的要求，为保证气化炉的稳定运行，其实际操作温度是由煤灰的黏温特性决定的。不同煤气化技术操作温度的确定，往往根据其炉型特点在原料煤灰t25的基础上加上一定的温度范围(通常为50-250℃)来确定。原料煤质的波动、变化可能导致煤灰熔融特性的变化，进而就会影响气化炉的操作条件。而保证气化炉操作温度下煤的黏温特性在合理范围内对气化炉的稳定运行至关重要。

3、煤气化技术是煤化工产业链的龙头，煤气化装置的稳定运行是后续煤化工产品稳定生产的保障，而煤气化装置的稳定运行取决于进料煤质的稳定。受煤层深度、煤炭企业保供、外购原煤多样性等因素影响，煤化工企业煤质常处于变化和波动状态中，需要实时根据煤质情况进行调节，而这类调节往往通过经验完成，且误差高、试错成本高、工作负荷较大。

4、不管何种配煤方式，其本质是配灰，即通过改变灰的组成，最终使气化温度下的熔融态灰黏度落在2-25pa·s这个区间。

5、然而，现有技术的配煤方法多围绕煤的灰分、硅铝比、酸碱比、灰组成、ft温度等，基于以上方法可以在一定程度上调变煤的黏温特性并从侧面预测气化温度下的黏度趋势。但此类方法不能体现煤质、气化炉操作温度和熔渣之间的关系，难以直观、定量的给出气化温度下的煤灰黏度是否介于2-25pa·s之间，可操作性差，且误差较大，无法用于调节煤质波动。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对现有技术无法调节煤质波动的技术问题，提供一种煤气化煤质调控方法、装置、电子设备、存储介质。

2、本发明提供一种煤气化煤质调控方法，包括：

3、获取主要气化原煤煤质的预设灰黏度温度作为主要气化原煤煤质灰黏度温度，并获取主要气化原煤煤质灰组分，根据主要气化原煤煤质灰组分计算主要气化原煤煤质灰组分酸碱氧化物质量比，根据所述主要气化原煤煤质灰组分酸碱氧化物质量比和所述主要气化原煤煤质灰黏度温度，计算以所述主要气化原煤为基础的煤质灰黏度温度预测模型，所述煤质灰黏度温度预测模型计算灰组分酸碱氧化物质量比对应的灰黏度温度；

4、在煤质波动时，获取混煤煤样灰组分酸碱氧化物质量比，通过所述煤质灰黏度温度预测模型计算所述混煤煤样灰组分酸碱氧化物质量比对应的灰黏度温度作为待比较灰黏度温度，计算所述待比较灰黏度温度与所述主要气化原煤煤质灰黏度温度的温度偏差，如果所述温度偏差小于等于预设偏差阈值，则判断所述混煤可直接进入气化炉，否则调整所述混煤煤样得到配煤煤样，直到所述配煤煤样灰组分酸碱氧化物质量比对应的灰黏度温度与所述主要气化原煤煤质灰黏度温度的温度偏差小于等于预设偏差阈值。

5、进一步地，所述根据主要气化原煤煤质灰组分计算主要气化原煤煤质灰组分酸碱氧化物质量比，根据所述主要气化原煤煤质灰组分酸碱氧化物质量比和所述主要气化原煤煤质灰黏度温度，计算以所述主要气化原煤为基础的煤质灰黏度温度预测模型，包括：

6、获取煤质灰黏度温度基础预测模型，所述煤质灰黏度温度基础预测模型为t25＝k3x3+k2x2+k1x+a，其中，t25为灰黏度温度，k3为三次项参数，k2为二次项参数，k1为一次项参数，a为常数项，x为灰组分酸碱氧化物质量比；

7、根据所述主要气化原煤煤质灰组分计算主要气化原煤煤质灰组分酸碱氧化物质量比，将所述主要气化原煤煤质灰组分酸碱氧化物质量比和所述主要气化原煤煤质灰黏度温度代入所述煤质灰黏度温度基础预测模型，计算得到常数项值；

8、将计算得到的常数项值代入所述煤质灰黏度温度基础预测模型，得到以所述主要气化原煤为基础的煤质灰黏度温度预测模型。

9、更进一步地，所述方法还包括：

10、获取不同煤质下的多个灰组分酸碱氧化物质量比和对应的灰黏度温度；

11、分别对同一煤质下的多个灰组分酸碱氧化物质量比和对应的灰黏度温度进行拟合，得到每一煤质对应的拟合曲线函数；

12、对不同煤质的拟合曲线函数中，相同项次的参数计算平均值，得到每一项次的参数；

13、基于每一项次的参数，建立煤质灰黏度温度基础预测模型。

14、进一步地，所述获取混煤煤样灰组分酸碱氧化物质量比之前，所述方法还包括：

15、根据主要气化原煤煤质灰组分酸碱氧化物质量比，选择混煤比例，使得混煤后的混煤煤样灰组分酸碱氧化物质量比偏离所述主要气化原煤煤质灰组分酸碱氧化物质量比的范围小于预设百分比范围。

16、进一步地，所述调整所述混煤煤样得到配煤煤样，包括：

17、向所述混煤添加助溶剂或反助溶剂得到配煤。

18、再进一步地，所述灰组分为碱性氧化物与酸性氧化物的质量比。

19、再进一步地，所述混煤为原煤与不同种类改性剂混合而得的煤样。

20、本发明提供一种煤气化煤质调控装置，包括：

21、模型计算模块，用于获取主要气化原煤煤质的预设灰黏度温度作为主要气化原煤煤质灰黏度温度，并获取主要气化原煤煤质灰组分，根据主要气化原煤煤质灰组分计算主要气化原煤煤质灰组分酸碱氧化物质量比，根据所述主要气化原煤煤质灰组分酸碱氧化物质量比和所述主要气化原煤煤质灰黏度温度，计算以所述主要气化原煤为基础的煤质灰黏度温度预测模型，所述煤质灰黏度温度预测模型计算灰组分酸碱氧化物质量比对应的灰黏度温度；

22、调控模块，用于在煤质波动时，获取混煤煤样灰组分酸碱氧化物质量比，通过所述煤质灰黏度温度预测模型计算所述混煤煤样灰组分酸碱氧化物质量比对应的灰黏度温度作为待比较灰黏度温度，计算所述待比较灰黏度温度与所述主要气化原煤煤质灰黏度温度的温度偏差，如果所述温度偏差小于等于预设偏差阈值，则判断所述混煤可直接进入气化炉，否则调整所述混煤煤样得到配煤煤样，直到所述配煤煤样灰组分酸碱氧化物质量比对应的灰黏度温度与所述主要气化原煤煤质灰黏度温度的温度偏差小于等于预设偏差阈值。

23、本发明提供一种电子设备，包括：

24、至少一个处理器；以及，

25、与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，

26、所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够执行如前所述的煤气化煤质调控方法。

27、本发明提供一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行如前所述的煤气化煤质调控方法的所有步骤。

28、本发明提出煤质灰黏度温度预测模型，将煤质与灰黏度温度关联，从而进一步与气化炉操作温度相关联，使得煤的熔渣的性质与气化炉的操作温度相匹配。本发明的煤质灰黏度温度预测模型可以直接计算煤质波动后混煤的灰黏度温度数据，判断波动后煤样是否满足气化炉的稳定操作要求，当不能满足时，通过与工厂稳定生产时期用煤的主要气化原煤煤质灰黏度温度对比，判断是否需要配煤，并指导混煤的调整得到配煤，并再次与配煤的灰黏度温度对比，判断配煤后煤样是否满足气化炉操作要求，实现煤质变化或波动时的原料调整，稳定生产和运行。