本說明書涉及計量，具體地說，涉及氣化爐測量技術，更具體地說，涉及一種基于機理模型的氣化爐軟測量方法及相關裝置。

背景技術：

1、氣化爐是一種將固體或液體燃料轉化為合成氣(主要成分是一氧化碳和氫氣)的設備。它通過高溫和化學反應過程，使燃料中的碳和氫等元素與氧氣、水蒸氣等反應介質發(fā)生反應，從而產生具有一定化學能的合成氣。

2、氣化爐內部的溫度監(jiān)測對于保障氣化爐安全、穩(wěn)定工作具有重要意義，一般在實際工業(yè)生產中，氣化爐在1350～1500℃范圍內可以獲得立項的轉化率，并且爐內穩(wěn)定的溫度可以大大提高耐火磚的使用壽命。爐內溫度必須保持在煤渣熔融的+50℃～+100℃范圍，若爐內溫度低于該范圍，那么直接影響氣化爐的排渣容暢度，導致可能發(fā)生堵塞現象。若爐內溫度高于該范圍，則可能導致耐火磚壽命下降，合成氣體中有效氣比率下降。因此，氣化爐的爐膛溫度必須保持在一定范圍內操控，這就對爐膛溫度的實時監(jiān)測提出了較高要求。因此有必要提供一種可以準確對氣化爐進行測量的方法。

技術實現思路

1、本說明書實施例提供了一種基于機理模型的氣化爐軟測量方法及相關裝置，以實現對氣化爐的測量參數進行準確測量的目的。

2、為實現上述技術目的，本說明書實施例提供了如下技術方案：

3、第一方面，本說明書的一個實施方式提供一種基于機理模型的氣化爐軟測量方法，所述氣化爐被劃分為多個小室，多個所述小室各自對應有機理模型，所述機理模型基于目標信息建立，所述目標信息包括：氣化爐反應機理、能量平衡方程和質量平衡方程中的至少一項，所述能量平衡方程用于表征小室中物質的內能變化率與小室中各組分的溫度參數的對應關系，所述溫度參數包括焓值和流量中的至少一者；所述質量平衡方程用于表征所述小室中各組分的濃度變化率與進出所述小室的組分流量差值的對應關系；所述基于機理模型的氣化爐軟測量方法包括：

4、響應于輸入數據，按照預設方向，基于各所述小室各自對應的機理模型，確定各所述小室對應位置處的測量參數；

5、所述測量參數包括溫度、合成氣組分和碳轉化率中的至少一者，所述預設方向包括自所述氣化爐入口指向所述氣化爐出口的方向。

6、第二方面，本說明書的一個實施方式提供一種基于機理模型的氣化爐軟測量裝置，所述氣化爐被劃分為多個小室，多個所述小室各自對應有機理模型，所述機理模型基于目標信息建立，所述目標信息包括：氣化爐反應機理、能量平衡方程和質量平衡方程中的至少一項，所述能量平衡方程用于表征小室中物質的內能變化率與小室中各組分的溫度參數的對應關系，所述溫度參數包括焓值和流量中的至少一者；所述質量平衡方程用于表征所述小室中各組分的濃度變化率與進出所述小室的組分流量差值的對應關系；所述基于機理模型的氣化爐軟測量裝置包括：

7、響應于輸入數據，按照預設方向，基于各所述小室各自對應的機理模型，確定各所述小室對應位置處的測量參數；

8、所述測量參數包括溫度、合成氣組分和碳轉化率中的至少一者，所述預設方向包括自所述氣化爐入口指向所述氣化爐出口的方向。

9、第三方面，本說明書的一個實施方式還提供了一種計算設備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現如上所述的基于機理模型的氣化爐軟測量方法。

10、第四方面，本說明書的一個實施方式還提供了一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現如上所述的基于機理模型的氣化爐軟測量方法。

11、第五方面，本說明書實施例提供了一種計算機程序產品或計算機程序，所述計算機程序產品包括計算機程序，所述計算機程序存儲在計算機可讀存儲介質中；所述計算機設備的處理器從所述計算機可讀存儲介質讀取所述計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現上述的基于機理模型的氣化爐軟測量方法的步驟?？蛇x地，所述計算機程序可以存儲在計算機設備的可讀存儲介質或云端；所述計算機設備的處理器從所述可讀存儲介質或云端讀取所述計算機程序。

12、從上述技術方案可以看出，本說明書實施例提供的基于機理模型的氣化爐軟測量方法用于測量氣化爐的測量參數，所述氣化爐被劃分為多個小室，多個所述小室各自對應有機理模型，所述機理模型基于目標信息建立，所述目標信息包括：氣化爐反應機理、能量平衡方程和質量平衡方程中的至少一項，所述能量平衡方程用于表征小室中物質的內能變化率與小室中各組分的溫度參數的對應關系，所述溫度參數包括焓值和流量中的至少一者；所述質量平衡方程用于表征所述小室中各組分的濃度變化率與進出所述小室的組分流量差值的對應關系；基于各小室的機理模型，所述基于機理模型的氣化爐軟測量方法可以響應于輸入數據，按照預設方向，基于各所述小室各自對應的機理模型，確定各所述小室對應位置處的測量參數，在該基于機理模型的氣化爐軟測量方法中，基于各小室對應的機理模型可以更好的描述氣化爐內的反應機理，模型的可調參數具有更好的物理意義，有利于更加準確地獲得所述測量參數，此外，所述基于機理模型的氣化爐軟測量方法除了可以獲得溫度外，還可以獲得合成氣組分和碳轉化率等測量等質量指標估計值，對于實際生產具有良好的指導意義。

技術特征：

1.一種基于機理模型的氣化爐軟測量方法，其特征在于，所述氣化爐被劃分為多個小室，多個所述小室各自對應有機理模型，所述機理模型基于目標信息建立，所述目標信息包括：氣化爐反應機理、能量平衡方程和質量平衡方程中的至少一項，所述能量平衡方程用于表征小室中物質的內能變化率與小室中各組分的溫度參數的對應關系，所述溫度參數包括焓值和流量中的至少一者；所述質量平衡方程用于表征所述小室中各組分的濃度變化率與進出所述小室的組分流量差值的對應關系；所述基于機理模型的氣化爐軟測量方法包括：

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣化爐反應機理用于描述所述氣化爐中發(fā)生的化學反應；

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述質量平衡方程包括：

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述氣化爐反應機理包括非均相反應和均相燃燒反應，所述非均相反應用于描述組分中氣體與焦炭的反應，所述均相燃燒反應用于描述組分中除焦炭外的組分的燃燒反應；

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，在所述非均相反應中，所述焦炭采用縮核模型描述；

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述能量平衡方程包括：

7.根據權利要求1～6任一項所述的方法，其特征在于，所述輸入數據用于描述所述氣化爐的尺寸、所述氣化爐的工作壓力、所述氣化爐的熱損失信息以及進入到所述氣化爐中的物料信息。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述輸入數據包括：物料進料量、物料粒徑分布、氣化爐幾何尺寸、氣化爐工作壓力和氣化爐熱損失系數。

9.一種計算設備，其特征在于，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現權利要求1～8任一項所述的基于機理模型的氣化爐軟測量方法。

10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現權利要求1～8任一項所述的基于機理模型的氣化爐軟測量方法。

技術總結
本說明書實施例提供了一種基于機理模型的氣化爐軟測量方法，該方法用于測量氣化爐的測量參數，氣化爐被劃分為多個小室，多個小室各自對應有機理模型，機理模型基于氣化爐反應機理、能量平衡方程和質量平衡方程建立；基于各小室的機理模型，該方法可以響應于輸入數據，按照預設方向，基于各小室各自對應的機理模型，確定各小室對應位置處的測量參數，在該測量方法中，基于各小室對應的機理模型可以更好的描述氣化爐內的反應機理，模型的可調參數具有更好的物理意義，有利于更加準確地獲得測量參數，此外，測量方法除了可以獲得溫度外，還可以獲得合成氣組分和碳轉化率等測量等質量指標估計值，對于實際生產具有良好的指導意義。

技術研發(fā)人員：李春富,張賢山
受保護的技術使用者：北京和利時工業(yè)軟件有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15