航天气化炉先进控制与优化系统的设计和实现

薛美盛 徐智康 秦宇海

（1.中国科学技术大学信息科学技术学院；2.江苏庞景节能科技有限公司）

煤炭约占世界能源储量的79%，煤炭利用技术的开发和研究是我国能源战略的重要内容之一［1］。2017年，我国相继发布了《煤炭深加工产业示范“十三五”规划》［2］和《现代煤化工产业创新发展布局方案》。二者都不同程度地指出，目前我国煤化工行业仍处于产业化初级阶段，产业发展初具规模，但尚存在一些问题亟待解决。长期以来，在煤化工行业缺乏自主知识产权的粉煤加压气化技术，限制了国内煤化工大规模地发展，需要引进国外先进技术。2007年，航天长征化学工程股份有限公司借鉴荷兰Shell、美国Texaco等公司先进技术设计研发了航天气化炉［3］。截至2019年，全国共建成航天气化炉101台，航天气化炉势必将成为煤气化技术未来发展的重心。

由于涉及到许多复杂的化学反应过程，航天气化炉是一个复杂的大惯性、大滞后、时变和非线性系统，相应的控制理论和应用都尚不成熟［4］。实现航天气化炉先进控制和优化，关键在于稳定气化炉气化过程炉温，同时在稳定工况的前提下优化气化炉系统氧煤比。笔者以机架式服务器为硬件平台，将选择控制策略与广义预测控制算法结合来稳定控制炉温，采用神经网络建模和遗传算法寻优相结合优化氧煤比，设计并实现了一套航天气化炉先进控制与优化系统，取得了良好的应用效果。

1 航天气化炉简介

某煤化工企业配备3台（两运一备）航天气化炉。……