阅读说明：本技术 四喷嘴水煤浆气化炉控制系统以及控制方法 (Control system and control method for four-nozzle coal water slurry gasification furnace ) 是由 周琨 张成学 周雪花 徐瑞哲 于 2019-12-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种四喷嘴水煤浆气化炉控制系统以及控制方法,四喷嘴水煤浆气化炉控制系统包括：称重给料机系统、磨煤机、第一煤浆储槽、低压煤浆泵、第二煤浆储槽、高压煤浆泵、气化炉和DCS系统；称重给料机系统包括称重给料机、下料口、给料机电机和给料机转速探头；称重给料机的进料端上方安装下料口。本发明提供的四喷嘴水煤浆气化炉控制系统,能够全面对煤浆浓度、气化炉氧气和煤浆的配比进行调节,从而实现水煤浆气化炉的自动化控制,提高水煤浆气化效率,使水煤浆安全稳定调节,降低煤耗,使得产量最大化。(The invention provides a control system and a control method for a four-nozzle coal water slurry gasification furnace, wherein the control system for the four-nozzle coal water slurry gasification furnace comprises the following components: the system comprises a weighing feeder system, a coal mill, a first coal slurry storage tank, a low-pressure coal slurry pump, a second coal slurry storage tank, a high-pressure coal slurry pump, a gasification furnace and a DCS; the weighing feeder system comprises a weighing feeder, a feed opening, a feeder motor and a feeder rotating speed probe; and a feed opening is arranged above the feed end of the weighing feeder. The control system of the four-nozzle coal water slurry gasification furnace provided by the invention can adjust the coal slurry concentration and the proportion of the gasification furnace oxygen and the coal slurry, thereby realizing the automatic control of the coal water slurry gasification furnace, improving the coal water slurry gasification efficiency, ensuring the safe and stable adjustment of the coal water slurry, reducing the coal consumption and maximizing the yield.)

四喷嘴水煤浆气化炉控制系统以及控制方法

技术领域

本发明属于仪表自动化技术领域，具体涉及一种四喷嘴水煤浆气化炉控制系统以及控制方法。

背景技术

目前，煤化工领域大量使用水煤浆气化技术作为煤制气工艺技术，此项技术为实现煤气化技术自主化，推动煤化工的快速发展提供了强有力的支持。

然而，现有的水煤浆气化技术主要存在以下问题：水煤浆气化炉***入的水煤浆浓度、氧气和煤浆的配比是影响煤气化过程的重要参数，直接影响水煤浆气化炉的出口有效气含量。但是，目前的水煤浆气化系统，无法精确调节水煤浆浓度、氧气和煤浆的配比，从而导致水煤浆气化效率低的问题。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种四喷嘴水煤浆气化炉控制系统以及控制方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种四喷嘴水煤浆气化炉控制系统，包括：称重给料机系统(1)、磨煤机(2)、第一煤浆储槽(3)、低压煤浆泵(4)、第二煤浆储槽(5)、高压煤浆泵(6)、气化炉(7)和DCS系统；

所述称重给料机系统(1)包括称重给料机(1-1)、下料口(1-2)、给料机电机(1-3)和给料机转速探头(1-4)；所述称重给料机(1-1)的进料端上方安装所述下料口(1-2)；

所述磨煤机(2)的进料端连通工艺水管线和添加剂管线；其中，所述工艺水管线安装工艺水流量计(2-1)以及工艺水调节阀(2-2)；所述添加剂管线安装添加剂流量计(2-3)以及添加剂调节阀(2-4)；并且，所述工艺水管线与所述称重给料机(1-1)的出料端通过给煤管线(1-5)连通；

所述第一煤浆储槽(3)的进料端与所述磨煤机(2)的出料端通过管线连通；

所述低压煤浆泵(4)的进料端与所述第一煤浆储槽(3)连通；所述低压煤浆泵(4)的出料端通过第一煤浆输送管线(G1)与所述第二煤浆储槽(5)的出料端连通；其中，在所述第一煤浆输送管线(G1)安装煤浆浓度计(8)；

所述气化炉(7)配置四个位于同一水平面的对置式喷嘴；

所述高压煤浆泵(6)的进料端与所述第二煤浆储槽(5)连通；所述高压煤浆泵(6)的出料端通过第二煤浆输送管线(G2)，分别与所述气化炉(7)的每个喷嘴的外环进料口连通；所述气化炉(7)的每个喷嘴还连通中心氧管线和主氧气管线；其中，所述中心氧管线安装中心氧气流量计(7-1)和中心氧气流量调节阀(7-2)；所述主氧气管线安装主氧气流量计(7-3)和主氧气流量调节阀(7-4)；所述气化炉(7)的内部炉壁安装高温热电偶(7-5)；

所述DCS系统的输入端分别与所述给料机转速探头(1-4)、所述工艺水流量计(2-1)、所述添加剂流量计(2-3)、所述煤浆浓度计(8)、所述中心氧气流量计(7-1)、所述主氧气流量计(7-3)和所述高温热电偶(7-5)连接；

所述DCS系统的输出端分别与所述给料机电机(1-3)、所述工艺水调节阀(2-2)、所述添加剂调节阀(2-4)、所述中心氧气流量调节阀(7-2)和所述主氧气流量调节阀(7-4)连接。

优选的，所述给料机转速探头(1-4)采用同轴速度传感器。

优选的，所述速度传感器采用无碳刷式交流脉冲发生器。

优选的，所述工艺水流量计(2-1)和所述添加剂流量计(2-3)采用电磁流量计。

本发明还提供一种四喷嘴水煤浆气化炉控制系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤1，水煤浆气化过程包括：

步骤1.1，原料煤经称重给料机系统(1)称重后，与工艺水管线输送的工艺水及添加剂管线输送的添加剂混合，得到混合煤液；

步骤1.2，混合煤液输送到磨煤机(2)，经磨煤机(2)研磨后，得到第一煤浆；

步骤1.3，第一煤浆通过低压煤浆泵(4)送到第二煤浆储槽(5)储存；

步骤1.4，高压煤浆泵(6)将第二煤浆储槽(5)储存的水煤浆加压至7.88MPa后，根据氧煤比计算后，进入气化炉(7)的各个工艺烧嘴的外环通道；

空分装置输送的纯氧经切断阀分成四路，每路纯氧分为两个支路，第一支路为中心氧，第二支路为主氧气；中心氧经中心氧气流量计(7-1)和中心氧气流量调节阀(7-2)后，进入工艺烧嘴的中心通道；主氧气经主氧气流量计(7-3)和主氧气流量调节阀(7-4)后，进入工艺烧嘴的外环通道；

加压后的水煤浆、中心氧和主氧气，通过四个对称布置在同一水平面的工艺烧嘴，同轴射流进入气化炉内，气化反应条件为6.5MPa、1350℃；通过高温热电偶(7-5)检测气化炉内壁温度，从而生成粗合成气，成分为CO₂、H₂、CO、CH₄及水蒸汽混合物，水煤浆中的未转化组分与煤灰形成灰渣；

步骤2，水煤浆气化控制过程包括煤浆浓度的自动控制和气化炉气化过程控制两部分；

步骤2.1，在步骤1的水煤浆气化过程中，给料机转速探头(1-4)实时测量给料机实时转速，工艺水流量计(2-1)实时测量工艺水实时流量，添加剂流量计(2-3)实时测量添加剂实时流量，煤浆浓度计(8)实时测量煤浆实时流量，中心氧气流量计(7-1)实时测量中心氧气实时流量，主氧气流量计(7-3)实时测量主氧气实时流量，高温热电偶(7-5)实时测量气化炉内壁实时温度；

步骤2.2，所述给料机实时转速、所述工艺水实时流量、所述添加剂实时流量、所述煤浆实时流量、所述中心氧气实时流量、所述主氧气实时流量和所述气化炉内壁实时温度实时通过DCS系统传输给APC系统；

步骤2.3，APC系统预建立调控数学模型，通过所述调控数学模型，得到对给料机电机(1-3)转速、工艺水供给流量、添加剂供给流量、中心氧供给流量和主氧气供给流量的最佳控制值；然后通过最佳控制值，分别对给料机电机(1-3)转速、工艺水调节阀(2-2)、添加剂调节阀(2-4)、中心氧气流量调节阀(7-2)和主氧气流量调节阀(7-4)进行控制，使四喷嘴水煤浆气化炉装置自动安全稳定运行；

步骤2.3具体包括：

步骤2.3.1，预建立控制模型：

其中：

y(s)为控制变量MV；

u(s)为被控变量CV；

k为增益系数，表示控制变量和被控变量之间响应速度的情况；

τ_n、τ₁、τ₂分别为控制模型在控制变量变化时达到被控变量稳态所需的第一时间系数、第二时间系数和第三时间系数；

d为控制变量响应被控变量所需要的时间系数；

s为时间变量；

步骤2.3.2，采用阶跃测试方法，分别求得与不同控制变量、被控变量对应的k、τ_n、τ₁、τ₂和d的值；从而得到特定控制变量和特定被控变量所对应的控制模型；

具体包括：

煤浆制备APC控制器变量及控制关系包括：

步骤2.3.2.1，称重给料机给煤量设定值调节水煤浆浓度的数学模型为：

其中：

u₁(s)为水煤浆浓度；

y₁(s)为称重给料机给煤量设定值；

步骤2.3.2.2，工艺水给水量设定值调节水煤浆浓度的数学模型为：

其中：

u₁(s)为水煤浆浓度；

y₂(s)为工艺水给水量设定值；

步骤2.3.2.3，称重给料机给煤量设定值调节煤浆槽液位的数学模型为：

其中：

u₂(s)为煤浆槽液位；

y₁(s)为称重给料机给煤量设定值；

步骤2.3.2.4，工艺水给水量设定值调节煤浆槽液位的数学模型为：

其中：

u₂(s)为煤浆槽液位；

y₂(s)为工艺水给水量设定值；

步骤2.3.2.5，称重给料机给煤量设定值调节称重给料机瞬时给煤量的数学模型为：

其中：

u₃(s)为称重给料机瞬时给煤量；

y₁(s)为称重给料机给煤量设定值；

步骤2.3.2.6，工艺水给水量设定值调节工艺水瞬时给水量的数学模型为：

其中：

u₄(s)为工艺水瞬时给水量；

y₂(s)为工艺水给水量设定值；

气化炉APC控制器变量及控制关系包括：

气化炉共布置四只高温热电偶，分别为第一高温热电偶、第二高温热电偶、第三高温热电偶和第四高温热电偶；其中，第一高温热电偶用于测量气化炉拱顶温度；第二高温热电偶用于测量气化炉烧嘴室温度；第三高温热电偶用于测量气化炉中下部温度；第四高温热电偶用于测量气化炉底部温度；

气化炉共有四个烧嘴，分别为A烧嘴、B烧嘴、C烧嘴和D烧嘴；四个烧嘴在气化炉上部同一水平位置，成90°夹角对置式分布，其中，A烧嘴与B烧嘴对置，C烧嘴与D烧嘴对置，A烧嘴、D烧嘴、B烧嘴、C烧嘴按顺时针排布，每个烧嘴连接一条煤浆支管、一个主氧气支管和一个中心氧气支管；

步骤2.3.2.7，四个烧嘴的主氧气流量设定值调节粗煤气甲烷含量的数学模型为：

其中：

u₅(s)为粗煤气甲烷含量；

y₃(s)为每个烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.8，四个烧嘴的主氧气流量设定值调节粗煤气二氧化碳含量的数学模型为：

其中：

u₆(s)为粗煤气二氧化碳含量；

y₃(s)为每个烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.9，每个烧嘴的主氧气流量设定值调节气化炉拱顶温度的数学模型为：

其中：

u₇(s)为气化炉拱顶温度；

y₃(s)为每个烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.10，每个烧嘴的主氧气流量设定值调节气化炉烧嘴室温度的数学模型为：

其中：

u₈(s)为气化炉烧嘴室温度；

y₃(s)为每个烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.11，每个烧嘴的主氧气流量设定值调节气化炉中下部温度的数学模型为：

其中：

u₉(s)为气化炉中下部温度；

y₃(s)为每个烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.12，每个烧嘴的主氧气流量设定值调节气化炉底部温度的数学模型为：

其中：

u₁₀(s)为气化炉底部温度；

y₃(s)为每个烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.13，每个烧嘴的主氧气流量设定值调节A烧嘴氧煤比的数学模型为：

其中：

u₁₁(s)为A烧嘴氧煤比；

y₃(s)为每个烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.14，每个烧嘴的主氧气流量设定值调节B烧嘴氧煤比的数学模型为：

其中：

u₁₂(s)为B烧嘴氧煤比；

y₃(s)为每个烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.15，每个烧嘴的主氧气流量设定值调节C烧嘴氧煤比的数学模型为：

其中：

u₁₃(s)为C烧嘴氧煤比；

y₃(s)为每个烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.16，每个烧嘴的主氧气流量设定值调节D烧嘴氧煤比的数学模型为：

其中：

u₁₄(s)为D烧嘴氧煤比；

y₃(s)为每个烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.17，每个烧嘴的中心氧气流量设定值调节A烧嘴中心氧比例的数学模型为：

其中：

u₁₅(s)为A烧嘴中心氧比例，即：A烧嘴中心氧流量与A烧嘴主氧气流量的比例；

y₄(s)为每个烧嘴的中心氧气流量设定值；

步骤2.3.2.18，每个烧嘴的中心氧气流量设定值调节B烧嘴中心氧比例的数学模型为：

其中：

u₁₆(s)为B烧嘴中心氧比例，即：B烧嘴中心氧流量与B烧嘴主氧气流量的比例；

y₄(s)为每个烧嘴的中心氧气流量设定值；

步骤2.3.2.19，每个烧嘴的中心氧气流量设定值调节C烧嘴中心氧比例的数学模型为：

其中：

u₁₇(s)为C烧嘴中心氧比例，即：C烧嘴中心氧流量与C烧嘴主氧气流量的比例；

y₄(s)为每个烧嘴的中心氧气流量设定值；

步骤2.3.2.20，每个烧嘴的中心氧气流量设定值调节D烧嘴中心氧比例的数学模型为：

其中：

u₁₈(s)为D烧嘴中心氧比例，即：D烧嘴中心氧流量与D烧嘴主氧气流量的比例；

y₄(s)为每个烧嘴的中心氧气流量设定值；

步骤2.3.2.21，A烧嘴的主氧气流量设定值调节A烧嘴和B烧嘴主氧气流量差的数学模型为：

其中：

u₁₉(s)为A烧嘴和B烧嘴主氧气流量差；

y₅(s)为A烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.22，B烧嘴的主氧气流量设定值调节A烧嘴和B烧嘴主氧气流量差的数学模型为：

其中：

u₁₉(s)为A烧嘴和B烧嘴主氧气流量差；

y₆(s)为B烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.23，C烧嘴的主氧气流量设定值调节C烧嘴和D烧嘴主氧气流量差的数学模型为：

其中：

u₂₀(s)为C烧嘴和D烧嘴主氧气流量差；

y₇(s)为C烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.24，D烧嘴的主氧气流量设定值调节C烧嘴和D烧嘴主氧气流量差的数学模型为：

其中：

u₂₀(s)为C烧嘴和D烧嘴主氧气流量差；

y₈(s)为D烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.25，A烧嘴的主氧气流量设定值调节(L_A+L_B)-(L_C+L_D)的数学模型为：

其中：

u₂₁(s)为(L_A+L_B)-(L_C+L_D)；其中：L_A、L_B、L_C、L_D分别代表A烧嘴、B烧嘴、C烧嘴、D烧嘴的主氧气流量；

y₅(s)为A烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.26，B烧嘴的主氧气流量设定值调节(L_A+L_B)-(L_C+L_D)的数学模型为：

其中：

u₂₁(s)为(L_A+L_B)-(L_C+L_D)；其中：L_A、L_B、L_C、L_D分别代表A烧嘴、B烧嘴、C烧嘴、D烧嘴的主氧气流量；

y₆(s)为B烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.27，C烧嘴的主氧气流量设定值调节(L_A+L_B)-(L_C+L_D)的数学模型为：

其中：

u₂₁(s)为(L_A+L_B)-(L_C+L_D)；其中：L_A、L_B、L_C、L_D分别代表A烧嘴、B烧嘴、C烧嘴、D烧嘴的主氧气流量；

y₇(s)为C烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.28，D烧嘴的主氧气流量设定值调节(L_A+L_B)-(L_C+L_D)的数学模型为：

其中：

u₂₁(s)为(L_A+L_B)-(L_C+L_D)；其中：L_A、L_B、L_C、L_D分别代表A烧嘴、B烧嘴、C烧嘴、D烧嘴的主氧气流量；

y₈(s)为D烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.3，根据每个特定控制变量和特定被控变量所对应的控制模型，输入被控变量的目标值，得到控制变量的目标值，然后将控制变量的目标值与控制变量的设定值相减，得到控制变量的调节值，然后根据控制变量的调节值，作用于对应的执行机构，实现对控制变量的调节，从而使调节后系统的控制变量的实时值，等于控制变量的目标值，实现对四喷嘴水煤浆气化炉控制调节。

本发明提供的四喷嘴水煤浆气化炉控制系统以及控制方法具有以下优点：

本发明提供的四喷嘴水煤浆气化炉控制系统，能够全面对煤浆浓度、气化炉氧气和煤浆的配比进行调节，从而实现水煤浆气化炉的自动化控制，提高水煤浆气化效率，使水煤浆安全稳定调节，使得员工的劳动强度大大降低，减少人的操作误差，降低煤耗，使得产量最大化，本发明产品适用于煤化工行业，产品推广实施后将极大的促进国内水煤浆气化自动化水平的提升，具有良好的市场推广性。

附图说明

图1为本发明提供的四喷嘴水煤浆气化炉控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种四喷嘴水煤浆气化炉控制系统，参考图1，包括：称重给料机系统1、磨煤机2、第一煤浆储槽3、低压煤浆泵4、第二煤浆储槽5、高压煤浆泵6、气化炉7和DCS系统；

称重给料机系统1包括称重给料机1-1、下料口1-2、给料机电机1-3和给料机转速探头1-4；称重给料机1-1的进料端上方安装下料口1-2；

磨煤机2的进料端连通工艺水管线和添加剂管线；其中，工艺水管线安装工艺水流量计2-1以及工艺水调节阀2-2；添加剂管线安装添加剂流量计2-3以及添加剂调节阀2-4；并且，工艺水管线与称重给料机1-1的出料端通过给煤管线1-5连通；

第一煤浆储槽3的进料端与磨煤机2的出料端通过管线连通；

低压煤浆泵4的进料端与第一煤浆储槽3连通；低压煤浆泵4的出料端通过第一煤浆输送管线G1与第二煤浆储槽5的出料端连通；其中，在第一煤浆输送管线G1安装煤浆浓度计8；

气化炉7配置四个位于同一水平面的对置式喷嘴；

高压煤浆泵6的进料端与第二煤浆储槽5连通；高压煤浆泵6的出料端通过第二煤浆输送管线G2，分别与气化炉7的每个喷嘴的外环进料口连通；气化炉7的每个喷嘴还连通中心氧管线和外环氧管线；其中，中心氧管线安装中心氧气流量计7-1和中心氧气流量调节阀7-2；外环氧管线安装外环氧气流量计7-3和外环氧气流量调节阀7-4；气化炉7的内部炉壁安装高温热电偶7-5；

DCS系统的输入端分别与给料机转速探头1-4、工艺水流量计2-1、添加剂流量计2-3、煤浆浓度计8、中心氧气流量计7-1、外环氧气流量计7-3和高温热电偶7-5连接；

DCS系统的输出端分别与给料机电机1-3、工艺水调节阀2-2、添加剂调节阀2-4、中心氧气流量调节阀7-2和外环氧气流量调节阀7-4连接。

水煤浆气化过程包括：

步骤1，原料煤经称重给料机系统1称重后，与工艺水管线输送的工艺水及添加剂管线输送的添加剂混合，得到混合煤液；

步骤2，混合煤液输送到磨煤机2，经磨煤机2研磨后，得到第一煤浆；

步骤3，第一煤浆通过低压煤浆泵4送到第二煤浆储槽5储存；

步骤4，高压煤浆泵6将第二煤浆储槽5储存的水煤浆加压至7.88MPa后，根据氧煤比计算后，进入气化炉7的各个工艺烧嘴的外环通道；

空分装置输送的纯氧经切断阀分成四路，每路纯氧分为两个支路，第一支路为中心氧，第二支路为外环氧；中心氧经中心氧气流量计7-1和中心氧气流量调节阀7-2后，进入工艺烧嘴的中心通道；外环氧经外环氧气流量计7-3和外环氧气流量调节阀7-4后，进入工艺烧嘴的外环通道；

加压后的水煤浆、中心氧和外环氧，通过四个对称布置在同一水平面的工艺烧嘴，同轴射流进入气化炉内，气化反应条件为6.5MPa、1350℃；通过高温热电偶7-5检测气化炉内壁温度，从而生成粗合成气，成分为CO₂、H₂、CO、CH₄及水蒸汽混合物，水煤浆中的未转化组分与煤灰形成灰渣。

图中关键部件说明：

1.给料机转速探头：

采用同轴速度传感器，为无碳刷式交流脉冲发生器。给料机转速探头将给料机电机的转速转换成电信号输出到DCS系统进行监控。

2.流量计

工艺水流量计和添加剂流量计采用电磁流量计，电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计。电磁流量计的优点是压损极小，可测流量范围大。输出信号和被测流量成线性，精确度较高，可测量电导率≥5μs/cm的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等的流体流量。

电磁流量计将测量的工艺水流量、添加剂流量经过信号转换后送到DCS系统进行监控。

3.煤浆浓度计

煤浆浓度计用于测量煤浆浓度的仪表，是控制煤浆浓度的重要监测仪表。煤浆浓度计将测量的煤浆浓度信号传输到DCS系统。

煤浆浓度计的工作原理：

采用超声波信号在含悬浮物的介质中传输产生幅度衰减的原理测量浓度。其基于微处理器和集成多种检测技术的系统结构，使其测量不受介质状态和环境因素的影响，保证煤浆浓度计的精确、稳定和可靠。浓度计由超声波传感器、浓度测量、信号输出电路板、微处理器电路板、显示器和键盘组件、变送器壳体、安装组建等组成。

4.高温热电偶

高温热电偶用于测量气化炉的内部炉壁温度，用于对气化炉炉温的监控，高温热电偶将测量信号传送到DCS进行监控。

高温热电偶的工作原理：

高温热电偶测温的基本原理是：两种不同成份的材质导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。在热电偶测温时，可接入测量仪表，测得热电动势后，即可测量到被测介质的温度。气化炉用热电偶一般测量温度在1100℃到1300℃，通常采用B型热电偶，热电偶采用铠装设计保护套管。

5.DCS系统

DCS系统用于对气化装置仪表测量元件的信号采集，以及对阀门的自动控制。同时通过OPC协议接口将测量信号传送到APC系统，并接受APC系统的控制信号，再对现场阀门实行调节。

DCS系统由控制器、I/O控制卡件、安全栅、机柜、交换机、操作站等组成。

6.APC系统

APC系统用于对DCS系统传递过来的多变量测量信号进过复杂的模型运算，得出优化控制值，经过OPC接口将控制值传输到DCS系统进行控制。

APC系统由服务器、网关、交换机、显示器、鼠标、键盘组成。

APC系统主要对煤浆制备、气化炉通过数学模型进行自动运算，从而得到最佳控制值对现场系统进行自动化控制。

煤浆制备单元包含称重给料机、磨煤机、煤浆出料槽、煤浆泵。本发明系统对煤浆制备单元的控制主要是实现煤浆浓度的自动控制，通过煤浆浓度计测量煤浆浓度与APC系统设定值在DCS系统中进行比对，如有偏差通过调节称重给煤机的投煤流量或者工艺水进水流量来调整浓度，称重给料机主要是通过转速调整快慢，工艺水通过调节阀的开度调节流量大小，转速越快投煤流量越高，浓度就会高，工艺水调节阀开度越大，工艺水流量越大，煤浆浓度就会越低。

气化炉系统主要是对产出的粗合成气成分、气化炉的温度、氧气和煤浆的配比进行控制。通过DCS采集的装置合成气分析仪的数值、高温热电偶的数值、氧气和煤浆流量的值与APC模型计算的值进行比对，通过调节氧气流量阀FV1203进行调整。且四个烧嘴的氧气流量调节幅度要尽量一致避免烧嘴偏喷。

气化装置APC系统的实施范围包括：煤浆制备、气化炉。根据功能设计，该APC控制系统共有1个主控制器和2个子控制器，系统共有21个CV、10个MV。

本发明提供的四喷嘴水煤浆气化炉控制系统，可分别对水煤浆浓度、氧气和煤浆的配比进行调节，具体包括：

(1)煤浆浓度的调节：

DCS系统通过煤浆浓度计检测进行第二煤浆储槽5的实时煤浆浓度；然后，对给料机电机的转速进行调节，从而调节投煤流量；或者，对工艺水调节阀2-2进行调节，从而调节工艺水进水量，通过投煤流量或工艺水进水流量的调节，从而调节煤浆浓度；具体的，称重给料机主要是通过转速调整快慢，工艺水通过工艺水调节阀2-2的开度调节流量大小，称重给料机转速越快投煤流量越高，浓度就会高；工艺水调节阀开度越大，工艺水流量越大，煤浆浓度就会越低。

(2)对氧气和煤浆的配比进行调节：

DCS采集合成气分析仪传送的产出的粗合成气成分的数值，然后，对中心氧气流量调节阀7-2和外环氧气流量调节阀7-4进行调节，从而调节中心氧气流量和外环氧气流量，从而调节控制粗煤气中CH₄含量、CO₂含量、气化炉内温度、氧煤比；通过控制中心氧气流量实现中心氧百分比的控制，从而可调整烧嘴物料雾化效果和火焰长度，达到良好的反应效果。另外，四个烧嘴的氧气流量调节幅度要尽量一致避免烧嘴偏喷。

本发明具体提供一种四喷嘴水煤浆气化炉控制系统的控制方法，从煤浆浓度的监测控制，到气化炉煤浆流量、氧量流量的分析监测，利用控制技术，实现水煤浆气化炉的自动化控制，安全稳定调节，并能实现卡边操作，使得员工的劳动强度大大降低，减少人的操作误差，降低煤耗、使得产量最大化，本发明产品适用于煤化工行业，产品推广实施后将极大的促进国内水煤浆气化自动化水平的提升，具有良好的市场推广性。

具体包括以下步骤：

步骤1，水煤浆气化过程包括：

步骤1.1，原料煤经称重给料机系统1称重后，与工艺水管线输送的工艺水及添加剂管线输送的添加剂混合，得到混合煤液；

步骤1.2，混合煤液输送到磨煤机2，经磨煤机2研磨后，得到第一煤浆；

步骤1.3，第一煤浆通过低压煤浆泵4送到第二煤浆储槽5储存；

步骤1.4，高压煤浆泵6将第二煤浆储槽5储存的水煤浆加压至7.88MPa后，根据氧煤比计算后，进入气化炉7的各个工艺烧嘴的外环通道；(单个烧嘴22m3/h，4个烧嘴共88m3/h)。

空分装置输送的纯氧经切断阀(41000Nm3/h、8.4MPa、32℃)分成四路，每路纯氧分为两个支路，第一支路为中心氧，第二支路为主氧气；中心氧经中心氧气流量计7-1和中心氧气流量调节阀7-2后，进入工艺烧嘴的中心通道；主氧气经主氧气流量计7-3和主氧气流量调节阀7-4后，进入工艺烧嘴的外环通道；(单烧嘴：10252Nm3/h.8.4MPa，32℃)。

加压后的水煤浆、中心氧和主氧气，通过四个对称布置在同一水平面的工艺烧嘴，同轴射流进入气化炉内，气化反应条件为6.5MPa、1350℃；燃烧室内衬耐火砖，可保持气化炉外壁温度＜280℃，通过高温热电偶7-5检测气化炉内壁温度，从而生成粗合成气，成分为CO₂、H₂、CO、CH₄及水蒸汽混合物，水煤浆中的未转化组分与煤灰形成灰渣；

步骤2，水煤浆气化控制过程包括煤浆浓度的自动控制和气化炉气化过程控制两部分；

具体的，控制系统在称重给料机、磨煤机、气化炉的基础上，通过对煤浆浓度、投煤量、给水流量、添加剂流量、氧气流量、气化炉温度的测量，经过APC控制器模型运算，将控制结果输出到DCS系统，经DCS系统控制现场称重给煤机的转速、给水流量调节阀、添加剂流量调节阀、氧气流量调节阀实现气化炉的自动控制，从而达到四喷嘴水煤浆气化炉装置自动安全稳定运行的目标。

步骤2.1，在步骤1的水煤浆气化过程中，给料机转速探头1-4实时测量给料机实时转速，工艺水流量计2-1实时测量工艺水实时流量，添加剂流量计2-3实时测量添加剂实时流量，煤浆浓度计8实时测量煤浆实时流量，中心氧气流量计7-1实时测量中心氧气实时流量，主氧气流量计7-3实时测量主氧气实时流量，高温热电偶7-5实时测量气化炉内壁实时温度；

步骤2.2，所述给料机实时转速、所述工艺水实时流量、所述添加剂实时流量、所述煤浆实时流量、所述中心氧气实时流量、所述主氧气实时流量和所述气化炉内壁实时温度实时通过DCS系统传输给APC系统；

步骤2.3，APC系统预建立调控数学模型，通过所述调控数学模型，得到对给料机电机1-3转速、工艺水供给流量、添加剂供给流量、中心氧供给流量和主氧气供给流量的最佳控制值；然后通过最佳控制值，分别对给料机电机1-3转速、工艺水调节阀2-2、添加剂调节阀2-4、中心氧气流量调节阀7-2和主氧气流量调节阀7-4进行控制，使四喷嘴水煤浆气化炉装置自动安全稳定运行；

步骤2.3具体包括：

步骤2.3.1，预建立控制模型：

其中：

y(s)为控制变量MV；

u(s)为被控变量CV；

k为增益系数，表示控制变量和被控变量之间响应速度的情况；

τ_n、τ₁、τ₂分别为控制模型在控制变量变化时达到被控变量稳态所需的第一时间系数、第二时间系数和第三时间系数；

d为控制变量响应被控变量所需要的时间系数；

s为时间变量；

上述模型通过以下方式获得：

以控制变量为称重给料机的给定流量；被控变量为煤浆浓度为例：

控制煤浆浓度方法采用调节称重给料机给定流量或者是调节工艺进水量，需要建立两个数学模型组成一组，共同作用才能控制煤浆浓度。

称重给料机给定流量y(s)与煤浆浓度u(s)的关系可简单表示为：

y(s)＝A*u(s)……………………………………………………………1.1

其中

y(s)为控制变量(称重给料机的给定流量)；

u(s)为被控变量(煤浆浓度)；

A为两个变量关系模型。

这个简易的表达式表示煤浆浓度变化与称重给料机给定煤量的关系。下面采用详细的模型表述两个变量之间的关系，以及预估模型的含义：

模型采用FIR模型，并采用位置式建模，预估模型可以表示为：

y(t)＝b₀u(t)+b₁u(t-1)+b₂u(t-2)+…+b_nbu(t-n_b)……………1.2

其中b₀、b₁、b₂、….b_nb为无穷多个MV与CV的关系系数，如：已知不同时间点u的值就可以推出y的值，从而求解出下一时间当控制CV值为预设值时，MV的目标值，再根据当前MV值与MV的目标值的差，从而得到MV的调节量，再将MV的调节量送到DCS系统，即可实现对现场称重给料机的调节。

在实际的应用项目中，由于1.2的求解非常复杂，为更方便求得关系模型，将表达式1.2用拉普拉斯变换后得到简化的关系式：

1.3表达式表示需要控制的CV(煤浆浓度)在未来某个时间S值为u(s)，通过关系式可求得未来时间S的MV(称重给料机的给煤的流量)值为y(s)，当前MV的值为y₀(s)，即MV的设定值为y₀(s)，计算得出MV值的偏差为ΔY＝y(s)-y₀(s)，将MV值的偏差值送给DCS系统，DCS系统通过偏差值ΔY，控制MV改变，从而满足将来CV控制在要求的值上。

当然，模型中的系数k、τ_n、τ₁、τ₂、d需要通过历史数据求解，采用阶跃测试的方法，使MV(称重给料机给定流量)按要求进行变化时，CV(煤浆浓度)也相应变化，将得到的历史数据代入1.3式的传递函数模型后可求得5个系数。从而得到后续介绍的特定控制变量和特定被控变量所对应的控制模型。

步骤2.3.2，采用阶跃测试方法，分别求得与不同控制变量、被控变量对应的k、τ_n、τ₁、τ₂和d的值；从而得到特定控制变量和特定被控变量所对应的控制模型；

具体包括：

煤浆制备APC控制器的主要控制功能：在保证煤浆供给量和保证煤浆浓度的前提下，采用多变量预测控制模型，通过调整给煤量和工艺水流量平稳控制煤水配比，从而实现煤浆浓度的准确、稳定控制。具体建立步骤2.3.2.1-步骤2.3.2.6共六个数学模型。

步骤2.3.2.1，称重给料机给煤量设定值调节水煤浆浓度的数学模型为：

其中：

u₁(s)为水煤浆浓度；

y₁(s)为称重给料机给煤量设定值；

其中称重给料机给煤量设定值调节煤浆浓度有控制延时，经过阶跃测试设定14分钟的延时。

步骤2.3.2.2，工艺水给水量设定值调节水煤浆浓度的数学模型为：

其中：

u₁(s)为水煤浆浓度；

y₂(s)为工艺水给水量设定值；

其中给水流量设定与煤浆浓度调节是反作用关系，经过阶跃测试设定6分钟的延时。

步骤2.3.2.3，称重给料机给煤量设定值调节煤浆槽液位的数学模型为：

其中：

u₂(s)为煤浆槽液位；

y₁(s)为称重给料机给煤量设定值；

其中经过阶跃测试设定15分钟的延时。

步骤2.3.2.4，工艺水给水量设定值调节煤浆槽液位的数学模型为：

其中：

u₂(s)为煤浆槽液位；

y₂(s)为工艺水给水量设定值；

其中经过阶跃测试设定15分钟的延时，给水流量与称重给料机对煤浆槽液位的作用模型类似。

步骤2.3.2.5，称重给料机给煤量设定值调节称重给料机瞬时给煤量的数学模型为：

其中：

u₃(s)为称重给料机瞬时给煤量；

y₁(s)为称重给料机给煤量设定值；

其中两个变量之间作用效果较为显著，没有延时。

步骤2.3.2.6，工艺水给水量设定值调节工艺水瞬时给水量的数学模型为：

其中：

u₄(s)为工艺水瞬时给水量；

y₂(s)为工艺水给水量设定值；

其中两个变量之间作用效果显著，没有延时。

APC系统中需要组态煤浆制备APC控制器模型，DCS系统中组态气化炉数据交互程序、回路控制投切程序、变量赋值程序等，在DCS系统中组态人机交互控制界面，方便操作人员在DCS系统就可实现APC系统的投用和切除以及变量显示。APC系统投用后，通过OPC接口，读取DCS系统中数据，通过模型计算出控制值赋给DCS系统，DCS系统程序将控制值赋给控制回路的控制变量，进行控制，控制的结果会通过被控变量的变化反馈给APC系统，形成闭环控制。

表1煤浆制备APC控制器变量及控制关系

气化炉APC控制器变量及控制关系包括：

气化炉APC控制器的主要控制功能：在保证气化炉安全运行和保证产品质量的前提下，采用多变量预测控制模型，通过调整主氧气和中心氧气流量来平稳控制粗煤气组分、气化炉炉膛温度、氧煤比和中心氧比例，从而实现气化炉的高效稳定长周期运行。

气化炉APC控制方案的确定是基于气化反应原理，在保证入炉水煤浆流量稳定的情况下，通过控制主氧气流量的手段实现如下控制：

气化炉共布置四只高温热电偶，分别为第一高温热电偶、第二高温热电偶、第三高温热电偶和第四高温热电偶；其中，第一高温热电偶用于测量气化炉拱顶温度；第二高温热电偶用于测量气化炉烧嘴室温度；第三高温热电偶用于测量气化炉中下部温度；第四高温热电偶用于测量气化炉底部温度；

气化炉共有四个烧嘴，分别为A烧嘴、B烧嘴、C烧嘴和D烧嘴；四个烧嘴在气化炉上部同一水平位置，成90°夹角对置式分布，其中，A烧嘴与B烧嘴对置，C烧嘴与D烧嘴对置，A烧嘴、D烧嘴、B烧嘴、C烧嘴按顺时针排布，每个烧嘴连接一条煤浆支管、一个主氧气支管和一个中心氧气支管；

步骤2.3.2.7，控制粗煤气中CH4含量(500～1200PPM)反映气化炉燃烧室内反应温度高低，保证熔渣正常流动，防止气化炉渣口堵塞；每个烧嘴的主氧气流量设定值调节粗煤气甲烷含量的数学模型为：

其中：

u₅(s)为粗煤气甲烷含量；

y₃(s)为每个烧嘴的主氧气流量设定值；

其中四个调节阀的控制模型理论上是一样的，但因为实际使用中存在的微小差异，比如阀门流量控制的微小偏差会对模型的系数有略微的调整，甲烷与氧气调节大小作用是反作用，经过阶跃测试设定18分钟的延时。

步骤2.3.2.8，控制粗煤气中CO₂含量(14～17％)来反映入炉的碳能够充分反应生成有效气组分；四个烧嘴的主氧气流量设定值调节粗煤气二氧化碳含量的数学模型为：

其中：

u₆(s)为粗煤气二氧化碳含量；

y₃(s)为每个烧嘴的主氧气流量设定值；

经过阶跃测试设定18分钟的延时。

步骤2.3.2.9，控制气化炉燃烧室内温度，减缓耐火砖的烧蚀，延长耐火砖使用寿命；气化炉有四只高温热电偶用于测量气化炉温度，分别测量气化炉拱顶温度、气化炉烧嘴室温度、气化炉中下部温度、气化炉底部温度，安装位置由高到底。每个氧气支管调节阀控制的氧量大小关系炉内温度的高低，因此需要将这四个温度点与氧气支管调节阀开度的设定值做模型进行控制。

每个烧嘴的主氧气流量设定值调节气化炉拱顶温度的数学模型为：

其中：

u₇(s)为气化炉拱顶温度；

y₃(s)为每个烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.10，每个烧嘴的主氧气流量设定值调节气化炉烧嘴室温度的数学模型为：

其中：

u₈(s)为气化炉烧嘴室温度；

y₃(s)为每个烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.11，每个烧嘴的主氧气流量设定值调节气化炉中下部温度的数学模型为：

其中：

u₉(s)为气化炉中下部温度；

y₃(s)为每个烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.12，每个烧嘴的主氧气流量设定值调节气化炉底部温度的数学模型为：

其中：

u₁₀(s)为气化炉底部温度；

y₃(s)为每个烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.13，控制合适的氧煤比提高有效气含量并降低比氧耗提高经济性。

气化炉共有A\B\C\D四个烧嘴，四个烧嘴在气化炉上部同一水平位置，成90°夹角对置式分布，A与B对置，C与D对置，A、D、B、C按顺时针排布，每个烧嘴连接一条煤浆支管和一条氧气支管，为控好氧气与煤浆量的比例，采用测量氧气支管流量与煤浆支管流量取两者比值作为氧煤比，因为有四个烧嘴，因此会计算出四个氧煤比，氧煤比的大小与氧气支管调节阀开度有关，在煤浆量不变情况下，氧气支管调节阀设定值越大，开度越大，其所在的烧嘴氧煤比值就大，反之就小。为控制好氧煤配比，防止氧气过量导致安全事故发生，同时通过控制氧煤比能够有效提高有效气成分，达到经济性目标。

每个烧嘴的主氧气流量设定值调节A烧嘴氧煤比的数学模型为：

其中：

u₁₁(s)为A烧嘴氧煤比；

y₃(s)为每个烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.14，每个烧嘴的主氧气流量设定值调节B烧嘴氧煤比的数学模型为：

其中：

u₁₂(s)为B烧嘴氧煤比；

y₃(s)为每个烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.15，每个烧嘴的主氧气流量设定值调节C烧嘴氧煤比的数学模型为：

其中：

u₁₃(s)为C烧嘴氧煤比；

y₃(s)为每个烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.16，每个烧嘴的主氧气流量设定值调节D烧嘴氧煤比的数学模型为：

其中：

u₁₄(s)为D烧嘴氧煤比；

y₃(s)为每个烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.17，通过控制中心氧气流量的手段来实现中心氧百分比的控制，调整烧嘴物料雾化效果和火焰长度，达到良好的反应效果。

每个烧嘴的中心氧气流量设定值调节A烧嘴中心氧比例的数学模型为：

其中：

u₁₅(s)为A烧嘴中心氧比例，即：A烧嘴中心氧流量与A烧嘴主氧气流量的比例；

y₄(s)为每个烧嘴的中心氧气流量设定值；

步骤2.3.2.18，每个烧嘴的中心氧气流量设定值调节B烧嘴中心氧比例的数学模型为：

其中：

u₁₆(s)为B烧嘴中心氧比例，即：B烧嘴中心氧流量与B烧嘴主氧气流量的比例；

y₄(s)为每个烧嘴的中心氧气流量设定值；

步骤2.3.2.19，每个烧嘴的中心氧气流量设定值调节C烧嘴中心氧比例的数学模型为：

其中：

u₁₇(s)为C烧嘴中心氧比例，即：C烧嘴中心氧流量与C烧嘴主氧气流量的比例；

y₄(s)为每个烧嘴的中心氧气流量设定值；

步骤2.3.2.20，每个烧嘴的中心氧气流量设定值调节D烧嘴中心氧比例的数学模型为：

其中：

u₁₈(s)为D烧嘴中心氧比例，即：D烧嘴中心氧流量与D烧嘴主氧气流量的比例；

y₄(s)为每个烧嘴的中心氧气流量设定值；

步骤2.3.2.21，为防止四个烧嘴出现偏喷现象，通过在DCS中新增计算模块氧气流量差来约束四个烧嘴氧量不会出现较大偏差。四喷嘴水煤浆建立控制模型的重点之一就是平衡四个烧嘴入炉氧量，防止偏喷，因此要实际进行阶跃测试建立严格的约束模型。

A烧嘴的主氧气流量设定值调节A烧嘴和B烧嘴主氧气流量差的数学模型为：

其中：

u₁₉(s)为A烧嘴和B烧嘴主氧气流量差；

y₅(s)为A烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.22，B烧嘴的主氧气流量设定值调节A烧嘴和B烧嘴主氧气流量差的数学模型为：

其中：

u₁₉(s)为A烧嘴和B烧嘴主氧气流量差；

y₆(s)为B烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.23，C烧嘴的主氧气流量设定值调节C烧嘴和D烧嘴主氧气流量差的数学模型为：

其中：

u₂₀(s)为C烧嘴和D烧嘴主氧气流量差；

y₇(s)为C烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.24，D烧嘴的主氧气流量设定值调节C烧嘴和D烧嘴主氧气流量差的数学模型为：

其中：

u₂₀(s)为C烧嘴和D烧嘴主氧气流量差；

y₈(s)为D烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.25，A烧嘴的主氧气流量设定值调节(L_A+L_B)-(L_C+L_D)的数学模型为：

其中：

u₂₁(s)为(L_A+L_B)-(L_C+L_D)；其中：L_A、L_B、L_C、L_D分别代表A烧嘴、B烧嘴、C烧嘴、D烧嘴的主氧气流量；

y₅(s)为A烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.26，B烧嘴的主氧气流量设定值调节(L_A+L_B)-(L_C+L_D)的数学模型为：

其中：

u₂₁(s)为(L_A+L_B)-(L_C+L_D)；其中：L_A、L_B、L_C、L_D分别代表A烧嘴、B烧嘴、C烧嘴、D烧嘴的主氧气流量；

y₆(s)为B烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.27，C烧嘴的主氧气流量设定值调节(L_A+L_B)-(L_C+L_D)的数学模型为：

其中：

u₂₁(s)为(L_A+L_B)-(L_C+L_D)；其中：L_A、L_B、L_C、L_D分别代表A烧嘴、B烧嘴、C烧嘴、D烧嘴的主氧气流量；

y₇(s)为C烧嘴的主氧气流量设定值；

步骤2.3.2.28，D烧嘴的主氧气流量设定值调节(L_A+L_B)-(L_C+L_D)的数学模型为：

其中：

u₂₁(s)为(L_A+L_B)-(L_C+L_D)；其中：L_A、L_B、L_C、L_D分别代表A烧嘴、B烧嘴、C烧嘴、D烧嘴的主氧气流量；

y₈(s)为D烧嘴的主氧气流量设定值；

APC系统中需要组态气化炉APC控制器模型，DCS系统中组态气化炉数据交互程序、回路控制投切程序、变量赋值程序等，在DCS系统中组态人机交互控制界面，方便操作人员在DCS系统就可实现APC系统的投用和切除以及变量显示。APC系统投用后，通过OPC接口，读取DCS系统中数据，通过模型计算出控制值赋给DCS系统，DCS系统程序将控制值赋给控制回路的控制变量，进行控制，控制的结果会通过被控变量的变化反馈给APC系统，形成闭环控制。

表2气化炉APC控制器变量及控制关系

步骤2.3.3，根据每个特定控制变量和特定被控变量所对应的控制模型，输入被控变量的目标值，得到控制变量的目标值，然后将控制变量的目标值与控制变量的设定值相减，得到控制变量的调节值，然后根据控制变量的调节值，作用于对应的执行机构，实现对控制变量的调节，从而使调节后系统的控制变量的实时值，等于控制变量的目标值，实现对四喷嘴水煤浆气化炉控制调节。

本发明提供的四喷嘴水煤浆气化炉控制系统以及控制方法具有以下优点：

(1)本发明人经大量研究，反复试验，发现了以下变量间的关系：称重给料机给煤量和水煤浆浓度、工艺水给水量和水煤浆浓度、称重给料机给煤量和煤浆槽液位、工艺水给水量和煤浆槽液位、称重给料机给煤量和称重给料机瞬时给煤量、工艺水给水量和工艺水瞬时给水量、烧嘴的主氧气流量和粗煤气甲烷含量、烧嘴的主氧气流量和粗煤气二氧化碳含量、烧嘴的主氧气流量和气化炉拱顶温度、烧嘴的主氧气流量和气化炉烧嘴室温度、烧嘴的主氧气流量和气化炉中下部温度、烧嘴的主氧气流量和气化炉底部温度、烧嘴的主氧气流量和烧嘴氧煤比、烧嘴的中心氧气流量和烧嘴中心氧比例、烧嘴的主氧气流量和两个烧嘴主氧气流量差、烧嘴的主氧气流量与两对烧嘴主氧气流量差之间的关系，并建立精确的数学模型，从而可实现对气化炉工艺参数的精细控制；

(2)本发明适用于大型煤化工行业，特别对四喷嘴水煤浆气化炉的自动化提升具有跨越式的提升，通过构建一整套系统，解决了行业内普遍困扰企业的水煤浆气化炉自动化控制难题，本发明将有效提高生产安全稳定运行，降低生产成本，降低人员劳动强度，最大化提升产量，具有良好的市场推广价值。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。