Texaco水煤浆气化装置配煤模型及其优化

优化配煤对Texaco水煤浆加压气化装置的优化运行具有重要的意义。针对Texaco水煤浆气化装置优化配煤问题,建立了一个管理决策级视角下的配煤优化模型。模型综合考虑了混煤指标、库存成本、市场价格、操作成本、堆存和转运消耗。采用预交叉差分进化粒子群优化算法对模型进行求解,算法将粒子群和差分进化相结合,避免算法早熟,提高了全局搜索能力和收敛精度。最后,以某化肥厂水煤浆配煤优化过程为研究实例进行仿真,计算结果验证了模型和算法的可行性。     

混沌广义差分进化算法及其在Texaco气化过程中的应用

在Texaco水煤浆气化工艺中,合成气中各组分的含量是衡量气化效率的关键参数。以某厂Texaco气化装置为研究背景,设计了一种合成气组分含量的预测模型。该模型选取三层前馈神经网络结构,并采用一种具有广义差分项的混沌差分进化算法(ChaoDEGD)作为模型参数的学习方法。ChaoDEGD算法在差分进化算法的变异操作中引入了广义的个体差异信息,并在不同进化时期,对不同适应度等级的个体施加混沌映射,保证了种群的多样性,帮助种群有效跳出了局部极小点。实验结果表明,基于ChaoDEGD的神经网络预测模型能够较好地估计合成气中CO、H₂、CO₂三类关键组分的含量,为Texaco水煤浆气化过程的安全稳定运行提供了有利指导。     

粉浆气化炉内流场分布数值模拟研究

为了深入分析粉浆耦合气化技术的反应机理,以粉浆气化炉为研究对象,分别建立了气化炉的热力学模型和动力学模型。基于Fluent软件,对气化炉内粉浆气化过程进行了数值模拟和优化分析,考察了炉侧水煤浆喷嘴入射角度的变化对气化性能的影响。结果表明:采用顶部喷嘴干粉进料的粉浆气化装置是可行的,该进料方式可有效保护气化炉拱顶不受高速气流冲击的影响;随着炉侧水煤浆喷嘴入射角度的减小,颗粒停留时间延长,碳转化率提高,合成气组分更理想,但炉侧水煤浆喷嘴入射角度不宜过小。     

基于Kriging的差分进化算法及其在苯乙烯流程优化中的应用

自适应差分进化算法基于个体生成策略和控制参数自适应,无须人为设置参数,对问题有较好的适应性,但其收敛速度和精度有待提高。将具有较高预测精度的Kriging模型应用于自适应差分进化算法中,建立跟随种群变化的Kriging模型,通过模型极值点与种群最优个体竞争,对种群产生扰动,影响种群进化过程,改善算法的收敛速度和寻优性能。对10个典型测试函数的测试结果表明,该算法较标准和自适应差分进化算法收敛速度加快,收敛精度提高,且具有更好的稳定性。将基于Kriging的差分进化算法应用于苯乙烯装置的流程优化,操作运行费用显著降低。     

无烟煤水煤浆气化炉工艺烧嘴冷态数值模拟及优化

分析了无烟煤水煤浆气化炉运行情况,并对其现有工艺烧嘴进行技术改造,以提高气化炉气化效率。利用流体计算软件进行了工艺烧嘴的冷态数值模拟,根据结果确定了改造方案。工艺烧嘴优化改造后气化炉实际运行结果表明,运行数据与数值模拟结果具有一致性,气化炉气化效率有了提高,说明通过改造工艺烧嘴提高气化效率是可行的。     

水煤浆加压气化煤种评价模型

本模型是按照动力学及热力学的原理,建立在水煤浆加压气化实验室试验、中间试验和工业化生产操作基础上的经验模型。能用于工业化生产装置在设计和生产过程中煤种的选择、煤种的更换和气化炉工艺操作条件的优化,并为新建水煤浆气化装置的ＰＤＰ编制提供基础数据和依据。模型计算结果希望能取代煤种试烧。     

水煤浆气化装置灰水氨浓度预测及控制

介绍了水煤浆气化系统中氨的来源和氮元素在水煤浆气化过程中的转化迁移规律,分析了不同来源的NH₃对气化系统的影响。根据水煤浆气化工艺技术特点,建立了气化灰水NH₃浓度预测模型,并以南京某石化公司配套GE水煤浆气化装置实际运行数据为例,进行了模型计算,计算预测值与实际值的偏差为4.5%。依据灰水NH₃浓度预测模型,提出了控制原料煤的氮含量、适当提高气化温度、对净化冷凝液脱氨系统进行操作优化和技术改造等措施,实现气化系统低NH₃浓度稳定运行。     

文化差分进化算法及其在化工过程建模中的应用

提出了一种新的文化差分进化算法,该算法将差分进化算法作为文化算法的种群空间,在文化算法的信念空间和影响函数设计中提出了基于多种知识源的设计方法,通过多种知识指导差分进化的变异操作和交叉操作,使知识的表达和指导种群进化的能力得到加强。函数测试结果表明,基于知识机制的引入使得文化差分进化算法在寻优性能上比差分进化算法有了较大的提高,而对参数的敏感性却相对较小。将文化差分进化算法用于训练补偿模糊神经网络,建立乙烯精馏塔产品质量软测量模型。通过训练与泛化能力的比较结果表明,基于文化差分进化算法的补偿模糊神经网络软测量模型在建模精度和泛化性能上均优于常规补偿模糊神经网络、模糊神经网络以及采用遗传算法优化的模型,具有更好的应用前景。     

水煤浆加压气化技术改造小结

自1994年3月10日德士古水煤浆加压气化装置通过生产考核以来，根据实际情况对不适应系统稳定生产的文氏洗涤器，气化炉上升管支撑，闪蒸系统管道及气化炉渣口予以改造，并对气化炉耐火材料，气化炉烧嘴和高，低压煤浆泵实施了国产化措施，取得显著成效，标志着我厂驾驶水煤浆加压气化装置的能力已达到了较高水平。     

德士古水煤浆气化装置气化炉过氧问题的探讨

阐述水煤浆气化装置在试运行过程中多次遇到的气化炉过氧而导致大幅度超温问题,分析造成气化炉过氧的各种因素,采取有针对性的技术改造和优化工艺操作措施,达到保证气化装置气化炉安全、稳定运行的目的。     

Shell煤气化装置模拟计算和操作优化软件的开发与应用

Shell煤气化装置模拟计算及操作优化软件具有5项功能,即建立煤质数据库与获取煤质数据、气化炉模拟计算、气化炉优化计算、气化装置模拟计算、开车表计算。本研究中,气化炉采用化学能量平衡模型,水冷壁的传热量计算采用经验模型进行模拟。结果表明,软件模拟结果与中石化安庆分公司Shell煤气化装置运行数据吻合较好,模拟结果可靠,能用于Shell煤气化装置在线和离线模拟和优化计算、开车表计算等,对于Shell煤气化装置实现安全、稳定、长周期、优化运行具有科学指导作用。     

非支配排序进化策略求解煤气化多目标优化问题

应用非支配排序进化策略（non-dominated sorting evolution strategy,NSES）对煤气化多目标优化问题进行求解。通过解两个经典测试函数,并与NSGA-2算法进行比较,表明了非支配排序进化策略的有效性和优势。应用Aspen Plus流程模拟软件对煤气化过程进行了模拟计算。在此基础上,以氧煤比、水煤比、气化炉的压力为操作变量,分别对冷煤气效率和有效气产出率两个目标进行灵敏度分析。分析结果表明,3个变量对气化结果评价指标均有不同程度的影响。将非支配进化策略用于煤气化过程的多目标优化模型的求解,得到了Pareto最优前沿面,为确定冷煤气效率和有效气产出率两个目标的协调提供了依据。     

改进鲸鱼优化算法及其在渣油加氢参数优化的应用

针对智能优化算法在处理非线性优化问题中存在的容易陷入局部最优和收敛精度差等问题,提出了一种基于结合差分进化和精英反向学习的改进鲸鱼算法（DEOBWOA）。该算法引入对立搜索初始化、精英反向学习,并结合差分进化进行变异修正,显著有效地提高WOA算法的收敛精度和收敛速度,提高其跳出局部最优的能力。之后采用8个标准测试函数进行仿真实验,结果表明：DEOBWOA算法与标准WOA、HCLPSO、DE算法相比,全局搜索能力和收敛速度都有较大提升。最后建立了渣油加氢动力学模型,考虑到渣油加氢过程中存在诸多典型的非线性约束问题,以某炼化厂渣油加氢装置为例,应用DEOBWOA对渣油加氢反应动力学模型参数进行优化,结果表明该算法能较好地处理实际工程优化问题。     

Synthesis and optimization of utility system using parameter adaptive differential evolution algorithm☆

Synthesis and optimization of utility system usual y involve grassroots design, retrofitting and operation optimi-zation, which should be considered in modeling process. This paper presents a general method for synthesis and optimization of a utility system. In this method, superstructure based mathematical model is established, in which different modeling methods are chosen based on the application. A binary code based parameter adaptive differential evolution algorithm is used to obtain the optimal configuration and operation conditions of the sys-tem. The evolution algorithm and models are interactively used in the calculation, which ensures the feasibility of configuration and improves computational efficiency. The capability and effectiveness of the proposed approach are demonstrated by three typical case studies.     

GSP粉煤气化技术引进方案的优化

概述了GSP粉煤气化技术的特点,介绍了50万t/a合成氨项目中引进的GSP煤气化技术方案的优化情况:煤粉的研磨干燥制备采用国内制粉技术即可满足要求;煤粉的密相输送及气化需引进国外先进技术;粗煤气净化可借鉴、采用德士古工艺的分级净化;黑水处理系统可采用国内经过改进的德士古工艺的含渣黑水处理工序。通过以上优化方案,GSP煤气化技术的引进可节省投资,提高项目竞争力。     

多策略果蝇优化算法及其应用

针对果蝇算法容易陷入局部极值、收敛速度慢和收敛精度低的问题,基于粒子群优化算法中社会认知因子和差分演化算法的变异算子,提出了一种多策略果蝇优化算法(SFOA)。对于味道浓度值劣于平均味道浓度的个体,采用社会认知变异因子产生下一代个体,加快收敛速度。对于味道浓度值优于平均味道浓度的个体,引入差分向量,提高算法跳出局部极值的能力。经过8个测试函数的仿真实验对比,SFOA具有更好的全局搜索能力、更快的收敛速度和更高的收敛精度。最后,将改进后的果蝇算法运用到GE气化炉操作优化中,以有效合成气产率最大化为优化目标,氧煤比和水煤浆浓度为决策变量,结果表明,SFOA能够快速找到最优值,证明了多策略果蝇优化算法的有效性。     

GSP气化工艺煤粉锁斗下料问题分析及优化

结合神宁集团50万t/a煤基烯烃项目气化炉运行情况,分析了GSP气化工艺煤粉锁斗下料的常见问题,从日常运行维护和检修技改方面,提出了建议和优化措施:严格控制煤粉指标、优化工艺设计、把控检修质量和规范操作等。通过采取相应措施,基本稳定了煤粉锁斗下料,较好解决了煤粉系统波动的问题。