CN102879300A - 一种煤气化炉中熔渣流动性的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤气化炉中熔渣流动性的检测方法，包括以下步骤：声波信号的采集；声波信号的预处理；声波信号特征参数的提取；预测模型的建立；熔渣流动性的检测。本发明的声发射传感器或加速度传感器与导波杆结合的检测方法具有稳定、安全、环保等特点，适用于工业生产过程的在线检测；采用声波接收装置阵列，通过多传感器数据融合提高了测量精度；基于声波检测的熔渣流动性指数检测技术实现了熔渣流动性的在线检测，与现有技术相比，更为灵敏，检测精度更高；基于熔渣流动性指数检测的堵渣预警和控制技术实现了堵渣的提前预警，可以把熔渣粘度控制在目标值的±5%以内，有效避免堵渣的发生。

Description

一种煤气化炉中熔渣流动性的检测方法

技术领域

本发明涉及的是一种煤气化炉中熔渣流动性检测预警并控制堵渣的方法，尤其涉及的是一种煤气化炉中熔渣流动性的检测方法。

背景技术

堵渣是干粉煤气化工艺中普遍存在的问题之一。以Shell粉煤气化工艺为例，堵渣主要有下渣口堵渣和渣池架渣两种形式。当炉温较低时，熔渣流动能力变差，渣层逐渐在会聚壁及渣口附近积累而变厚甚至固化，从而导致渣口堵渣；当操作条件变化较大时，挂在水冷壁上的渣层有可能会从炉膛内剥落，在下渣口架渣，使得熔渣继续在下渣口附近积累，最终造成渣口堵渣。诱发渣池架渣的大渣块的成因有三个，一是当炉温较高时，排渣量大且渣黏度低，熔渣在渣屏壁面上的沉积量较大，渣屏易结渣，附着在渣屏和渣池壁上的积渣，达到一定厚度并在操作条件发生大的波动时脱落，二是熔渣流动性差，在渣口挂瘤形成乳钟石，挂渣脱落，三是熔渣流动性太好，瞬间流量过大，急冷水来不及淬冷碎裂，在渣池里形成不规则大渣块。

堵渣不仅给装置的安全运行带来严重危害，甚至还会直接导致装置停车，特殊情况下还容易引起设备损坏等安全事故。以Shell粉煤气化工艺为例，其“以渣抗渣”的设计对煤质的稳定及炉温操作窗口要求很苛刻。当煤质发生较大变化或工艺出现较大波动，气化温度跳出操作窗口范围时，容易发生堵渣。检测手段的匮乏给操作带来极大的困难。目前，无法在线检测煤质状况，无法直接测量炉温，无法在线检测排渣状态。因此，迫切需要在检测技术上有所突破，提高操作稳定性，保证煤气化装置的长周期稳定运行。

壳牌、德士古、三菱重工和浙江大学在排渣状态的检测方面做了诸多探索。壳牌在US4988368中提出通过比较渣池上方和气化炉中声压的差异来判断下渣口堵塞程度，在US4963163中提出通过比较气化炉和急冷段声压的差异来判断急冷段的堵塞程度，在US4850001中提出用放射性射线来检测渣口的排渣状态，在US4834778提出通过气化炉和渣池外侧环形空间的压差来检测渣口的堵塞程度。声波法使用传声器来测量声压，但是，在气化炉内高温高压的恶劣环境下传声器极易损坏，难以实现工业应用。放射性法对人体有危害，使用维护不方便。压差法滞后大，不够灵敏。

德士古在EP0800569B1中，基于熔渣中的硫酸盐溶解在渣池水中，使得水的pH值、电导率、硫酸根含量、总的固体含量等参数发生变化的原理，通过监测这些参数的变化，对渣池中渣的含量进行检测，间接地判断排渣状态。类似的，对渣池水温度、渣池液位、破渣机油压、送渣皮带重量变化、收渣时间、捞渣机电流、渣池差压、渣外观、渣池水温与进水温差等关键参数和现象进行监控，也可以实现对排渣过程的监测。但是，此类方法滞后性较大，不够灵敏。德士古在US5554202中提出使用称重传感器检测会聚壁的重量，当会聚壁上发生堵渣或垮渣时，会聚壁的重量会发生变化，据此可以判断是否发生堵渣。但是，会聚比的受力情况非常复杂，导致此种方法的误差较大。

三菱重工在US2010/0207785A1中提出在渣池中设置水听器，通过监听熔渣落入渣池时产生的声音和水汽蒸发产生的声音来判断排渣状态。根据声压级把排渣过程分为连续排渣、间歇排渣和没有排渣等三个状态。间歇排渣的声压最高，连续排渣的声压居中，没有排渣时的声压最低。进一步的在WO2011/034184A1中引入照相机，通过在渣池上方设置两个照相机，分别观测渣口和渣池水面的落渣状况，再结合渣池中水听器的检测结果来综合判断排渣状态。但是，置于渣池内的水听器和置于渣池上方空间内的照相机，均可能与熔渣或渣块发生接触，导致设备损坏，不能满足长期监控的要求。

浙江大学在CN201010588856.7中使用振动传感器和导波杆接收会聚壁上熔渣流动产生的振动信号，实现熔渣临界粘度温度的检测。在CN201010228582.0 中使用同样的检测装置，通过控制振动信号的能量或特征频段的能量分率在目标范围内，实现气化炉的连续稳定运行。但是，气化炉内高温高压的恶劣环境和复杂多变的流场在工程上和技术上带来了诸多问题，离工业化应用还有很大差距。

现有检测渣口堵塞程度或排渣状态的技术往往只有在渣口堵塞到一定程度或排渣状态发生明显改变时才会有明确的反映，而此时大渣块已经形成，反应工况已经恶化，难以采取有效的措施来改善工况。为了提前预警堵渣，一种可行的方法是从检测熔渣的流动性入手，控制熔渣的粘度在操作窗口范围内，即可有效地减少或避免堵渣。在气化炉中来检测熔渣的流动性存在诸多困难，而渣池上方和渣池中的条件相对温和。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种煤气化炉中熔渣流动性的检测方法，在渣池上方和渣池中采用声波法来检测熔渣的流动性，进而判断其流动状态，以实现堵渣的提前预警，防止堵渣的发生。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

（1）在煤气化炉的渣池中设置至少一个声波接收装置用于接收渣池中的声波信号，在渣池上方设置至少一个声波接收装置用于接收渣池上方的声波信号；

（2）对接收的声波信号进行预处理，以去除噪声；

（3）对去噪后的声波信号依次进行统计分析、傅里叶变换、小波分析、小波包分析，提取特征频段的声波能量E或声波信号的频率位移Δf作为特征参数；

（4）将E或Δf代入预测模型，得到各个声波接收装置测得的熔渣流动性指数，再对所有声波接收装置测得的熔渣流动性指数进行加权融合，得到熔渣流动性指数F；

（5）计算熔渣流动性指数F与控制目标值F₀之间的偏差B，

其中， $B=\frac{F-F_0}{F_0}\×100\%;$

（6）当B>5%或B=5%时，说明熔渣流动性偏高，温度偏高；当B<-5%时，说明熔渣流动性偏低，温度偏低，此时，通过调节负荷、氧煤比、水氧比等参数使熔渣流动性指数回归目标值。

本发明中的渣池上方指渣池液面上方、下渣口下方的空间。流动性指数用于表征熔渣的流动性，是熔渣粘度的函数。熔渣粘度越大，则流动性越差，流动性指数越小；熔渣粘度越小，则流动性越好，流动性指数越大。特征频段指对声波信号进行傅里叶变化后，熔渣所产生的声波信号所在的频率区间。

熔渣流动性越好，下落的速度越快，流动性越差，下落的速度越慢。速度不同的熔渣在下落过程中产生的声波或撞击导波杆、声波传感器所产生的声波的能量或频率是不同；速度不同的熔渣撞击渣池水面时所产生的声波的能量或频率也是不同的。本发明通过这种熔渣速度变化带来的声波特征参数的变化来检测熔渣的流动性。

渣池上方和渣池中充斥着各种声音，例如气流和熔渣高速运动发出的声音，熔渣碰撞渣屏或渣屏发出的声音，熔渣碰撞渣池水发出的声音，渣池内水汽化发出的声音，喷洒环洒水的声音，渣池内水流动的声音，破渣机的声音等等，一般工况下，声压级高达110～130dB。这些声音多在20Hz～20kHz的可听声范围内。因为水听器和传声器多用于检测低频声音信号，其主要频响范围集中在20Hz～20kHz的可听声范围内，所以使用水听器和传声器来检测时很难去除噪声信号的影响，往往只能从总的声压来判断熔渣状态，精度低且响应滞后。因此，使用具有更高频率响应的声发射传感器或加速度传感器来检测渣池和渣池上方的声波信号，重点研究频率在20kHz以上的声波信号的特征，可以去除大部分噪声信号的干扰，提高测量的精度，缩短响应时间。

所述声波接收装置有4～8个，声波接收装置是声波传感器或者是声波传感器与导波杆的结合，所述声波传感器选自声发射传感器、加速度传感器中的一种或两种。声波接收装置中，声波传感器可以通过胶粘、磁吸附、夹具等方法直接固定在渣池外壁面。

所述声波传感器的频率响应范围为20 kHz～1 MHz。渣池中和渣池上方的声波传感器可以相同也可以不同，优选方案是选用同一类型，具有相同频率响应特性的声波传感器。

所述设置于渣池中的声波接收装置位于渣池液面上；所述设置于渣池上方的声波接收装置位于渣池和渣屏之间的缝隙处。

所述声波接收装置是声波传感器与导波杆的结合时，所述导波杆的一端设置于渣池或渣池上方，声波传感器固定在导波杆的另一端；声波接收装置是声波传感器时，所述声波传感器设置于渣池和渣屏的外壁面上。

在渣池中布置4～8个声波接收装置。声波接收装置可以安装在渣池中任意高度，优选方案是安装在渣池液面附近。多个声波接收装置的安装高度可以相同，也可以不同。渣池中一种优选的声波接收装置布置方案是在渣池液面高度沿圆周均匀布置4～8个声波接收装置。声波接收装置中，声波传感器可以通过胶粘、磁吸附、夹具等方法直接固定在渣池外壁面；声波传感器加导波杆的组合装置中，导波杆一端焊接在渣池外壁面上，另一端穿过反应器外壁或在反应器内，声波传感器固定在反应器外导波杆端；还可以采用导波杆，导波杆一端伸入渣池，另一端穿过反应器外壁或在反应器内，声波传感器固定在反应器外导波杆端。优选方案是采用导波杆和声波传感器的组合方式。导波杆采用耐高温、耐腐蚀的金属制成。导波杆伸入渣池的长度大于零，小于渣池的直径。

在渣池上方布置4～8个声波接收装置。声波接收装置可以安装在渣池上方任意高度，多个声波接收装置的安装高度可以相同，也可以不同。声波接收装置中，声波传感器可以通过胶粘、磁吸附、夹具等方法直接固定在渣池外壁面；声波传感器加导波杆的组合装置中，导波杆一端焊接在渣池外壁面上，另一端穿过反应器外壁或在反应器内，声波传感器固定在反应器外导波杆端；还可以采用导波杆，导波杆一端伸入渣池，另一端穿过反应器外壁或在反应器内，声波传感器固定在反应器外导波杆端。一种优选的方案是导波杆通过渣池和渣屏之间的缝隙伸入渣池上方，在渣池上方同一高度沿圆周均匀布置4-8个声波接收装置。导波杆采用耐高温、耐腐蚀的金属制成。

如果将传感器直接置于渣池或渣池上方，可能与熔渣或渣块发生接触，导致设备损坏，不能满足长期监控的要求。使用声波传感器或声波传感器与导波杆的组合，避免了声波传感器与熔渣或渣块的直接接触，能够满足长期监控的要求。

声波传感器把采集到的声波信号转化为电信号，经信号放大装置放大、采集装置转换后传入信号处理装置，处理结果显示在输出显示装置上，还可以根据需要将处理结果送入控制装置，对熔渣的流动性进行调控。

所述步骤（2）中，声波信号的预处理方法采用平滑、微分、多元散射校正、傅里叶变换、小波变换中的一种或多种。平滑可以提高分析信号的信噪比，最常用的方法是移动式平均平滑法和Savizky-Golay多项式平滑。微分可以消除基线漂移、强化谱带特征、克服谱带重叠。多元散射校正可以去除声谱中不均匀性造成的噪声，消除基线的不重复性。傅里叶变换能够实现频域函数与时域函数之间的转换，其实质是把原声谱分解成许多不同频率的正弦波的叠加和，它可以用来对声谱进行平滑去噪、数据压缩以及信息的提取。小波变换能将信号根据频率的不同分解成多种尺度成分，并对大小不同的尺度成分采取相应粗细的取样步长，从而能够聚焦于信号中的任何部分。

对不同粘度的熔渣所产生的声波信号进行分析发现，信号的特征频段大于20KHz，且随着熔渣流动性的增加，特征频段的能量E和频率位移Δf呈现出单调性的变化。因此，用 E或Δf作为特征参数与熔渣流动性进行关联。计算频率位移Δf需要选择一个基准值。基准值可以选择任一粘度的熔渣所产生地声波信号特征频段的主频作为基准。例如，熔渣的粘度控制范围为5-25Pa·s，以熔渣粘度为5Pa·s或25Pa·s时的声波信号特征频段的主频作为基准。工业生产中，可以选择刚开车时采集到的声波信号的特征频段的主频作为基准。

熔渣流动性指数是熔渣速度和熔渣粘度的函数。在实验室中，熔渣粘度用粘度计测定，熔渣速度用摄像法或曝光法测定。本发明中的熔渣速度指渣口和渣池间熔渣的下落速度，在自由落体过程中，不同高度处的速度不同，测定初始速度或终端速度后可以计算得到各个高度处的速度。

所述步骤（4）中，预测模型的建立方法包括以下步骤：

1）使用声波接收装置收集不同工况下的声波信号；

2）对声波信号进行预处理，消除噪声；

3）采用统计分析、傅里叶变换、小波分析、小波包分析对经过预处理的声波信号进行分析，提取特征参数E和Δf；

4）采用数据拟合或多元数据回归方法将E和Δf与熔渣流动性指数相关联，分别建立预测模型。

所述多元数据回归方法选用多元线性回归法、主成分回归法、偏最小二乘法、人工神经网络法、支持向量机法等数据处理方法中的一种或多种。

多传感器信息融合技术可以大幅提高信息的可信度和可探测性，增强系统的容错能力和自适应性，改进检测性能，提高空间分辨率，从而提高整个检测系统的性能。本发明的技术方案中设置了声波接收装置阵列，采用加权融合对多个声波接收装置的检测值进行融合，可以提高测量精度。

所述步骤（4）中，对所有声波接收装置测得的熔渣流动性指数进行加权融合，得到熔渣流动性指数F，其计算公式为

$F=w_1\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left(w_{1i}{F}_{1i}\right)+w_2\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left(w_{2j}{F}_{2j}\right)$

$\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{w}_{1i}=1,\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{w}_{2j}=1,w_1+w_2=1;$

其中：下标1表示渣池内的声波接收装置，下标2表示渣池上方的声波接收装置，i表示渣池内声波接收装置的数量，j表示渣池上方声波接收装置的数量，w_1i表示渣池内第i个声波接收装置的权重，F_1i表示渣池内第i个声波接收装置的测量值，w_2j表示渣池上方第j个声波接收装置的权重，F_2j表示渣池内第j个声波接收装置的测量值，w₁表示渣池内检测值的权重，w₂表示渣池上方检测值的权重，F是经过加权平均后的熔渣流动性指数。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明的声发射传感器或加速度传感器与导波杆结合的检测方法具有稳定、安全、环保等特点，适用于工业生产过程的在线检测；采用声波接收装置阵列，通过多传感器数据融合提高了测量精度；基于声波检测的熔渣流动性指数检测技术实现了熔渣流动性的在线检测，与现有技术相比，更为灵敏，检测精度更高；基于熔渣流动性指数检测的堵渣预警和控制技术实现了堵渣的提前预警，可以把熔渣粘度控制在目标值的±5%以内，有效避免堵渣的发生。

附图说明

图1是实施例1的声波接收装置的布置方式结构示意图；

图2是实施例2的声波接收装置的布置方式结构示意图；

图3是实施例3的声波接收装置的布置方式结构示意图；

图4是实施例1经过预处理后的声波信号的频谱图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例的煤气化装置下部的结构，包括压力壳1、由气化器壁2围成的气化室、气化器壁底部的会聚壁3、渣屏4、喷洒环5、渣池6、下渣口7、喷洒水9、渣池液面10。熔渣8从下渣口7出来后，在重力的作用下作自由落体运动，落入渣池6后迅速（激冷）分解成密实的玻璃状小颗粒向下流入气化炉底部的渣池6，通过破渣机破碎后排出。为移走由凝固和冷却熔渣产生的热量，渣池6内的灰水在渣池6内循环并经外部冷却器冷却后通过渣池6上的喷洒环5注入。熔渣8下落、熔渣8碰撞渣池液面10、熔渣8激冷固化、水汽蒸发等过程中会发出大量的声音。渣池6中的导波杆11一端伸入渣池6内，另一端穿过压力壳1连接声波传感器12；渣池6上方的导波杆11一端通过喷洒环5和渣屏4之间的缝隙伸入渣池6上方空间，另一端穿过压力壳1连接声波传感器12。本实施例的声波传感器12选用声发射传感器。

本实施例的检测方法包括以下步骤：

步骤（1）声波信号的采集

在如图1所示的实验装置中，利用声波传感器12和导波杆11收集渣池6上方和渣池6中的声波信号。用糖浆模拟熔渣，空气作为输送气体。配置不同粘度的糖浆。空气经干燥加热后送入喷嘴外通道，糖浆经加热后送入喷嘴中心通道，在外通道空气的作用喷射进入气化炉模拟实验装置。糖浆碰到炉壁后在重力的作用下沿会聚壁3经下渣口7流出，自由落体落入渣池6后在渣池6底部沉积。糖浆的粘度通过取样后用粘度计测定。糖浆下落速度（即撞击渣池液面前的速度）由摄像法测定。糖浆下落过程中、糖浆碰撞渣池6水面、渣池6水气化等均会产生声波。在渣池6中水面高度沿周向均匀布置4组声波传感器12和导波杆11，导波杆11一端伸入渣池6中，另一端在气化炉外且固定有声波传感器12。在渣池6上方喷洒环5和渣屏4的缝隙处沿周向均匀布置4组声波传感器12和导波杆11，导波杆11一端伸入渣池6上方，另一端在气化炉外且固定有声波传感器12。声波传感器12的频率响应范围为20～200KHz，系统采样频率为600KHz，采样时间20s。声波传感器12把采集到的声波信号转化为电信号，经信号放大装置放大、采集装置转换后传入计算机进行储存和分析处理。

步骤（2）声波信号的预处理

采集到的声波信号中包含了许多噪声，必须对声波信号进行预处理以剔除噪声信号。采用多元散射校正方法对声波信号进行预处理，步骤为：

1）计算所需校正的声波谱集的平均声波谱：

$\stackrel{\&OverBar;}{X}=\frac{\underset{i=1}{\overset{8}{\mathrm{\&Sigma;}}}{X}_i}{8}$

式中，X_i为第i个声波谱，

为平均声波谱；

2）对X_i与进行线性回归：

$X_i=a_i\stackrel{\&OverBar;}{X}+b_i$

式中，a_i，b_i为声波谱的多元散射校正拟合系数；

3）对每一条声波谱作多元散射校正：

$X_i^{\&prime;}=\frac{(X_i-b_i)}{a_i}$

式中，X_i’为经多元散射校正后的第i个样品的声波谱。

步骤（3）声波信号特征参数的提取

图4是糖浆粘度为5Pa·s时，渣池6中经过预处理后的声波信号的频谱图。从图中可以看出，渣池6中糖浆所产生的声波信号的主频在50KHz附近，高于20KHz；且20KHz以下的可听声部分的声波能量很小，说明大部分噪声已经被除去。取20～75KHz范围内的声波能量作为特征参数E。比较5、10、15、20和25Pa·s等5个不同糖浆粘度下渣池中的声波信号发现，声波信号的主频随糖浆粘度的增加向低频方向移动。以粘度为5Pa·s时的声波信号的主频为基准值，计算声波信号的频率位移Δf。取E和Δf作为特征参数。

步骤（4）预测模型的建立

以熔渣粘度和熔渣速度的乘积作为熔渣流动性指数。根据5个不同实验条件下的检测结果，采用数据拟合方法分别建立渣池中和渣池上方熔渣流动性指数F的预测模型。

渣池中以Δf作为特征参数，建立熔渣流动性指数F的预测模型为F＝4.71Δf²+50.7，模型的相关系数为0.95。渣池上方以Δf作为特征参数，建立熔渣流动性指数F的预测模型为F＝4.04Δf²+62.0，模型的相关系数为0.93。

步骤（5）熔渣流动性的检测

配置粘度为18Pa·s的糖浆，按步骤（1）、（2）、（3）所述的方法求出8个测点的声波信号的特征参数Δf，分别代入步骤（4）得到的预测模型计算得到8个流动性指数F_1i（i=1-4）和F_2j（j=1-4），再代入下述公式计算得到总的流动性指数。计算中使用的权重如表1所示。熔渣流动性指数的测量值F为9.89，实际值F₀为10.08，相对偏差B为-1.9%。

$F=w_1\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left(w_{1i}{F}_{1i}\right)+w_2\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left(w_{2j}{F}_{2j}\right)$

$\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{w}_{1i}=1,\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{w}_{2j}=1,w_1+w_2=1;$

其中：下标1表示渣池内的声波接收装置，下标2表示渣池上方的声波接收装置，i表示渣池内声波接收装置的数量，j表示渣池上方声波接收装置的数量，w_1i表示渣池内第i个声波接收装置的权重，F_1i表示渣池内第i个声波接收装置的测量值，w_2j表示渣池上方第j个声波接收装置的权重，F_2j表示渣池内第j个声波接收装置的测量值，w₁表示渣池内检测值的权重，w₂表示渣池上方检测值的权重，F是经过加权平均后的熔渣流动性指数。

表 1权重

w1	w2	w11	w12	w13	w14	w21	w22	w23	w24
										0.6	0.4	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25

实施例2

本实施例的实验装置如图2所示，与实施例1的不同之处在于：1、采用如图2所示的声波接收装置布置方式：导波杆11一端焊接在渣池6壁上和渣屏4壁上，另一端穿过压力壳1连接声波传感器12，在渣池6中沿周向均匀布置4组声波传感器12和导波杆11，在渣池6上方沿周向均匀布置2组声波传感器12和导波杆11；

2、本实施例中使用加速度传感器来采集声波信号，加速度传感器的频率响应范围为1-30KHz，系统采样频率为200KHz，采样时间30s；

3、用E作为特征参数建立预测模型。其他实施方式与实施例1相同。最终得到的熔渣流动性指数的测量值F为10.35，实际值F₀为10.08，相对偏差B为2.67%。

实施例3

本实施例的实验装置如图3所示，与实施例1不同的是：采用如图3所示的布置，没有使用导波杆，声波传感器12直接贴在渣池6和渣屏4外壁面上，且在渣池和渣池上方分别设置了多个声波传感器。其他实施方式和实施例1相同。最终得到的熔渣流动性指数的测量值F为10.16，实际值F₀为10.08，相对偏差B为0.79%。

实施例1、实施例2和实施例3均可以把熔渣粘度控制在目标值的±5%以内，有效避免堵渣的发生。

Claims (9)

1.一种煤气化炉中熔渣流动性的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）在煤气化炉的渣池中设置至少一个声波接收装置用于接收渣池中的声波信号，在渣池上方设置至少一个声波接收装置用于接收渣池上方的声波信号；

（2）对接收的声波信号进行预处理，以去除噪声；

（3）对去噪后的声波信号依次进行统计分析、傅里叶变换、小波分析、小波包分析，提取特征频段的声波能量E或声波信号的频率位移Δf作为特征参数；

（4）将E或Δf代入预测模型，得到各个声波接收装置测得的熔渣流动性指数，再对所有声波接收装置测得的熔渣流动性指数进行加权融合，得到熔渣流动性指数F；

（5）计算熔渣流动性指数F与控制目标值F₀之间的偏差B，

其中， $B=\frac{F-F_0}{F_0}\&times;100\%;$

（6）当B>5%或B=5%时，说明熔渣流动性偏高，温度偏高；当B<-5%时，说明熔渣流动性偏低，温度偏低，此时，通过调节负荷、氧煤比、水氧比等参数使熔渣流动性指数回归目标值。

2.根据权利要求1所述的一种煤气化炉中熔渣流动性的检测方法，其特征在于：所述声波接收装置有4～8个，声波接收装置是声波传感器或者是声波传感器与导波杆的结合，所述声波传感器选自声发射传感器、加速度传感器中的一种或两种。

3.根据权利要求2所述的一种煤气化炉中熔渣流动性的检测方法，其特征在于：所述声波传感器的频率响应范围为20 kHz～1 MHz。

4.根据权利要求2所述的一种煤气化炉中熔渣流动性的检测方法，其特征在于：所述设置于渣池中的声波接收装置位于渣池液面上；所述设置于渣池上方的声波接收装置位于渣池和渣屏之间的缝隙处。

5.根据权利要求2所述的一种煤气化炉中熔渣流动性的检测方法，其特征在于：所述声波接收装置是声波传感器与导波杆的结合时，所述导波杆的一端设置于渣池或渣池上方，声波传感器固定在导波杆的另一端；声波接收装置是声波传感器时，所述声波传感器设置于渣池和渣屏的外壁面上。

6.根据权利要求1所述的一种煤气化炉中熔渣流动性的检测方法，其特征在于：所述步骤（2）中，声波信号的预处理方法采用平滑、微分、多元散射校正、傅里叶变换、小波变换中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种煤气化炉中熔渣流动性的检测方法，其特征在于：所述步骤（4）中，预测模型的建立方法包括以下步骤：

1）使用声波接收装置收集不同工况下的声波信号；

2）对声波信号进行预处理，消除噪声；

3）采用统计分析、傅里叶变换、小波分析、小波包分析对经过预处理的声波信号进行分析，提取特征参数E和Δf；

4）采用数据拟合或多元数据回归方法将E和Δf与熔渣流动性指数相关联，分别建立预测模型。

8.根据权利要求7所述的一种煤气化炉中熔渣流动性的检测方法，其特征在于：所述多元数据回归方法选用多元线性回归法、主成分回归法、偏最小二乘法、人工神经网络法、支持向量机法等数据处理方法中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的一种煤气化炉中熔渣流动性的检测方法，其特征在于：所述步骤（4）中，对所有声波接收装置测得的熔渣流动性指数进行加权融合，得到熔渣流动性指数F，其计算公式为

$F=w_1\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left(w_{1i}{F}_{1i}\right)+w_2\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left(w_{2j}{F}_{2j}\right)$

$\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{w}_{1i}=1,\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{w}_{2j}=1,w_1+w_2=1;$

其中：下标1表示渣池内的声波接收装置，下标2表示渣池上方的声波接收装置，i表示渣池内声波接收装置的数量，j表示渣池上方声波接收装置的数量，w_1i表示渣池内第i个声波接收装置的权重，F_1i表示渣池内第i个声波接收装置的测量值，w_2j表示渣池上方第j个声波接收装置的权重，F_2j表示渣池内第j个声波接收装置的测量值，w₁表示渣池内检测值的权重，w₂表示渣池上方检测值的权重，F是经过加权平均后的熔渣流动性指数。

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