CN111961499A - 煤炭气化厂的运行指导系统以及用于上述系统的装置以及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种煤炭气化厂的运行指导系统。上述运行指导系统包括：性能分析部，执行包括工厂运行过程中的气化器性能以及合成气体冷却器性能在内的工厂的性能分析；以及运行指导部，以上述性能分析为基础提供表示用于工厂运行的控制值的运行指导。

Description

煤炭气化厂的运行指导系统以及用于上述系统的装置以及 方法
技术领域
本发明涉及一种工厂的运行指导技术，尤其涉及一种煤炭气化厂的运行指导系统以及用于上述系统的装置以及方法。
背景技术
煤炭气化复合发电(IGCC：Integrated Gasification Combined Cycle)是一种通过在高温、高压下使煤炭与氧气、水蒸气发生反应而生成合成气体(CO+H2)并将其作为燃料驱动燃气涡轮机以及蒸汽涡轮机的复合发电系统。煤炭气化复合发电(IGCC)是对现有的煤炭火力发电、化工厂能发电、复合火力发电进行整合的新概念发电方式，因为与现有的煤炭火力发电方式相比效率高且公害污染少，因此作为环保洁净发电技术备受瞩目。但是，对于煤炭气化复合发电厂的性能诊断以及运行指导技术，目前并没有建立系统化的基本设计。
现有技术文献
专利文献
韩国公开专利第2012-0002298号，2012年01月05日公开(名称：气化器运行方法)
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够对煤炭气化厂的运行提供指导的系统以及用于上述系统的装置以及方法。
按照本发明的实施例，提供一种煤炭气化厂的运行指导系统。上述运行指导系统包括：性能分析部，在工厂运行过程中执行包括气化器性能以及合成气体冷却器性能在内的工厂的性能分析；以及运行指导部，以上述性能分析为基础提供表示用于工厂运行的控制值的运行指导。
上述运行指导系统还能够包括：措施指导部，在根据上述性能分析预测到工厂发生异常状况时提供表示能够解除预测到的上述异常状况的工厂控制值的措施指导。
上述运行指导系统还能够包括：运行记录部，持续性地对基于使用者输入的工厂的运行以及措施相关控制值进行存储，并将所存储的控制值作为运行历史提供。
上述运行指导系统还能够包括：燃料决定部，在上述工厂启动之前根据使用者的输入选择出分析对象燃料时对使用者所选择的分析对象燃料的气化适当性进行判断。
本发明的特征在于：上述气化适当性包括基本适当性以及炉渣行为的适当性，上述燃料决定部根据上述分析对象燃料是否满足基本属性的预先设定的基准值以及炉渣属性的预先设定的基准值来对基本适当性以及炉渣属性的适当性进行判定由此对上述分析对象燃料的气化适当性进行判断。
上述基本属性能够包括煤炭发热量(MJ/kg，MAF)、挥发分(wt％，MF)、Cl+F(wt％，AR)、Fe2O3(wt％，Ash)、Na2O+K2O(wt％，Ash)、S/A比例(Ratio)(w/w，Ash)以及灰分(wt％，MF)，上述炉渣属性能够包括煤炭转换温度(℃)、炉渣250粘度(Poise)温度(℃)、总炉渣厚度(mm)、液状炉渣厚度(mm)、平均炉渣粘度(Poise)以及隔焰窑长度与炉渣厚度之比(％)。
本发明的特征在于：上述燃料决定部根据上述气化适当性的判断结果将上述分析对象燃料区分成是否为能够在无助熔剂或混碳的情况下使用的煤炭、是否为投入助熔剂时才能使用的煤炭、是否为需要混碳的煤炭或是否为不适合于气化的煤炭进行输出。
本发明的特征在于：上述燃料决定部在上述分析对象燃料包括煤炭以及助熔剂时根据使用者所输入的助熔剂投入比例来对气化适当性进行判定。
本发明的特征在于：上述燃料决定部在上述使用者选定主要煤炭以及附加到上述主要煤炭中的至少一个对象煤炭时一边按照一定比例(10wt％)增加对象煤炭的混合比例一边对上述气化适当性进行判定。
上述运行指导系统还能够包括：运行条件推导部，在选择出燃料时推导包括炉渣上限以及下限温度、气化器上限以及下限温度在内的运行条件。
本发明的特征在于：上述运行条件推导部通过对选择出的上述燃料的炉渣结晶相以及固-液相平衡温度进行分析而推导上述炉渣上限以及下限温度，并根据推导出的炉渣上限以及下限温度推导气化器的上限以及下限温度。
上述运行指导系统还能够包括：启动指导部，在上述工厂启动时推导包括燃烧器启动、准备以及负载增加在内的启动过程中的各个步骤的包括供应燃料投入量以及主要控制因子状态值在内的启动表，并对推导出的启动过程中的各个步骤的供应燃料投入量以及控制因子状态值进行输出而提供工厂的启动指导。
本发明的特征在于：上述启动指导部以100％负载的供应燃料投入量为基准按照上述启动过程的逆向顺序推导启动过程中的各个步骤的供应燃料投入量以及控制因子状态值。
上述运行指导系统还能够包括：停止指导部，在上述工厂的运行过程中发生停止事件时提供表示工厂停止的多个步骤的各步骤控制值的停止指导。
适用本发明的另一实施例，提供一种煤炭气化厂的运行指导系统。上述运行指导系统包括：燃料决定部，在工厂启动之前选择出分析对象燃料时对选择出的分析对象燃料的气化适当性进行判断；运行条件推导部，在选择出燃料时推导包括炉渣上限以及下限温度、气化器上限以及下限温度在内的运行条件；启动指导部，提供上述工厂的启动指导；性能分析部，在上述工厂运行过程中执行包括气化器性能以及合成气体冷却器性能在内的工厂的性能分析；以及运行指导部，以上述性能分析为基础提供表示用于工厂运行的控制值的运行指导。
上述运行指导系统还能够包括：措施指导部，在根据上述性能分析预测到工厂发生异常状况时提供表示能够解除预测到的上述异常状况的工厂控制值的措施指导。
上述运行指导系统还能够包括：停止指导部，在上述工厂的运行过程中发生停止事件时提供表示工厂停止的多个步骤的各步骤控制值的停止指导。
按照本发明的又一实施例，提供一种煤炭气化厂的运行指导方法。上述运行指导方法包括：由性能分析部在工厂运行过程中执行包括气化器性能以及合成气体冷却器性能在内的工厂的性能分析的步骤；以及由运行指导部以上述性能分析为基础提供表示用于工厂运行的控制值的运行指导的步骤。
上述运行指导方法在执行上述性能分析的步骤之后，还能够包括：由措施指导部在根据上述性能分析预测到工厂发生异常状况时提供表示能够解除预测到的上述异常状况的工厂控制值的措施指导的步骤。
上述运行指导方法在执行上述性能分析的步骤之前，还能够包括：由燃料决定部在上述工厂启动之前选择出分析对象燃料时根据上述分析对象燃料是否满足基本属性的预先设定的基准值以及炉渣属性的预先设定的基准值来对基本适当性以及炉渣行为的适当性进行判定由此对上述分析对象燃料的气化适当性进行判断的步骤；以及由上述燃料决定部根据上述气化适当性的判断结果将上述分析对象燃料区分成是否为能够在无助熔剂或混碳的情况下使用的煤炭、是否为投入助熔剂时才能使用的煤炭、是否为需要混碳的煤炭或是否为不适合于气化的煤炭进行输出的步骤。
对上述气化适当性进行判断的步骤能够包括：由上述燃料决定部在上述分析对象燃料包括煤炭以及助熔剂时根据使用者所输入的助熔剂投入比例来对气化适当性进行判定的步骤；或由上述燃料决定部在上述分析对象燃料包括上述使用者所选定的主要煤炭以及附加到上述主要煤炭中的至少一个对象煤炭时一边按照一定比例(10wt％)增加对象煤炭的混合比例一边对上述气化适当性进行判定的步骤。
上述运行指导方法在执行上述性能分析的步骤之前，还能够包括：在选择出要投入到上述工厂的燃料时，由运行条件推导部推导包括选择出的燃料所涉及的炉渣上限以及下限温度、气化器上限以及下限温度在内的运行条件的步骤；由启动指导部在上述工厂启动时推导包括燃烧器启动、准备以及负载增加在内的启动过程中的各个步骤的包括供应燃料投入量以及主要控制因子状态值在内的启动表的步骤；以及由上述启动指导部根据推导出的启动表对上述启动过程中的各个步骤的供应燃料投入量以及控制因子状态值进行输出由此提供工厂的启动指导的步骤。
本发明的特征在于：在推导上述运行条件的步骤中，由上述运行条件推导部通过对选择出的上述燃料的炉渣结晶相以及固-液相平衡温度进行分析而推导上述炉渣上限以及下限温度，并根据推导出的炉渣上限以及下限温度推导气化器的上限以及下限温度。
本发明的特征在于：在推导上述启动表的步骤中，由上述启动指导部以100％负载的供应燃料投入量为基准按照上述启动过程的逆向顺序推导启动过程中的各个步骤的供应燃料投入量以及控制因子状态值。
上述运行指导方法在提供上述运行指导的步骤之后，还能够包括：由停止指导部在上述工厂的运行过程中发生停止事件时提供表示工厂停止的多个步骤的各步骤控制值的停止指导的步骤。
按照本发明，能够通过在气化厂运行的各个步骤中向运行者提供指导而快速提升工厂的运行率。
附图说明
图1是用于对适用本发明之实施例的煤炭气化厂的运行指导系统的构成进行说明的块图。
图2是用于对适用本发明之实施例的煤炭气化厂的运行指导方法进行说明的流程图。
图3是用于对适用本发明之实施例的燃料气化适当性判断以及运行条件推导方法进行说明的流程图。
图4是用于对适用本发明之实施例的工厂启动所需要的启动指导的提供方法进行说明的流程图。
图5是用于对适用本发明之实施例的工厂运行所需要的运行指导的提供方法进行说明的流程图。
图6是用于对适用本发明之实施例的工厂停止所需要的指导的提供方法进行说明的流程图。
图7是对适用本发明之实施例的计算装置进行图示的示意图。
【符号说明】
110：燃料决定部
120：运行条件推导部
130：启动指导部
140：性能分析部
150：运行指导部
160：措施指导部
170：运行记录部
180：停止指导部
200：存储器部
具体实施方式
本发明能够进行各种变换且能够具有多种实施例，接下来将对特定的实施例进行例示并在详细说明部分进行详细的说明。但是，这并不是为了将本发明限定于特定的实施形态，而是应该理解为本发明的思想以及技术范围中所包含的所有变换、等同物乃至替代物均包含在其中。
在本发明中所使用的术语只是用于对特定的实施例进行说明，并不是为了对本发明做出限定。除非上下文中有明确的相反说明，否则单数型语句还包含复数型含义。在本发明中所使用的如“包含”或“具有”等术语只是用于表明说明书中所记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或上述之组合存在，并不应该理解为预先排除一个或多个其他特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或上述之组合存在或被附加的可能性。
首先，将对适用本发明的实施例的煤炭气化厂的运行指导系统的构成进行说明。图1是用于对适用本发明之实施例的煤炭气化厂的运行指导系统的构成进行说明的块图。
适用本发明之实施例的运行指导系统，包括：燃料决定部110、运行条件推导部120、启动指导部130、性能分析部140、运行指导部150、措施指导部160、运行记录部170、停止指导部180以及存储器部200。
燃料决定部110在工厂启动之前根据使用者的输入选择出分析对象燃料时对使用者选择出的分析对象燃料的气化适当性进行判断。气化适当性包括基本适当性以及炉渣行为的适当性。此时，燃料决定部110根据分析对象燃料是否满足基本属性的预先设定的基准值以及炉渣属性的预先设定的基准值对基本适当性以及炉渣行为的适当性进行判定由此对分析对象燃料的气化适当性进行判断。其中，基本属性包括如煤炭发热量(MJ/kg，MAF)、挥发分(wt％，MF)、Cl+F(wt％，AR)、Fe2O3(wt％，Ash)、Na2O+K2O(wt％，Ash)、S/A比例(Ratio)(w/w，Ash)以及灰分(wt％，MF)等。此外，炉渣属性包括如煤炭转换温度(℃)、炉渣250粘度(Poise)温度(℃)、总炉渣厚度(mm)、液状炉渣厚度(mm)、平均炉渣粘度(Poise)以及隔焰窑长度与炉渣厚度之比(％)等。在一实施例中，燃料决定部110能够在上述分析对象燃料包括煤炭以及助熔剂时根据使用者所输入的助熔剂投入比例对气化适当性进行判定。在另一实施例中，燃料决定部110在上述使用者选定主要煤炭以及附加到上述主要煤炭中的至少一个对象煤炭时一边按照一定比例(例如，10wt％)增加对象煤炭的混合比例一边对气化适当性进行判定。尤其是，燃料决定部110能够根据上述气化适当性的判断结果将上述分析对象燃料区分成是否为能够在无助熔剂或混碳的情况下使用的煤炭、是否为投入助熔剂时才能使用的煤炭、是否为需要混碳的煤炭或是否为不适合于气化的煤炭进行输出。
运行条件推导部120在选择出燃料时推导出包括炉渣上限以及下限温度、气化器上限以及下限温度在内的运行条件。
上述运行条件推导部以选择出的燃料的炉渣组成中包含SiO2、Al2O3、CaO以及FeO的成分的构成比例为基准对炉渣结晶相以及固-液相平衡温度进行分析而推导出上述炉渣上限以及下限温度，并根据所推导出的炉渣上限以及下限温度推导气化器的上限以及下限温度。
启动指导部130在工厂启动时推导包括燃烧器启动、准备以及负载增加在内的启动过程中的各个步骤的供应燃料投入量以及主要控制因子状态值的启动表。此时，启动指导部130能够以100％负载时的供应燃料投入量为基准按照上述启动过程的逆向顺序推导启动过程中的各个步骤的供应燃料投入量以及控制因子状态值。此外，启动指导部130能够通过对推导出的启动过程中的各个步骤的供应燃料投入量以及控制因子状态值进行输出而提供工厂的启动指导。
性能分析部140基本上在工厂运行过程中执行包括气化器性能以及合成气体冷却器性能在内的工厂的性能分析。
运行指导部150以性能分析部140所分析出的性能为基础提供表示用于工厂运行的控制值的运行指导。
措施指导部160在根据上述性能分析预测到工厂会发生异常状况时提供表示以能够解除所预测到的异常状况的方式控制工厂的控制值的措施指导。
运行记录部170能够持续性地对基于使用者输入的工厂的运行以及措施相关控制值进行存储，并将所存储的控制值作为运行历史提供。
停止指导部180在工厂的运行过程中发生停止事件时提供表示工厂停止的多个步骤的各步骤控制值的停止指导。
存储器部200对适用本发明之实施例的多种数据进行数据库化以及存储。
接下来，将对适用本发明的实施例的煤炭气化厂的运行指导方法进行说明。图2是用于对适用本发明之实施例的煤炭气化厂的运行指导方法进行说明的流程图。
参阅图2，运行指导系统在工厂启动之前即步骤S100中决定煤炭以及混碳等燃料并在对所决定的燃料的气化适当性进行判断之后推导运行条件。
接下来，运行指导系统在工厂启动过程即步骤S200中根据所推导出的运行条件推导启动表提供工厂的启动指导。
接下来，运行指导系统在工厂启动之后的运行过程即步骤S300中对包括气化器在内的工厂的性能进行分析并根据所分析出的性能提供运行以及控制所需要的指导，并在如发生异常状况等必要的情况下提供警报以及措施指导。
此外，运行指导系统在发生运行停止的情况下，在步骤S400中提供用于工厂停止所需要的指导。
接下来，将对上述的步骤S100至步骤S400进行更为详细的说明。首先，将对上述步骤S100进行更为详细的说明。图3是用于对适用本发明之实施例的燃料气化适当性判断以及运行条件推导方法进行说明的流程图。
参阅图3，燃料决定部110能够在步骤S110中根据使用者的输入选择分析对象燃料。此时，使用者能够选择可在无助熔剂(flux)或混碳的情况下使用的煤炭，或选择煤炭以及助溶剂，或选择混碳。
接下来，燃料决定部110在步骤S120中对使用者所选择的分析对象燃料的气化适当性进行判断。气化适当性包括基本适当性以及炉渣行为的适当性。即，燃料决定部110在步骤S120中根据上述分析对象燃料是否满足基本属性(物性)的预先设定的基准值或炉渣属性的预先设定的基准值对上述分析对象燃料的基本适当性以及炉渣行为的适当性进行判定。基本属性包括如煤炭发热量(MJ/kg，MAF)、挥发分(wt％，MF)、Cl+F(wt％，AR)、Fe2O3(wt％，Ash)、Na2O+K2O(wt％，Ash)、S/A比例(Ratio)(w/w，Ash)以及灰分(wt％，MF)等。此外，炉渣属性包括如煤炭转换温度(℃)、炉渣250粘度(Poise)温度(℃)、总炉渣厚度(mm)、液状炉渣厚度(mm)、平均炉渣粘度(Poise)以及隔焰窑长度与炉渣厚度之比(％)等。此时，燃料决定部110在使用者选择煤炭以及助熔剂的情况下根据使用者所输入的助熔剂投入比例来对煤炭的基本适当性以及炉渣行为的适当性进行判定。此外，燃料决定部110能够在使用者作为混碳选定主要煤炭(Primary Coal)以及附加到主要煤炭中的至少一个对象煤炭时一边按照一定比例(例如，10wt％)增加对象煤炭的混合比例一边进行分析。
接下来，燃料决定部110在步骤S130中将气化适当性判定结果显示在画面上。此时，基于基本属性以及炉渣属性的燃料适当性判定结果，能够区分成是否为能够在无助熔剂(flux)或混碳的情况下使用的燃料、是否为投入助熔剂(flux)时才能使用的燃料、是否为需要混碳的燃料、或是否为不适合于气化的燃料进行输出。作为一实例，燃料适当性判定结果能够区分成良好、注意以及不良进行输出。其中，良好代表能够在相应的工厂中使用的分析对象燃料，而不良代表不适合于气化的燃料。此外，注意代表所要求的助熔剂(flux)投入量超出相应工厂的助熔剂(flux)投入上限值或需要追加混碳的状态。
使用者能够根据气化适当性判定结果最终选择燃料。否则，将反复执行上述的步骤S110至步骤S130。在步骤S140中最终选择出燃料时，将执行步骤S150。
运行条件推导部120在步骤S150中将推导所选择的燃料的气化器最佳运行条件。气化器最佳运行条件包括如炉渣上限以及下限温度、气化器上限和下限以及适当运行温度、运行窗口(Operation Window)、灰分(Ash)追加投入以及循环比例、助熔剂投入比例以及类型(Type)(石灰岩或硅土(Limestone or Silica))等。此时，运行条件推导部120能够以所选择的燃料的炉渣组成中包含SiO2、Al2O3、CaO以及FeO的成分的构成比例为基准对炉渣结晶相以及固-液相平衡温度进行分析而推导炉渣上限以及下限温度。此外，运行条件推导部120根据炉渣上限以及下限温度推导气化器上限和下限以及适当运行温度。尤其是，运行条件推导部120能够通过分析在利用所选择的燃料运行气化器时由燃料的灰分(Ash)以及助熔剂(flux)混合而成的炉渣在几℃的温度下转换成液态炉渣(Liquidus Slag)以及在结晶化成固体时会变换成哪种结构而进行推导。借此，运行条件推导部120能够推导基于气化器内部温度的液态流动炉渣的平均粘度变化，并以此为基础推导所选定的燃料的气化器运行窗口(Operation Window)。
接下来，运行条件推导部120在步骤S160中通过画面显示在上述过程中推导出的气化器最佳运行条件。
接下来，将对上述步骤S200进行更为详细的说明。图4是用于对适用本发明之实施例的工厂启动所需要的启动指导的提供方法进行说明的流程图。
参阅图4，启动指导部130在步骤S210中根据在上述过程中推导出的燃料的气化器最佳运行条件推导启动表。为了工厂的启动，需要执行由包括燃烧器启动、准备(Ready)以及负载增加(Load up)在内的3个步骤构成的启动过程。启动表中包括如上所述的燃烧器启动、准备(Ready)以及负载增加(Load up)等各个步骤的供应燃料投入量以及主要控制因子状态值。具体来讲，启动表包括1)考虑到运行温度以及碳种的助熔剂类型(Flux Type)以及流量比，2)考虑到运行温度以及容量的最佳供应燃料流量，3)气化器以及后端设备性能以及4)启动过程的各个步骤(燃烧器启动、准备、负载增加)中的最佳给料(Feedstock)流量以及控制因子值。即，启动指导部130根据在上述过程中推导出的所选择的燃料的气化器最佳运行条件，计算从第一个煤炭燃烧器(1st Burner)启动时所需要的燃料和氧气流量以及气化性能预测值开始直至100％运行负载状态的各个负载增加(Load Up)步骤中所需要的供应燃料流量以及气化性能，并以此为基础生成启动表。
启动指导部130以100％负载的供应燃料投入量为基准按照启动过程的逆向顺序(负载增加、准备、燃烧器启动)推导启动过程中的各个步骤(燃烧器启动、准备、负载增加)的供应燃料投入量以及控制因子状态值。即，启动指导部130以通过气化器性能预测推导出的100％负载的最佳供应燃料投入量为基准减少投入量来优先决定各个步骤的负载的最佳供应燃料投入量。此外，启动指导部130以100％负载的氧气投入量为基准单纯地通过比例式减少氧气投入量而决定各个阶段的负载的氧气投入量。此外，启动指导部130将各个负载的运行温度决定为与100％负载相同的运行温度，且各个负载的蒸汽/氧气比例(Steam/O2Radio)以及助熔剂/煤炭比例(Flux/Coal Ratio)同样决定为与100％负载相同的比例。
启动指导部130在步骤S220中通过按照启动表输出启动过程中的各个步骤(燃烧器启动、准备、负载增加)的供应燃料投入量以及控制因子状态值而提供工厂的启动指导。
接下来，将对上述步骤S300进行更为详细的说明。图5是用于对适用本发明之实施例的工厂运行所需要的运行指导的提供方法进行说明的流程图。
适用本发明之实施例的工厂(气化厂)通过对煤炭进行气化而生成合成气体。即，通过在工厂运行过程中向安装在气化器下部的4台燃烧器(Coal Burner)供应煤炭、助熔剂、氧气以及移送用氮气而通过热分解-燃烧-气化过程生成合成气体。按照本发明的实施例，需要对可以实现在工厂运行过程中煤炭能量转换成合成气体能量的冷气体效率(ColdGas Efficiency)的增加、和煤炭到气体的转换效率(Carbon Conversion Rate)的增加以及熔融炉渣(slag)的顺利排出的运行温度范围(Operation Window)进行设定并对氧气/煤炭比例(O2/Coal Ratio)、蒸汽/氧气比例(Steam/O2ratio)等进行调节控制。
为此，运行指导部150在步骤S310中实时地对工厂运行过程中的工厂性能进行分析。工厂性能分析包括气化器性能分析以及合成气体冷却器性能分析。
气化器性能分析包括气化反应分析以及气化器的内部热传递以及热平衡分析。气化反应分析利用以吉布斯能量最小化方法(Gibbs Energy Minimization)为基础的平衡反应分析模型。此时，运行指导部150通过气化反应分析以生成物为基准决定在给定的温度、压力条件下整体的吉布斯能量(Gibbs Energy)达到最小时的生成物的分率组。生成物组包括{CO、CO2、H2、H2O、H2S、COS、NH3、HCl、CH4、HCN、N2、Ar、C、S、Cl、O2}，计算共计16中生成物的浓度。运行指导部150通过气化器热平衡以及热传递分析而计算输入到气化器中的热量和输出的热量以及损失的热量。
合成气体冷却器性能分析除了合成气体冷却器性能分析之外还包括出口温度预测。运行指导部150通过合成气体冷却器性能分析而计算合成气体冷却器的各个热交换部分的合成气体温度以及热负载(Heat Duty)。
在步骤S320中以工厂性能分析结果为基础判定是否预测到异常状况的发生。当步骤S320中的判定结果为没有预测到异常状况的发生时，将执行步骤S330，而当预测到异常状况的发生时，将执行步骤S340。
当没有预测到异常状况的发生时，运行指导部150在步骤S330中以工厂性能分析为基础提供运行指导。运行指导表示根据实时工厂性能分析能够实现工厂的冷气体效率(Cold Gas Efficiency)的增加和煤炭到气体的转换效率(Carbon Conversion Rate)的增加以及熔融炉渣(slag)的顺利排出的工厂运行控制值。运行控制值表示煤炭、助熔剂、氧气、蒸汽以及移送用氮气的供应量以及运行温度。
当预测到异常状况的发生时，措施指导部160在步骤S340中提供表示与所预测到的异常状况对应的必要措施的措施指导。措施指导表示可以解除异常状况的措施控制值，措施控制值包括煤炭、助熔剂、氧气、蒸汽以及移送用氮气的供应量以及运行温度。借此，使用者能够根据运行指导或措施指导运行工厂。
此外，运行记录部170持续性地对基于使用者输入的工厂的运行以及措施相关控制值进行存储，并将所存储的控制值作为运行历史提供。
接下来，将对上述步骤S400进行更为详细的说明。图6是用于对适用本发明之实施例的用于工厂停止的指导的提供方法进行说明的流程图。
运行指导部170在步骤S410中判断是否发生了工厂停止事件。工厂停止事件能够是在紧急情况下的自动停止或基于使用者的输入而进行的停止。
在发生停止事件时，停止指导部170在步骤S420中提供用于工厂停止的停止指导。停止指导包括在工厂停止的各个步骤中需要使用者进行控制的控制值。
图7是对适用本发明之实施例的计算装置进行图示的示意图。图7所图示的计算装置TN100能够是本说明书中所记载的装置(例如适用于煤炭气化厂的运行指导系统的装置等)。
在图7所图示的实施例中，计算装置TN100能够包括至少一个处理器TN110、收发信装置TN120以及存储器TN130。此外，计算装置TN100还能够包括如存储装置TN140、输入接口装置TN150以及输出接口装置TN160等。计算装置TN100中所包含的构成要素能够通过总线(bus)TN170连接并在相互之间进行通信。
处理器TN110能够执行存储在存储器TN130以及存储装置TN140的至少一个中的程序指令(program command)。处理器TN110能够是指中央处理装置(CPU：centeralprocessing unit)、图形处理装置(GPU：graphics processing unit)或用于执行适用本发明之实施例的方法的专用处理器。处理器TN110能够实现在适用本发明的实施例中所记载的步骤、功能以及方法等。处理器TN110能够对计算装置TN100的各个构成要素进行控制。
存储器TN130以及存储装置TN140能够分别对与处理器TN110的动作相关的各种信息进行存储。存储器TN130以及存储装置TN140能够分别由易失性存储介质以及非易失性存储介质中的至少一个构成。例如，存储器TN130能够由只读存储器(ROM：read only memory)以及随机访问存储器(RAM：random access memory)中的至少一个构成。
收发信装置TN120能够对有线信号或无线信号进行传送或接收。收发信装置TN120能够通过连接到网络而执行通信。
此外，如上所述的适用本发明之实施例的多种方法能够以多种计算手段可读取的程序形态实现并被存储到计算机可读取的存储介质中。其中，存储介质能够包含程序指令、数据文件以及数据结构等中的一个或者它们的组合。存储在存储介质中的程序指令能够是为了本发明而特别设计以及构成的，也能够是计算机软件的从业人员所公知以及可使用的。例如，存储介质包括硬盘和软盘以及磁盘等磁介质(magnetic media)、如只读光盘驱动器(CD-ROM)和数字化视频光盘(DVD)等光存储介质(optical media)、如软式光盘(floptical disk)等磁光介质(magneto-optical media)以及只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪速存储器等为了存储以及执行程序指令而特别构成的硬件装置。作为程序指令的实例，不仅能够包括利用编译器编译出的机器语言代码，也能够是可以利用解释器等在计算机中执行的高级语言代码。如上所述的硬件装置能够为了执行适用本发明的动作而由一个以上的软件模块构成并工作，反之亦然。
在上述内容中对适用本发明的一实施例进行了说明，具有本发明所属技术领域之一般知识的人员能够在不脱离权利要求书中所记载的本发明之思想的范围内通过构成要素的附加、变更、删除或追加等对本发明进行各种修改以及变更，而这些修改以及变更也应该理解为包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (25)

1.一种煤炭气化厂的运行指导系统，其特征在于，包括：
性能分析部，在工厂运行过程中执行包括气化器性能以及合成气体冷却器性能在内的工厂的性能分析；以及
运行指导部，以上述性能分析为基础提供表示用于工厂运行的控制值的运行指导。
2.根据权利要求1所述的煤炭气化厂的运行指导系统，其特征在于，还包括：
措施指导部，在根据上述性能分析预测到工厂发生异常状况时提供表示能够解除预测到的上述异常状况的工厂控制值的措施指导。
3.根据权利要求2所述的煤炭气化厂的运行指导系统，其特征在于，还包括：
运行记录部，持续性地对基于使用者输入的工厂的运行以及措施相关控制值进行存储，并将所存储的控制值作为运行历史提供。
4.根据权利要求1所述的煤炭气化厂的运行指导系统，其特征在于，还包括：
燃料决定部，在上述工厂启动之前根据使用者的输入选择出分析对象燃料时对使用者选择出的分析对象燃料的气化适当性进行判断。
5.根据权利要求4所述的煤炭气化厂的运行指导系统，其特征在于：
上述气化适当性包括基本适当性以及炉渣行为的适当性，
上述燃料决定部根据上述分析对象燃料是否满足基本属性的预先设定的基准值以及炉渣属性的预先设定的基准值来对基本适当性以及炉渣行为的适当性进行判定，由此对上述分析对象燃料的气化适当性进行判断。
6.根据权利要求5所述的煤炭气化厂的运行指导系统，其特征在于：
上述基本属性包括煤炭发热量、挥发分、Cl+F、Fe2O3、Na2O+K2O、S/A比例以及灰分，
上述炉渣属性包括煤炭转换温度、炉渣250粘度温度、总炉渣厚度、液状炉渣厚度、平均炉渣粘度以及隔焰窑长度与炉渣厚度之比等。
7.根据权利要求4所述的煤炭气化厂的运行指导系统，其特征在于：
上述燃料决定部根据上述气化适当性的判断结果将上述分析对象燃料区分成是否为能够在无助熔剂或混碳的情况下使用的煤炭、是否为投入助熔剂时才能使用的煤炭、是否为需要混碳的煤炭或是否为不适合于气化的煤炭进行输出。
8.根据权利要求4所述的煤炭气化厂的运行指导系统，其特征在于：
上述燃料决定部在上述分析对象燃料包括煤炭以及助熔剂时根据使用者所输入的助熔剂投入比例来对气化适当性进行判定。
9.根据权利要求4所述的煤炭气化厂的运行指导系统，其特征在于：
上述燃料决定部在上述使用者选定主要煤炭以及附加到上述主要煤炭中的至少一个对象煤炭时一边按照一定比例增加对象煤炭的混合比例一边对上述气化适当性进行判定。
10.根据权利要求4所述的煤炭气化厂的运行指导系统，其特征在于，还包括：
运行条件推导部，在选择出燃料时推导包括炉渣上限以及下限温度、气化器上限以及下限温度在内的运行条件。
11.根据权利要求10所述的煤炭气化厂的运行指导系统，其特征在于：
上述运行条件推导部通过对选择出的上述燃料的炉渣结晶相以及固-液相平衡温度进行分析而推导上述炉渣上限以及下限温度，并根据推导出的炉渣上限以及下限温度推导气化器的上限以及下限温度。
12.根据权利要求1所述的煤炭气化厂的运行指导系统，其特征在于，还包括：
启动指导部，在上述工厂启动时推导包括燃烧器启动、准备以及负载增加在内的启动过程中的各个步骤的包括供应燃料投入量以及主要控制因子状态值在内的启动表，并对推导出的启动过程中的各个步骤的供应燃料投入量以及控制因子状态值进行输出而提供工厂的启动指导。
13.根据权利要求12所述的煤炭气化厂的运行指导系统，其特征在于：
上述启动指导部以100％负载的供应燃料投入量为基准按照上述启动过程的逆向顺序推导启动过程中的各个步骤的供应燃料投入量以及控制因子状态值。
14.根据权利要求1所述的煤炭气化厂的运行指导系统，其特征在于，还包括：
停止指导部，在上述工厂的运行过程中发生停止事件时提供表示工厂停止的多个步骤的各步骤控制值的停止指导。
15.一种煤炭气化厂的运行指导系统，其特征在于，包括：
燃料决定部，在工厂启动之前选择出分析对象燃料时对选择出的分析对象燃料的气化适当性进行判断；
运行条件推导部，在选择出燃料时推导包括炉渣上限以及下限温度、气化器上限以及下限温度在内的运行条件；
启动指导部，提供上述工厂的启动指导；
性能分析部，在上述工厂运行过程中执行包括气化器性能以及合成气体冷却器性能在内的工厂的性能分析；以及
运行指导部，以上述性能分析为基础提供表示用于工厂运行的控制值的运行指导。
16.根据权利要求15所述的煤炭气化厂的运行指导系统，其特征在于，还包括：
措施指导部，在根据上述性能分析预测到工厂发生异常状况时提供表示能够解除预测到的上述异常状况的工厂控制值的措施指导。
17.根据权利要求15所述的煤炭气化厂的运行指导系统，其特征在于，还包括：
停止指导部，在上述工厂的运行过程中发生停止事件时提供表示工厂停止的多个步骤的各步骤控制值的停止指导。
18.一种煤炭气化厂的运行指导方法，其特征在于，包括：
由性能分析部在工厂运行过程中执行包括气化器性能以及合成气体冷却器性能在内的工厂的性能分析的步骤；以及
由运行指导部以上述性能分析为基础提供表示用于工厂运行的控制值的运行指导的步骤。
19.根据权利要求18所述的煤炭气化厂的运行指导方法，其特征在于：
在执行上述性能分析的步骤之后，还包括：
由措施指导部在根据上述性能分析预测到工厂发生异常状况时提供表示能够解除预测到的上述异常状况的工厂控制值的措施指导的步骤。
20.根据权利要求18所述的煤炭气化厂的运行指导方法，其特征在于：
在执行上述性能分析的步骤之前，还包括：
由燃料决定部在上述工厂启动之前选择出分析对象燃料时根据上述分析对象燃料是否满足基本属性的预先设定的基准值以及炉渣属性的预先设定的基准值来对基本适当性以及炉渣行为的适当性进行判定由此对上述分析对象燃料的气化适当性进行判断的步骤；以及
由上述燃料决定部根据上述气化适当性的判断结果将上述分析对象燃料区分成是否为能够在无助熔剂或混碳的情况下使用的煤炭、是否为投入助熔剂时才能使用的煤炭、是否为需要混碳的煤炭或是否为不适合于气化的煤炭进行输出的步骤。
21.根据权利要求20所述的煤炭气化厂的运行指导方法，其特征在于：
对上述气化适当性进行判断的步骤，包括：
由上述燃料决定部在上述分析对象燃料包括煤炭以及助熔剂时根据使用者所输入的助熔剂投入比例来对气化适当性进行判定的步骤；或
由上述燃料决定部在上述分析对象燃料包括上述使用者所选定的主要煤炭以及附加到上述主要煤炭中的至少一个对象煤炭时一边按照一定比例增加对象煤炭的混合比例一边对上述气化适当性进行判定的步骤。
22.根据权利要求18所述的煤炭气化厂的运行指导方法，其特征在于：
在执行上述性能分析的步骤之前，还包括：
在选择出要投入到上述工厂的燃料时，由运行条件推导部推导包括选择出的燃料所涉及的炉渣上限以及下限温度、气化器上限以及下限温度在内的运行条件的步骤；
由启动指导部在上述工厂启动时推导包括燃烧器启动、准备以及负载增加在内的启动过程中的各个步骤的包括供应燃料投入量以及主要控制因子状态值在内的启动表的步骤；以及
由上述启动指导部根据推导出的启动表对上述启动过程中的各个步骤的供应燃料投入量以及控制因子状态值进行输出由此提供工厂的启动指导的步骤。
23.根据权利要求22所述的煤炭气化厂的运行指导方法，其特征在于：
在推导上述运行条件的步骤中，由上述运行条件推导部通过对选择出的上述燃料的炉渣结晶相以及固-液相平衡温度进行分析而推导上述炉渣上限以及下限温度，并根据推导出的炉渣上限以及下限温度推导气化器的上限以及下限温度。
24.根据权利要求22所述的煤炭气化厂的运行指导方法，其特征在于：
在推导上述启动表的步骤中，由上述启动指导部以100％负载的供应燃料投入量为基准按照上述启动过程的逆向顺序推导启动过程中的各个步骤的供应燃料投入量以及控制因子状态值。
25.根据权利要求18所述的煤炭气化厂的运行指导方法，其特征在于：
在提供上述运行指导的步骤之后，还包括：
由停止指导部在上述工厂的运行过程中发生停止事件时提供表示工厂停止的多个步骤的各步骤控制值的停止指导的步骤。
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