“机理+AI”气助力伊泰化工气化炉实现实时优化

内蒙古伊泰化工有限责任公司（以下简称“伊泰化工”）与中控技术合作，成功实施气化炉实时优化项目。该项目基于中控技术提出的 “机理+AI”技术路线，构建了国内首个具备煤质数据反算能力的气化炉机理模型，实现了从煤质到合成气组成的在线闭环实时优化。项目在提升装置自动化水平、气化效率、节能降耗等方面成效显著，为煤化工行业提供了可复制、可推广的智能化升级路径。

一、煤化工行业的技术革新

气化炉，作为煤化工行业生产运行的核心设备，肩负着为下游产品供应基础原料的重任，其运作效率及稳定性直接关乎企业的安全生产与经济效益。长期以来，由于原料煤种来源复杂，传统煤质采样不具代表性、缺乏有效的煤质在线分析手段，以及气化炉模型难以有效应用等因素，控制优化等先进技术在煤气化装置上的推广和应用受到了限制。

作为国内首批开展煤制油研究、工业生产的大型煤化工企业之一，伊泰化工积极推进绿色智能化技术的落地应用。在本次气化炉实时优化项目中，伊泰化工携手中控技术，将双方在煤气化装置工艺及生产经验方面的优势与流程模拟、AI技术、自动控制技术的优势相结合，首次构建了具备煤质数据反算的气化炉模型，并开创性地应用于粉煤气化炉和水煤浆气化炉，极大地提高了装置的有效气产率，显著优化了装置的控制平稳性，为煤化工行业带来了一次技术革新。

二、基于“机理+AI”，实现气化炉的在线闭环实时优化

中控技术提出的“机理+AI”的气化炉实时优化解决方案，基于流程工业过程模拟与设计平台APEX和先进控制软件，并融合AI技术发挥“脑手协同”作用，实现了气化炉的在线闭环实时优化，保障了伊泰化工气化炉的安全、平稳、高效运行。

该项目中，中控技术协同煤化工领域专家，通过对气化反应过程的深入研究，采用APEX平台构建了首个基于联立方程（EO）的粉煤/水煤浆气化炉机理模型，实现了对气化炉反应、激冷、洗涤等多环节关键运行参数的精确模拟；通过运用AI技术，实现了对装置大量煤质分析数据、历史运行数据、合成气在线分析数据的训练和处理。

同时，通过先进控制软件的多变量模型辨识、预测控制、智能控制，以及机理模型的煤质数据反算技术，成功实现了煤仓、粉煤/煤浆输送、氧量、气化装置及洗涤塔的自动平稳控制，为操作优化奠定了坚实的控制基础。最终，该项目实现了“入炉煤质数据-气化炉模型-煤质数据反算-合成气组成”的气化炉在线闭环实时优化。

三、气化炉在线闭环实时优化，助力实现安全、质量、低碳、效益目标

在线闭环实时优化系统投用后，伊泰化工装置控制自动化水平显著提升，自控率达99%以上，关键被控变量平稳性提升30%以上，生产运行安全性、平稳性得到大幅提升。

以粉煤气化炉为例，通过对氧煤比等操作参数的实时优化，有效气含量显著提升，不仅提高了气化效率、降低了能耗，更为生产流程的优化和产品质量提升打好重要基础。

经标定，系统投用后，水煤浆气化炉有效气含量提升了1.18%，粉煤气化炉有效气含量提升了0.93%；同等负荷下，该项目节省了原煤达11,872吨/年/台，磨煤风机节约了电量11.5万度/年/台，减少了CO2排放3万吨/年，经济效益、环保效益显著。

中控技术“机理+AI”气化炉解决方案在伊泰化工的成功应用，标志着气化炉智能化优化技术迈向新阶段。面向企业最关注的安全、质量、低碳、效益四大目标，中控技术将不断深化与行业企业及专家的合作，持续优化和升级解决方案，致力于为企业全新竞争力的打造注入“中控价值”，为煤化工行业的清洁、低碳、高效发展，以及数字化、智能化转型贡献力量，助力国家能源安全与客户成功。