[发明专利]基于天然气改质过程的降低热损失控制专家系统及其应用

权利要求书

1.一种基于天然气改质过程的降低热损失控制专家系统，其特征在于，该系统包括通信模块(1)、知识库模块(2)、数据库模块(3)、推理机模块(4)和人机交互模块(5)，所述的数据库模块(3)分别连接通信模块(1)、人机交互模块(5)和推理机模块(4)，所述的知识库模块(2)与推理机模块(4)连接，

所述的通信模块(1)将在线监测仪表获取的原始数据传递给数据库模块(3)；

所述的知识库模块(2)存储基于天然气改质过程运行参数来控制催化床加权温度和蒸汽量的规则；

所述的数据库模块(3)存储在线监测仪表获取的原始数据、控制过程中产生的二次数据；

所述的推理机模块(4)根据数据库模块(3)的数据，利用知识库模块(2)中的规则进行对比匹配得到催化床加权温度和蒸汽量的最优值；

所述的人机交互模块(5)完成用户与专家系统直接的信息交流。

2.根据权利要求1所述的一种基于天然气改质过程的降低热损失控制专家系统，其特征在于，所述的基于天然气改质过程运行参数来控制催化床加权温度和蒸汽量的规则包括：

1)升高催化床加权温度，若甲烷含量增加值超过甲烷含量增加值合理范围或催化床加权温度高于催化床加权温度合理范围的高限值或风量大于风量合理范围的高限值，则跳到规则2)，反之，则继续升高催化床加权温度；

2)降低催化床加权温度，若甲烷含量增加值超过甲烷含量增加值合理范围或催化床加权温度低于催化床加权温度合理范围的底限值或风量小于风量合理范围的底限值，则跳到规则3)，反之，则继续降低催化床加权温度；

3)加大蒸汽量，若甲烷含量增加值超过甲烷含量增加值合理范围或蒸汽量大于蒸汽量合理范围的高限值，则跳到规则4)，反之，则继续加大蒸汽量；

4)减小蒸汽量，若甲烷含量增加值超过甲烷含量增加值合理范围或蒸汽量小于蒸汽量合理范围的底限值，则结束控制，反之，则继续减小蒸汽量。

3.根据权利要求2所述的一种基于天然气改质过程的降低热损失控制专家系统，其特征在于，所述的甲烷含量增加值合理范围为：0～0.1％V/V；所述的催化床加权温度合理范围为：650℃～780℃；所述的风量合理范围为：10000m³/h～23000m³/h；所述的蒸汽量合理范围为：17000m³/h～22500m³/h。

4.一种如权利要求3所述的基于天然气改质过程的降低热损失控制专家系统的应用，其特征在于，该应用包括以下步骤：

步骤一：由人机交互模块(5)获取参数数据，参数数据包括工艺运行参数；

步骤二：由通信模块(1)获取现场数据，现场数据包括在线检测仪表获取的原始数据；

步骤三：在数据库模块(3)中整合数据，把步骤一中的工艺运行参数和步骤二中的在线检测仪表获取的原始数据整合，得到二次数据；

步骤四：把步骤一、步骤二、步骤三得到的数据导入推理机模块(4)；

步骤五：推理机模块(4)通过将接收的数据与知识库模块(2)中的规则来进行对比匹配，控制加热阶段催化床加权温度和改质阶段蒸汽量，直至找到催化床加权温度的最优值和蒸汽量的最优值，退出系统。

5.根据权利要求4所述的基于天然气改质过程的降低热损失控制专家系统的应用，其特征在于，所述的催化床加权温度的最优值的范围为680℃～720℃；所述的蒸汽量的最优值的范围为17000m³/h～19500m³/h。

6.根据权利要求4所述的基于天然气改质过程的降低热损失控制专家系统的应用，其特征在于，所述的步骤一中的工艺运行参数包括甲烷含量增加值合理范围、催化床加权温度合理范围、风量合理范围和蒸汽量合理范围；所述的步骤二中的在线监测仪表获取的原始数据包括产品气中甲烷含量、催化床各点温度、风量和蒸汽量。

7.根据权利要求6所述的基于天然气改质过程的降低热损失控制专家系统的应用，其特征在于，所述的步骤三中的二次数据为对催化床各点温度进行加权平均后的催化床加权温度。