所属领域：煤焦化、数字孪生

专利号：ZL201910700093.1

专利名称：一种焦炉炭化室传热过程建模与仿真方法

发明人：沈坤，刘有势，刘焜，刘录光 

1. 本专利对应产品、技术优势、性能指标

本发明归属于焦化工业数字孪生技术领域，设计了焦炉炭化室传热过程仿真模型，实现了对焦炉炭化室传热过程的仿真建模。

基于该发明专利技术，对应产品为焦化厂连续炼焦生产过程数字孪生系统，实现对炼焦生产过程的全流程模拟，包括推焦装煤过程、气体交换过程、煤焦化过程、双联火道燃烧过程等，可以用于计算焦饼中心温度、焦炉煤气需求量等，并作为数字孪生系统可用于配煤比分析与炼焦事故模拟等应用场景。

2. 产业化前景描述

炼焦生产过程是一种典型的复杂工业过程，焦炉炭化室是炼焦生产的主要设备，煤饼在炭化室内隔绝空气加热干馏形成焦炭。焦炉的热工管理与控制技术直接决定着炼焦生产过程的安全与高效。而对焦炉炭化室传热过程的分析与计算是优化焦炉热工管理、设计焦炉加热控制系统的必要过程。采用计算机仿真技术可以直观地展示焦炉炭化室传热过程，并可以进一步利用仿真模型对焦炉加热控制系统进行分析和测试。

在炼焦生产过程中，煤饼在炭化室内经过干燥、分解、形成胶质体、胶质体固化及收缩等过程形成焦炭，因此炭化室内煤饼的传热过程是固-液-气三相共存的流体传热过程。传统基于CFD软件的炭化室传热过程建模与分析方法可以较好的模拟焦炉炭化室传热过程，但所构建的模型是一种由热能驱动的静态分析模型，主要用于焦炉设计人员与热工管理人员分析焦炉炭化室内的温度分布，而不适用于作为仿真对象模型测试验证焦炉加热控制算法，且整个建模过程复杂。

针对上述问题，本发明提供一种原理直观、易于理解、实现步骤简单的焦炉炭化室传热过程建模与仿真方法。