【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化工，具体为一种一氧化碳变换催化剂运行管理方法、装置及存储介质。
技术介绍
1、一氧化碳变换反应是指一氧化碳和水蒸气在变换催化剂催化条件下，生成二氧化碳和氢的反应，采用固定床形式反应，所用的变换催化剂有铁铬系、铜锌系和钴钼系等。变换催化剂在一氧化碳变换反应过程中，主要是利用催化反应，调整一氧化碳和氢气比例，或者直接为了以一氧化碳生产更多的氢气；但由于前工段的变换，进入变换反应工段的原料气负荷，组分含量，气体性质等指标波动，致使一氧化碳变换过程中变换催化剂性能波动大，且难以感知，难以做出及时的调整应对，变换催化剂伤害时有发生。
2、目前现有方案中针对一氧化碳变换催化反应的管理只有工艺管理，而没有对催化剂本身进行的实时管理，而工艺管理也主要是依托于工艺卡管理和设计值参考，操作人员只需要保障工艺卡管理指标在区间内运行即可，没有充分考虑工况变换而进行相应的调整，个别操作优秀的案例也只能依靠各自操作习惯和经验，且不能保证持续的实时动态调整。
3、然而一氧化碳变换催化反应的效率高低、能效优劣是由催化剂的运行性能决定的，而催化剂的性能受加工的原料组分、性质、负荷以及工艺操作参数等指标动态影响；通过现有技术在实际操作中，催化剂的快速劣化和伤害时有发生，具体原因一是缺少对催化剂使用过程中性能的有效感知；二是缺少对催化剂使用维护的有效依据。一氧化碳变换催化反应工段的主要痛点包括管理中，无催化剂态势和细节感知，难以对生产运行情况先知先觉，触发预警；催化剂健康状态、运行环境缺少实时分析和评价；缺少运行寿命和使用周期
4、因此，现有技术中缺乏对催化剂本身进行实时的运行管理，也无法高效的对原料、工况、操作参数等进行调整和调优，因此难以满足催化剂持续高性能运行的需求。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供一种一氧化碳变换催化剂运行管理方法、装置及存储介质，以解决上述
技术介绍
中提出的问题，本专利技术能够实时感知和评价催化剂状态，减少或杜绝催化剂事故伤害或快速劣化问题，确保催化剂能够持续高性能的运行。
2、为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种一氧化碳变换催化剂运行管理方法，包括以下步骤：
3、步骤一、采集一氧化碳变换过程中的历史运行数据，所述历史运行数据包括一氧化碳变换过程中的dcs、scada、plc以及应用系统的数据，该数据包含有原料参数、反应运行参数、设计参数、性能参数、工艺设定参数，并进行数据治理得到治理后的数据样本；
4、步骤二、建立机理模型和工艺模型，通过建立机理模型、工艺模型和所述步骤一中的数据样本进行数据特征分析，找到不同类型数据之间的关系；
5、步骤三、通过数据特征划分工况，构建并输出数据模型，利用步骤二中的反应器入口原料流量，以及粗合成气中co、co2、h2、s、固含量数据的不同区间数据组合后，形成若干工况分区，基于工况分区内不同的运行数据集构建数据模型，并输出分析数据模型；
6、步骤四、对所述数据模型的可行性进行评估，合格后作为功能模块组件部署；
7、步骤五、采集一氧化碳变换过程中的实时运行数据，并接入所述步骤四建立的功能模块，与功能模块中的数据模型输出结果进行比对；根据比对结果推送操作建议，在结果指标或绩效指标出现劣化时推送当前工况下最优操作控制方案；结果指标或绩效指标保持平稳时，即与输出结果值偏差在一定范围内，则保持现状，不进行指标优化操作。
8、进一步的，所述步骤一中的历史运行数据包括如下参数中的部分或全部：
9、原料参数：粗合成气实时流量和累计流量，原料粗合成气co、co2、h2、s、固含量；
10、反应运行参数：反应器入口温度，反应器入口蒸汽分压，反应器旁路流量，反应器入口流量，反应器入口压力，反应器补充蒸汽流量，反应器内热点温度，反应器出口温度，反应器温升，产品气h2、co、co2、s、h2o含量，换热系统蒸汽流量，废锅补水量；
11、设计参数：催化剂的装填量，设计温升，设计压降，物料平衡数据；
12、性能参数：基于原始点位通过机理模型衍生的一氧化碳转化率，氢气选择率，氢气产率，催化剂活性，空速等性能指标；
13、工艺设定参数：反映运行参数的预警阈值、预警上限、报警下限。
14、进一步的，所述数据治理包括如下治理方法中的一种或多种：数据清洗，数据滤波，数据整定，数据标准化，数据对齐。
15、进一步的，所述步骤二中建立工艺模型为按照一氧化碳变换工艺设计文件、dcs画面以及操作习惯，对变换过程进行建立工艺模型，模拟变换操作工艺及相关数据；所述步骤四中的评估内容包括步骤三得到的数据模型的实用性、适用性、准确性、误差、实效性以及模型的可行性。
16、进一步的，所述数据特征分析包括如下分析方法中的一种或多种：
17、相关性分析，找到不同类型数据间关联系数大小以及正负相关性；
18、主成分分析，找到数据的主要影响因素；
19、因果链路分析，找到数据的影响因素的因果关系；
20、专家经验分析法，集合现场专家经验，找到经验性优化规则边界。
21、进一步的，所述步骤三中，利用步骤二中的反应器入口原料流量，以及粗合成气中co、co2、h2、s、固含量数据的不同区间数据组合后，形成若干工况分区，基于工况分区内不同的运行数据集构建数据模型，并输出分析数据模型。
22、进一步的，数据模型包括如下模型中的一种或多种：
23、预测性分析模型，基于机器学习的催化剂使用寿命预测，基于转换率、产量、活性、含水率、使用时长等指标构建回归模型并建立机器学习机制，采用有监督的算法实现对催化剂剩余寿命的预测；
24、稳态操作模型，基于超前预警模型应用的健康预警管理，选取催化剂正常工况的数据构建超前预警模型，实现健康值的预测；基于近似度评估算法对实际值与预测值的差异度进行评估，实现指标异常的早期预警；达到对工艺操作提前干涉，保证催化剂长期健康运行的目的；
25、协同优化模型，基于划分算法的最优工艺样本库构建，采用划分算法进行现场工况聚类，实现对工况的划分，根据工况划分结果建立工况辨识模型，计算出每一种工况的最优工艺参数；
26、绩效管理模型，通过系统各模块数据采集，结合业务需求自定义健康阈值和优化范围阈值，结合这些对这些阈值的管理，形成实践和操作过程的绩效评价指标，基于绩效评价指标，对各管理对象进行绩效排名，分不同时间颗粒度综合进行绩效评价和管理，形成从感知、报警、干预、健康保障、工况寻优、性能绩效评价、预测等业务的闭环管理模型。
27、进一步的，数据模型的构建方法包括以下方法本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种一氧化碳变换催化剂运行管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种一氧化碳变换催化剂运行管理方法，其特征在于：所述步骤一中的历史运行数据包括如下参数中的部分或全部：
3.根据权利要求1所述的一种一氧化碳变换催化剂运行管理方法，其特征在于：所述数据治理包括如下治理方法中的一种或多种：数据清洗，数据滤波，数据整定，数据标准化，数据对齐。
4.根据权利要求1所述的一种一氧化碳变换催化剂运行管理方法，其特征在于：所述步骤二中建立工艺模型为按照一氧化碳变换工艺设计文件、DCS画面以及操作习惯，对变换过程进行建立工艺模型，模拟变换操作工艺及相关数据；所述步骤四中的评估内容包括步骤三得到的数据模型的实用性、适用性、准确性、误差、实效性以及模型的可行性。
5.根据权利要求4所述的一种一氧化碳变换催化剂运行管理方法，其特征在于：所述数据特征分析包括如下分析方法中的一种或多种：
6.根据权利要求1所述的一种一氧化碳变换催化剂运行管理方法，其特征在于：所述步骤三中，利用步骤二中的反应器入口原料流量，以及粗合成气中
7.根据权利要求6所述的一种一氧化碳变换催化剂运行管理方法，其特征在于：数据模型包括如下模型中的一种或多种：
8.根据权利要求7所述的一种一氧化碳变换催化剂运行管理方法，其特征在于：数据模型的构建方法包括以下方法中的一种或多种：神经网络法、支持向量机法、决策树法、多元线性回归法、随机森林；所述步骤四中，评估方法包括以下方法中的一种或多种：模型准确度法、均方根误差法、均方根对数误差法、相对误差；由于数据样本问题造成不合格数据模型返回步骤一处理；由于机理模型问题造成不合格数据模型重新建立机理模型和工艺模型；由于特征分析问题造成不合格数据模型重新进行数据特征分析。
9.一种如权利要求1所述管理方法中所使用的管理装置，其特征在于：该管理装置为计算机存储装置，所述计算机存储装置包括至少一个处理器存储器，所述存储器与至少一个处理器进行通信连接，所述存储器中存储有可被至少一个处理器执行的指令，所述指令被至少一个处理器执行，所述至少一个处理器用于执行所述的一氧化碳变换催化剂运行管理方法。
10.一种如权利要求9所述的计算机存储装置中使用的存储介质，其特征在于：该计算机可读存储介质用于存储计算机指令，所述计算机指令用于使该计算机执行所述的一氧化碳变换催化剂运行管理方法。
...【技术特征摘要】
1.一种一氧化碳变换催化剂运行管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种一氧化碳变换催化剂运行管理方法，其特征在于：所述步骤一中的历史运行数据包括如下参数中的部分或全部：
3.根据权利要求1所述的一种一氧化碳变换催化剂运行管理方法，其特征在于：所述数据治理包括如下治理方法中的一种或多种：数据清洗，数据滤波，数据整定，数据标准化，数据对齐。
4.根据权利要求1所述的一种一氧化碳变换催化剂运行管理方法，其特征在于：所述步骤二中建立工艺模型为按照一氧化碳变换工艺设计文件、dcs画面以及操作习惯，对变换过程进行建立工艺模型，模拟变换操作工艺及相关数据；所述步骤四中的评估内容包括步骤三得到的数据模型的实用性、适用性、准确性、误差、实效性以及模型的可行性。
5.根据权利要求4所述的一种一氧化碳变换催化剂运行管理方法，其特征在于：所述数据特征分析包括如下分析方法中的一种或多种：
6.根据权利要求1所述的一种一氧化碳变换催化剂运行管理方法，其特征在于：所述步骤三中，利用步骤二中的反应器入口原料流量，以及粗合成气中co、co2、h2、s、固含量数据的不同区间数据组合后，形成若干工况分区，基于工况分区内不同的运行数据集构建数据模型，并输出分析数据...
【专利技术属性】
技术研发人员：金鑫，刘芮旭，熊若伊，贾卫卫，任宝娜，张婷婷，乔石磊，
申请(专利权)人：北京数智盈创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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