煤炭学报

作者：苏发强, 李郊源, 李雯, 陈艳鹏, 刘亚洲, 廉松傲, 余伊河, 周泽,

关键词：煤炭地下气化, 同轴模型, 气化剂流量, Informer模型, 热值预测,

在煤炭地下气化(UCG)过程中，操作参数和煤的性质不同会导致UCG系统表现出不同的气化过程，产品气热值稳定产出一定时间后也会出现下降趋势。在人工煤层构建2种同轴煤炭地下气化模型，研究同轴气化通道对生成气化产物中气体成分及热值的影响，并对比分析压力、气化剂流量、气体组分对热值的影响，提出Informer热值预测模型，使用ERMS、EMA和R2作为评价指标，将结果与4种机器学习模型(LSTM、MLP、RNN和ARIMA)进行比较，对比分析不同预测时间长度下产品气热值的实际值、预测值及误差。结果表明：不同的同轴气化通道能够影响气化效果，改变气化通道延展长度，可以改变产出气体中可燃气体组分比例。同轴模型1产品气中有效气体组分(CO、H2和CH4)的体积分数为33.45%，平均热值为 4.68 MJ/Nm3；同轴模型2产品气中有效气体组分的体积分数为35.09%，平均热值为 4.75 MJ/Nm3。相比同轴模型 1 ，在同轴模型 2 中，H2的体积分数由6.17%提高至8.10%，而CH4的体积分数则由1.19%减少至0.61%。调整气化剂流量会改变气化炉的平衡状态，从而短暂提高产品气热值。与其他参考模型相比，EMA下降了22.42%～42.78%，ERMS下降了15.38%～30.49%，Informer热值预测模型表现优异，预测精度高。模型在不同的数据集、预测长度和采样频率下均具有较高的预测精度。同轴模型1数据集的平均误差为8%～18%，同轴模型 2 数据集的平均误差为5%～12%。Informer模型在预测不同时间段热值曲线时，能够有效预测出热值变化的不同趋势，且可以预测参数调整后的系统表现。

来源：2026年第2期

《煤炭学报》期刊编辑部

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