一种碳素生产过程烟道气体能量分配的仿真系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种碳素生产过程烟道气体能量分配的仿真系统及方法，包括：中控单元和仿真平台；仿真平台包括多个恒温加热水槽、中央汇集水槽、多个低温制冷水槽、排放水槽；恒温加热水槽通过第一电磁开关阀组和第一水泵与中央汇集水槽连接，中央汇集水槽通过第二电磁开关阀组和第二水泵与低温制冷水槽连接，中央汇集水槽还通过第三电磁开关阀组和第三水泵与排放水槽连接，低温制冷水槽通过第四开关阀组和第四水泵与排放水槽连接；中控单元与第一电磁开关阀组、第二电磁开关阀组、第三电磁开关阀组、第四电磁开关阀组、第一水泵、第二水泵、第三水泵和第四水泵连接。第三水泵和第四水泵连接。第三水泵和第四水泵连接。

【技术实现步骤摘要】
一种碳素生产过程烟道气体能量分配的仿真系统及方法


[0001]本专利技术涉及高温气体能量分配利用
，更具体的说是涉及一种碳素生产过程烟道气体能量分配的仿真系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，碳素生产过程中的高温烟气经烟道系统中闸阀板、引风机等装置的导流、分流，分别流入发电、成型沥青融化、环保脱硫这三个系统。上述过程中，能否实现优先确保产品质量、其次保证环保达标、在此基础上提高发电效率这一目标，依靠三个系统中的烟道气体流量分配、温度控制策略决定。
[0003]但是，目前成型沥青融化、环保脱硫与发电控制系统相对独立，生产中仅依赖人工经验通过PLC点动方式进行调节，占用人工较多、调节效率低下、难以确保烟气能量的最优利用，且碳素生产过程连续进行，中断生产过程进行系统参数的优化配置不合理、不可行。
[0004]因此，提供一种成本低廉、可以模拟实际系统工作过程、便于调节、可用于烟道气体能量优化分配的智能调控仿真系统及方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种碳素生产过程烟道气体能量分配的仿真系统及方法，利用高温恒温水槽模拟高温烟道气体，利用变频器控制的电磁流量泵模拟烟气引风机、利用电磁开关阀模拟烟道闸板阀，利用混流池模拟不同温度煅烧烟气在主管道的混合过程，利用不同温度水源的流场和温度场来模拟烟气热场的混合、分布与耗散过程，利用温度传感器获得各个温度子系统的实时温度值。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种碳素生产过程烟道气体能量分配的仿真系统，包括：中控单元和仿真平台；
[0008]所述仿真平台包括多个恒温加热水槽、中央汇集水槽、多个低温制冷水槽、排放水槽；
[0009]所述恒温加热水槽通过第一电磁开关阀组和第一水泵与所述中央汇集水槽连接，所述中央汇集水槽通过第二电磁开关阀组和第二水泵与所述低温制冷水槽连接，所述中央汇集水槽还通过第三电磁开关阀组和第三水泵与所述排放水槽连接，所述低温制冷水槽通过第四开关阀组和第四水泵与所述排放水槽连接；
[0010]所述中控单元与所述第一电磁开关阀组、所述第二电磁开关阀组、所述第三电磁开关阀组、所述第四电磁开关阀组、所述第一水泵、所述第二水泵、所述第三水泵和所述第四水泵连接。
[0011]优选的，所述第一电磁开关阀组、所述第二电磁开关阀组、所述第三电磁开关阀组和所述第四电磁开关阀组均由多台电磁开关阀组成。
[0012]优选的，所述恒温加热水槽、所述中央汇集水槽、所述低温制冷水槽和所述排放水槽中均设置有温度传感器，所述中控单元与所述温度传感器连接。
[0013]一种碳素生产过程烟道气体能量分配的仿真方法，具体包括以下步骤：
[0014]S1、预设恒温加热水槽和低温制冷水槽的目标温度，并将所有水槽注水至设定液位，预设排放水槽目标温度及目标温度控制区间范围；
[0015]S2、检测所有水槽中液位是否超限，若是，则调整液位，若否，则将恒温加热水槽与低温制冷水槽的温度调整至预设范围；
[0016]S3、获取排放水槽的目标温度，获取当前排放水槽的温度数据，通过算法进行处理，调整控制模型参数，得到所有水泵的输出流量和电磁开关阀组的通断组合目标值；
[0017]S4、中控单元获取目标值，并向所有水泵和电磁开关阀组发送控制指令，更新所有水泵和电磁开关阀组的工作状态；
[0018]S5、判断排放水槽温室是否达到规定范围，若否，则重复步骤3
‑
4。
[0019]优选的，所述步骤S1还包括：中央汇集水槽和排放水槽中加入浸没温度传感器敏感端的室温水。
[0020]优选的，所述步骤S3具体包括：
[0021]S31、构建温度预测模型：
[0022]C＝T
X
+0.6T
W
+50(K+0.03)
[0023]其中，T
X
为系统响应时间，T
W
为系统稳定时间，K为超调量；
[0024]S32、获取样本数据，对样本数据进行筛选，删除无效和不合理数据，对剩余数据中的噪声进行滤波，归一化处理；
[0025]S33、选取特征工程；
[0026]S34、训练模型并优化相关参数，通过测试集数据对模型进行验证及误差分析。
[0027]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种碳素生产过程烟道气体能量分配的仿真系统及方法，利用高温恒温水槽模拟高温烟道气体，利用变频器控制的电磁流量泵模拟烟气引风机、利用电磁开关阀模拟烟道闸板阀，利用混流池模拟不同温度煅烧烟气在主管道的混合过程，利用不同温度水源的流场和温度场来模拟烟气热场的混合、分布与耗散过程，利用温度传感器获得各个温度子系统的实时温度值。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0029]图1附图为本专利技术提供的仿真平台结构示意图。
[0030]图2附图为本专利技术提供的仿真方法流程结构示意图。
[0031]其中，1为恒温加热水槽，2为中央汇集水槽，3为低温制冷水槽，4为排放水槽，5为第一电磁开关阀组，6为第一水泵，7为第二电磁开关阀组，8为第二水泵，9为第三电磁开关阀组，10为第三水泵，11为第四电磁开关阀组，12为第四水泵，13为温度传感器。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]本专利技术实施例公开了一种碳素生产过程烟道气体能量分配的仿真系统，包括：中控单元和仿真平台；
[0034]仿真平台包括多个恒温加热水槽1、中央汇集水槽2、多个低温制冷水槽3、排放水槽4；
[0035]恒温加热水槽1通过第一电磁开关阀组5和第一水泵6与中央汇集水槽2连接，中央汇集水槽2通过第二电磁开关阀组7和第二水泵8与低温制冷水槽3连接，中央汇集水槽2还通过第三电磁开关阀组9和第三水泵10与排放水槽4连接，低温制冷水槽3通过第四开关阀组11和第四水泵12与排放水槽4连接；
[0036]中控单元与第一电磁开关阀组5、第二电磁开关阀组7、第三电磁开关阀组9、第四电磁开关阀组11、第一水泵6、第二水泵8、第三水泵10和第四水泵12连接。
[0037]为进一步优化上述技术方案，第一电磁开关阀组5、第二电磁开关阀组7、第三电磁开关阀组9和第四电磁开关阀组11均由多台电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳素生产过程烟道气体能量分配的仿真系统，其特征在于，包括：中控单元和仿真平台；所述仿真平台包括多个恒温加热水槽(1)、中央汇集水槽(2)、多个低温制冷水槽(3)、排放水槽(4)；所述恒温加热水槽(1)通过第一电磁开关阀组(5)和第一水泵(6)与所述中央汇集水槽(2)连接，所述中央汇集水槽(2)通过第二电磁开关阀组(7)和第二水泵(8)与所述低温制冷水槽(3)连接，所述中央汇集水槽(2)还通过第三电磁开关阀组(9)和第三水泵(10)与所述排放水槽(4)连接，所述低温制冷水槽(3)通过第四开关阀组(11)和第四水泵(12)与所述排放水槽(4)连接；所述中控单元与所述第一电磁开关阀组(5)、所述第二电磁开关阀组(7)、所述第三电磁开关阀组(9)、所述第四电磁开关阀组(11)、所述第一水泵(6)、所述第二水泵(8)、所述第三水泵(10)和所述第四水泵(12)连接。2.根据权利要求1所述的一种碳素生产过程烟道气体能量分配的仿真系统，其特征在于，所述第一电磁开关阀组(5)、所述第二电磁开关阀组(7)、所述第三电磁开关阀组(9)和所述第四电磁开关阀组(11)均由多台电磁开关阀组成。3.根据权利要求1所述的一种碳素生产过程烟道气体能量分配的仿真系统，其特征在于，所述恒温加热水槽(1)、所述中央汇集水槽(2)、所述低温制冷水槽(3)和所述排放水槽(4)中均设置有温度传感器(13)，所述中控单元与所述温度传感器(13)连接。4.一种基于权利要求1
‑
3任意一种所述的碳素生产过程烟道气体能量分配的仿真...

【专利技术属性】
技术研发人员：王长虹，刘涛，
申请(专利权)人：索通发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：