一种模拟变压制氧系统压力波动的仿真分析方法、系统技术方案

本发明专利技术提出一种模拟变压制氧系统压力波动的仿真分析方法、系统所述方法包括：根据预先构建的变压吸附制氧仿真模型，确定动态仿真子模型的设定初始性能和工艺流程；根据所述设定初始性能和工艺流程，对所述变压吸附制氧仿真模型进行仿真得到变压制氧系统中的数据参数波动曲线；通过所述参数波动曲线确定变压制氧系统中的压力波动。通过变压吸附制氧仿真模型以对变压吸附制氧系统进行了动态的系统仿真统计各处的流速、压强波动曲线，为减少压力波动提供数据支撑。并且，还通过参数设置界面，对不同设备参数方案进行模拟仿真，对比多种设备方案并辅助进行优化选择。备方案并辅助进行优化选择。备方案并辅助进行优化选择。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟变压制氧系统压力波动的仿真分析方法、系统


[0001]本专利技术属于变压制氧
，特别涉及一种模拟变压制氧系统压力波动的仿真分析方法、系统。

技术介绍

[0002]变压吸附制氧工艺流程，各塔按照“吸附—均压降—真空解吸—冲洗—均压升—终充”循环运行，为优化变压吸附过程，通常通过对工艺参数的调节将整体性能进行提升。
[0003]现有技术中，通过以下两种方式进行模拟，其一：采用自适应多解的方法模拟变压吸附和真空变压吸附流程并对均压步骤进行了优化配置。在求解偏微分方程时，采用高精度网格精细格式和网格自适应策略，减小了空间离散化过程中的数值误差；其二：采用降阶模型，使优化过程高效地转变为基于正交分解的动态偏微分方程模型和较低阶的DAE系统，该作者提出一种基于超结构变压吸附流程的数值优化方法，通过最优化目标来确定优化计算，无须对流程的循环结构进行设定。
[0004]但现有技术中由于变压吸附流程的数学模型较为复杂且计算量大，模型复杂，需要专业人员进行计算，且过程不直观，各环节各阶段相互影响，参数耦合性强，因此如何通过计算机代替人工调节实验，成为该领域的研究重点。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提出一种模拟变压制氧系统压力波动的仿真分析方法，所述方法包括：
[0006]根据预先构建的变压吸附制氧仿真模型，确定动态仿真子模型的设定初始性能和工艺流程；
[0007]根据所述设定初始性能和工艺流程，对所述变压吸附制氧仿真模型进行仿真得到变压制氧系统中的数据参数波动曲线；
[0008]通过所述参数波动曲线确定变压制氧系统中的压力波动。
[0009]进一步的，所述数据参数包括变压吸附制氧仿真模型中各处的压力数据、流速数据、功率数据和开度数据。
[0010]进一步的，所述工艺流程包括吸附塔各蝶阀开关的工艺流程，包括：
[0011]两个或两个以上吸附塔各蝶阀按照周期循环开启和关闭，每个所述吸附塔循环分为12个时态，其中，所述各蝶阀包括进气阀、产气阀、终充阀、真空阀和压降阀。
[0012]进一步的，任一所述吸附塔的循环时态包括：
[0013]进气阀和真空阀循环交替开启；
[0014]进气阀开启阶段，压降阀在T1进气阶段接收其他吸附塔均压降，在T5、T6进气阶段向其他吸附塔均压降；
[0015]真空阀开启阶段，压降阀在T1抽真空阶段向其他吸附塔均压降，在T5、T6抽真空阶段接收其他吸附塔均压降。
[0016]进一步的，所述设定初始性能包括吸附塔各蝶阀开关用时设定、吸附塔各蝶阀型号设定、罗茨风机性能设定、罗茨真空泵性能设定、空冷器性能设定和氧气缓冲槽性能设定；
[0017]所述工艺流程还包括吸附塔的吸附流程和解吸附流程。
[0018]本专利技术还提供一种模拟变压制氧系统压力波动的仿真分析系统，所述系统包括第一确定单元、曲线确定单元和波动确定单元，
[0019]第一确定单元，用于根据预先构建的变压吸附制氧仿真模型，确定动态仿真子模型的设定初始性能和工艺流程；
[0020]曲线确定单元，与第一确定单元通信连接，用于根据所述设定初始性能和工艺流程，对所述变压吸附制氧仿真模型进行仿真得到变压制氧系统中的数据参数波动曲线；
[0021]波动确定单元，与曲线确定单元通信连接，用于通过所述参数波动曲线确定变压制氧系统中的压力波动。
[0022]进一步的，所述数据参数包括变压吸附制氧仿真模型中各处的压力数据、流速数据、功率数据和开度数据。
[0023]进一步的，所述第一确定单元用于确定工艺流程包括确定吸附塔各蝶阀开关的工艺流程，其中，
[0024]两个或两个以上吸附塔各蝶阀按照周期循环开启和关闭，每个所述吸附塔循环分为12个时态，所述各蝶阀包括进气阀、产气阀、终充阀、真空阀和压降阀。
[0025]进一步的，所述第一确定单元用于确定任一所述吸附塔的循环时态包括：
[0026]进气阀和真空阀循环交替开启；
[0027]进气阀开启阶段，压降阀在T1进气阶段接收其他吸附塔均压降，在T5、T6进气阶段向其他吸附塔均压降；
[0028]真空阀开启阶段，压降阀在T1抽真空阶段向其他吸附塔均压降，在T5、T6抽真空阶段接收其他吸附塔均压降。
[0029]进一步的，所述第一确定单元用于确定的所述设定初始性能包括吸附塔各蝶阀开关用时设定、吸附塔各蝶阀型号设定、罗茨风机性能设定、罗茨真空泵性能设定、空冷器性能设定和氧气缓冲槽性能设定；
[0030]所述第一确定单元还用于确定吸附塔的吸附和解吸附工艺流程。
[0031]本专利技术的模拟变压制氧系统压力波动的仿真分析方法、系统，通过变压吸附制氧仿真模型以对变压吸附制氧系统进行了动态的系统仿真统计各处的流速、压强波动曲线，为减少压力波动提供数据支撑。并且，还通过参数设置界面，对不同设备参数方案进行模拟仿真，对比多种设备方案并辅助进行优化选择。
[0032]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0033]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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发
明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1示出了本专利技术实施例中的模拟变压制氧系统压力波动的仿真分析方法流程示意图；
[0035]图2示出了本专利技术实施例中的单吸附塔蝶阀开关的时序控制示意图；
[0036]图3示出了本专利技术实施例中的VPSA工艺制取氧气工艺流程示意图；
[0037]图4示出了本专利技术实施例中的罗茨风机性能曲线示意图；
[0038]图5示出了本专利技术实施例中的罗茨真空泵性能曲线示意图；
[0039]图6示出了本专利技术实施例中的变压吸附制氧系统参数示意图；
[0040]图7示出了本专利技术实施例中的变压吸附制氧仿真模型中的压力数据统计图；
[0041]图8示出了本专利技术实施例中的变压吸附制氧仿真模型中的流速数据统计图；
[0042]图9示出了本专利技术实施例中的变压吸附制氧仿真模型中的功率数据统计图；
[0043]图10示出了本专利技术实施例中的变压吸附制氧仿真模型中的开度数据统计图；
[0044]图中，1
‑
罗茨风机；2
‑
空冷器；3
‑
罗茨真空泵；4
‑
消音器；5
‑
消音塔；6
‑
吸附塔A；7
‑
吸附塔B；8
‑
氧气缓冲槽。
具体实施方式
[0045]为使本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟变压制氧系统压力波动的仿真分析方法，其特征在于，所述方法包括：根据预先构建的变压吸附制氧仿真模型，确定动态仿真子模型的设定初始性能和工艺流程；根据所述设定初始性能和工艺流程，对所述变压吸附制氧仿真模型进行仿真得到变压制氧系统中的数据参数波动曲线；通过所述数据参数波动曲线确定变压制氧系统中的压力波动。2.根据权利要求1所述的模拟变压制氧系统压力波动的仿真分析方法，其特征在于，所述数据参数包括变压吸附制氧仿真模型中各处的压力数据、流速数据、功率数据和开度数据。3.根据权利要求1或2所述的模拟变压制氧系统压力波动的仿真分析方法，其特征在于，所述工艺流程包括吸附塔各蝶阀开关的工艺流程，包括：两个或两个以上吸附塔各蝶阀按照周期循环开启和关闭，每个所述吸附塔循环分为12个时态，其中，所述各蝶阀包括进气阀、产气阀、终充阀、真空阀和压降阀。4.根据权利要求3所述的模拟变压制氧系统压力波动的仿真分析方法，其特征在于，任一所述吸附塔的循环时态包括：进气阀和真空阀循环交替开启；进气阀开启阶段，压降阀在T1进气阶段接收其他吸附塔均压降，在T5、T6进气阶段向其他吸附塔均压降；真空阀开启阶段，压降阀在T1抽真空阶段向其他吸附塔均压降，在T5、T6抽真空阶段接收其他吸附塔均压降。5.根据权利要求3所述的模拟变压制氧系统压力波动的仿真分析方法，其特征在于，所述设定初始性能包括吸附塔各蝶阀开关用时设定、吸附塔各蝶阀型号设定、罗茨风机性能设定、罗茨真空泵性能设定、空冷器性能设定和氧气缓冲槽性能设定；所述工艺流程还包括吸附塔的吸附流程和解吸附流程。6.一种模拟变压制氧系统压力波动的仿真分析系统，其特征在于，所述系统包括第一确定单元、曲线确定单元和波动确定单元，第一确定单...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞慧，郝亮钧，陈鑫，
申请(专利权)人：中国有色工程有限公司，
类型：发明
国别省市：