【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及控制，尤其涉及一种用于加热炉的多变量能效优化控制系统。
技术介绍
1、公开号为cn118500140a的中国专利技术专利公开了一种基于数字孪生技术的加热炉节能监控预测方法及系统，虽然通过构建多区数字孪生仿真模型并结合历史与实时运行数据对以石油焦或天然气为燃料的裂解加热炉在不同工况下的整体热效率及能耗进行仿真分析与预测，实现了对排烟温度、炉体表面温度、烟气氧含量、过剩空气系数和整体热效率等单一指标的监控与评价，但由于裂解加热炉具有长转筒结构导致物料在炉体内多次循环滞留、分区加热段耐火衬里热容量与热惯性差异导致局部温度响应滞后、炉体旋转与炉内气固两相流动交互影响传热系数时变、燃料喷射与助燃风量需兼顾挥发分与碳质燃料燃烧特性、燃烧器分布于多段燃烧区导致局部火焰温度波动大，以及炉头炉尾密封磨损引起烟气外泄和热损失不确定性增大、余热回收换热器传热效率又受烟尘含量及结垢状况非线性波动等多重特性叠加，使得燃料流量、助燃空气流量、分区温度梯度、烟气流速与氧含量等关键变量呈强耦合动态变化，即便整体热效率达标，局部过热或冷点、侧墙不均匀受热、...
【技术保护点】
1.一种用于加热炉的多变量能效优化控制系统，其特征在于，包括参数检测模块，参数检测模块包括烟气参数检测模块、炉体温度检测模块、燃料流量检测模块、助燃空气流量检测模块、密封磨损监测模块和余热回收监测模块，分别用于实时采集废气流速及含氧量、炉体各分区表面温度、燃料喷射量、助燃空气量、炉头炉尾密封磨损情况及换热器传热效率，参数检测模块顺次连有多变量耦合建模与仿真模块、优化控制模块和执行与反馈模块，多变量耦合建模与仿真模块基于获取的参数构建涵盖物料循环滞留、炉体热惯性、两相流交互、燃烧特性、密封及换热效率的多物理场耦合动态数字孪生模型，结合历史及实时运行数据进行多工况仿真预测...
【技术特征摘要】
1.一种用于加热炉的多变量能效优化控制系统，其特征在于，包括参数检测模块，参数检测模块包括烟气参数检测模块、炉体温度检测模块、燃料流量检测模块、助燃空气流量检测模块、密封磨损监测模块和余热回收监测模块，分别用于实时采集废气流速及含氧量、炉体各分区表面温度、燃料喷射量、助燃空气量、炉头炉尾密封磨损情况及换热器传热效率，参数检测模块顺次连有多变量耦合建模与仿真模块、优化控制模块和执行与反馈模块，多变量耦合建模与仿真模块基于获取的参数构建涵盖物料循环滞留、炉体热惯性、两相流交互、燃烧特性、密封及换热效率的多物理场耦合动态数字孪生模型，结合历史及实时运行数据进行多工况仿真预测，优化控制模块结合对仿真预测结果及设定的整体热效率、局部温度梯度及热损失指标进行目标函数求解，生成燃料与助燃空气分区分配策略及余热回收换向阀开度调节策略，布局热点、冷点动态补偿控制策略，执行与反馈模块根据优化控制决策分别驱动燃烧器组燃料分配装置、助燃风量调节装置及余热回收换向阀，并实时更新数字孪生模型。
2.根据权利要求1所述的一种用于加热炉的多变量能效优化控制系统，其特征在于，烟气参数检测模块采用布置于裂解加热炉不同分区烟道的多点超声波风速传感器，通过测量声波在烟气介质中传播时差实时计算各分区瞬时流速，并结合基于烟尘浓度在线采样的多点静压差补偿算法消除粉尘扰动影响；含氧量检测采用在氧量计前后各设置一台拉曼光谱传感器并辅以基于电化学氧传感器的双模融合标定方法，通过实时校准拉曼信号漂移及电化学传感器温度响应补偿。
3.根据权利要求1所述的一种用于加热炉的多变量能效优化控制系统，其特征在于，炉体温度检测模块采用分别布置于裂解加热炉炉体外表面各加热分区的高温短波红外热像仪与埋设于耐火衬里下的光纤布拉格光栅阵列温度传感器复合测量，通过旋转位置编码器同步触发红外与fbg传感器数据采集，并基于建立的炉体热惯性补偿模型和多点数据融合算法在线校正红外辐射漂移与fbg温漂，对各分区表面温度以≥20hz的频率进行实时连续监测。
4.根据权利要求1所述的一种用于加热炉的多变量能效优化控制系统，其特征在于，燃料流量检测模块采用在每个燃烧器前端燃油管路中串联布置的质量流量传感器与超声波时差体积流量传感器双模测量架构，并在两传感器之间设置微波介质分析仪实时采集燃料密度与粘度数据，所采集的质量流量与体积流量信号基于改进的增益自适应卡尔曼滤波算法及在线流变模型动态标定融合，以补偿挥发分变化及温压波动引起的测量误差。
5.根据权利要求4所述的一种用于加热炉的多变量能效优化控制系统，其特征在于，燃料流量检测模块将所采集的科里奥利质量流量信号和超声波体积流量信号与微波介质分析仪实时获取的燃料密度及粘度参数同步输入双通道扩展卡尔曼滤波器，其中第一通道的过程噪声协方差基于燃料挥发分含量变化与历史运行偏差的在线回归重构模型动态更新，第二通道的测量噪声协方差则通过温度—压力滞后特性识别与自适应...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺飞，吴涛，宋旭东，赵跃东，郭警中，徐继业，刘明，王炳元，傅成林，吴小松，
申请(专利权)人：安徽中科维德数字科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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