本发明涉及化工生产,具体为一种氧化铝蒸发过程工况迁移轨迹优化控制方法。
背景技术:
1、化工过程系统的主要特点在于生产条件多变、流程复杂以及物质和能量消耗巨大等。生产条件多变必然导致工况的变化,过程控制不仅肩负着稳定正常生产的任务,也要能够实现不同工况间的平稳过渡。另外由于流程复杂,常规控制难以满足大范围的工况变化过程的控制要求。将大范围的工况变化定义为工况迁移,为了避免工况迁移过程中物质和能量的浪费,需要讨论复杂控制策略来提升控制性能,即工况迁移控制策略。
2、在拜耳法生产氧化铝多效蒸发过程中,各蒸发器液位是影响流程各个参数的重要变量,对整个蒸发过程的优化操作十分重要,但实际生产中各效蒸发器液位的设定值通常是一个较大的范围,难以优化运用,而在氧化铝蒸发过程的工况迁移轨迹中,各蒸发器之间的热负荷分配变化尤为重要,各蒸发器之间由于运行特性的不同,在全厂供热量一定的条件下,通过合理分配热负荷,可以通过优化全厂的产热调峰能力,利用热负荷分配,对氧化铝蒸发过程工况迁移轨迹进行优化,而对全厂的热负荷分配必须充分考虑到不同类型的各效蒸发器液位变化速率和热效率。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足,本发明提供了一种氧化铝蒸发过程工况迁移轨迹优化控制方法,通过对各效蒸发器液位建立相应的液位优化模型,确定相应的最优设定值,并通过建立热效率模型,根据各效蒸发器液位变化速率和热效率,利用热负荷分配,对氧化铝蒸发过程工况迁移轨迹进行优化控制,有效降低了蒸发过程中对物质和能量的浪费。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种氧化铝蒸发过程工况迁移轨迹优化控制方法,包括数据采集、计算分离室压力数据、终端冷凝水数据采集、建立蒸发器液位优化模型、建立蒸发器热效率模型、建立蒸发过程动态机理模型和热负荷比例分配,具体步骤为:
5、s1.在各个蒸发器稳态运行时,通过各蒸发器的液位传感器定时记录相应的液位变化数据,确定液位变化速率,同时对冷凝水、加热蒸汽和二次蒸汽的数据进行采集;
6、s2.利用温度传感器实时监测各个进口料液和出口料液的温度数据,通过蒸发器液位变化数据和加热蒸汽压力数据计算其分离室压力变化数据;
7、s3.利用二次蒸汽和冷凝水通过热交换对进口料液进行分段加热后,对流出的终端冷凝水的数据进行采集;
8、s4.通过蒸发器的液位变化、出口料液温度、分离室压力、加热蒸汽流量、冷凝水的温度流量数据和加热蒸汽与二次蒸汽的比焓值和比熵值数据,建立出各个蒸发器液位优化模型;
9、s5.根据出口料液温度和流量数据、分离室压力、加热蒸汽流量和温度数据、终端冷凝水的流量和温度数据建立各个蒸发器的热效率模型;
10、s6.根据蒸发器液位优化设定模型和各个蒸发器的热效率模型建立蒸发过程动态机理模型;
11、s7.统计工厂的加热主副机组的最大供热功率和最小功率,根据各个蒸发器的蒸发过程动态机理模型,根据进液流量数据和蒸发器液位变化数据,通过控制加热蒸汽的流量分配各个蒸发器的热负荷分配比例,对工况迁移轨迹进行优化控制。
12、优选的,所述步骤1中,通过温度传感器采集冷凝水和加热蒸汽的温度数据,通过流量计采集冷凝水、加热蒸汽和二次蒸汽的流量数据,通过压力表采集加热蒸汽的压力数据。
13、优选的,所述步骤3中,终端冷凝水的数据为通过温度传感器和流量计采集的终端冷凝水的流量和温度数据。
14、优选的,所述步骤4中,加热蒸汽与二次蒸汽的比焓值和比熵值数据可根据加热蒸汽压力和分离室压力数据,通过蒸汽压力查表获得。
15、(三)有益效果
16、本发明提供了一种氧化铝蒸发过程工况迁移轨迹优化控制方法。具备以下有益效果:
17、本发明通过对各效蒸发器液位建立相应的液位优化模型,确定相应的最优设定值,并通过建立热效率模型,根据各效蒸发器液位变化速率和热效率,利用热负荷分配,对氧化铝蒸发过程工况迁移轨迹进行优化控制,有效降低了蒸发过程中对物质和能量的浪费,提高了本发明的实用性。
1.一种氧化铝蒸发过程工况迁移轨迹优化控制方法,包括数据采集、计算分离室压力数据、终端冷凝水数据采集、建立蒸发器液位优化模型、建立蒸发器热效率模型、建立蒸发过程动态机理模型和热负荷比例分配,其特征在于,具体步骤为:
2.根据权利要求1所述的一种氧化铝蒸发过程工况迁移轨迹优化控制方法,其特征在于:所述步骤1中,通过温度传感器采集冷凝水和加热蒸汽的温度数据,通过流量计采集冷凝水、加热蒸汽和二次蒸汽的流量数据,通过压力表采集加热蒸汽的压力数据。
3.根据权利要求1所述的一种氧化铝蒸发过程工况迁移轨迹优化控制方法,其特征在于:所述步骤3中,终端冷凝水的数据为通过温度传感器和流量计采集的终端冷凝水的流量和温度数据。
4.根据权利要求1所述的一种氧化铝蒸发过程工况迁移轨迹优化控制方法,其特征在于:所述步骤4中,加热蒸汽与二次蒸汽的比焓值和比熵值数据可根据加热蒸汽压力和分离室压力数据,通过蒸汽压力查表获得。
