[发明专利]一种碳素生产过程烟道气体能量分配的仿真系统及方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及高温气体能量分配利用技术领域，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。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

有鉴于此，本发明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。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

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；

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；

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；

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。

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。

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。

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：

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；

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；

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；