[发明专利]一种碳酸化分解过程原液流量的计量模型

摘要

一种碳酸化分解过程原液流量的计量模型，本发明将碳酸化过程基于汇流的伯努利方程，推导出高位槽液位、原液控制阀门与原液流量的函数关系，同时设计了一个结合一阶动态响应的滤波器对计算结果进行在线修正。本发明提供的原液流量的计量模型，精确度高，能够对流量进行在线测量和修正，为生产氧化铝的连续碳酸化分解控制原液流量提供了依据。

主权项

1.一种碳酸化分解过程原液流量的计量模型，其特征在于：原液流量Q的计算式为Q＝Qa+Qb 其中，Qa＝αγπd2ua为第一个高位槽对原液流量的贡献，Qb＝αγπd2ub为第二个高位槽对原液流量的贡献，$u_a=\sqrt{2.02(z_1-z_2)+0.7{u_b}^2}表示为第一个高位槽原液的流速，$ u_b=\sqrt{\frac{(k_1{z}_1+k_2{z}_2)-\sqrt{k_3{z_1}^2+k_4{z}_1{z}_2+k_5{z_2}^2}}{k_6}}表示为第二个高位槽的原液流速，\alpha 为阀门系数，当阀门采用螺旋型球形阀时取900，蝶形阀门时取1200，式中，ki，i＝1，2...6是中间变量，z1、z2分别是两高位槽的液位，\gamma 为修正因子；中间变量ki，i＝1，2...6与损失系数\xi c的函数关系是：k1＝0.34\xi c\; 2+24.2\xi c+279.5；k2＝-0.34\xi c\; 2-7.4\xi c-189.3k3＝-0.4\xi c\; 4+33\xi c\; 3+2459\xi c\; 2+38652\xi c+197400k4＝-0.9\xi c\; 4+27\xi c\; 3+3480\xi c\; 2-538\xi c+294054k5＝0.1\xi c\; 4+4.2\xi c\; 3+228\xi c\; 2+6050\xi c+66442k6＝0.26\xi c\; 2-22\xi c-284h为阀门的上升高度，D为阀座的直径，开度$ \eta =\frac{h}{D},阀门损失系数\xi c和开度的函数关系是：当\eta \in (0，0.25]，\; \xi c＝-534.8(k-0)+150\; (1)当\eta \in (0.25，0.5]，\xi c＝-24(k-0.25)+16.3\; (2)当\eta \in (0.5，0.75]，\xi c＝-10.48(k-0.5)+10.3\; (3)当\eta \in (0.75，1]，\; \xi c＝-6.36(k-0.75)+7.68\; (4)在计量模型中的修正因子\gamma ，采用低通滤波结合一阶动态响应处理的方法，依靠历史的偏差修正值得到当前偏差的修正值，对检测结果进行在线修正，具体修正方法如下：$ E_n=\left\{\begin{array}{cc}0& (k=0)\\ Q_A^n-Q_E^n& (k>0)\end{array}\right.$ \Delta Q_k=\left\{\begin{array}{cc}{E}_k& (k=\mathrm{0,1})\\ (1-{\gamma }_k)\Delta Q_{k-1}+{\gamma }_k{E}_k& (k>1)\end{array}\right.$ \Delta Q_n=\left\{\begin{array}{cc}{E}_n& (k=\mathrm{0,1})\\ (1-{\gamma }_n)\Delta Q_{n-1}+{\gamma }_n{E}_n& (k>1)\end{array}\right.$ \Delta E_n=\Delta Q_{n-1}+(\Delta Q_n-\Delta Q_{n-1})(1-e^{-\frac{t}{\tau }})$ Q_n^{\mathrm{upd}}=Q_n^{\mathrm{cal}}+\Delta E_n$ {\gamma }_n=\left|\frac{Q_n^{\mathrm{upd}}-Q_n^{\mathrm{cal}}}{E_n}\right|,0\le {\gamma }_n\le 1其中，n为修正次数；En为计算值与实际值的偏差；QA\; n为检测计量模型计算值；QE\; n为流量测量值；\Delta Qn为第n次修正的偏差值；\gamma n为修正因子；\Delta En为t时刻的修正偏差；\tau 为设备的响应时间；Qn\; upd是t时刻检测计量模型的修正值；Qn\; cal\; 是t时刻检测计量模型的计算值。$$$$$$$$$