[發明專利]一種氧化溝曝氣與推流過程的優化控制方法及控制系統

有效

• 申請號: 201511005588.0
• 申請日: 2015-12-29
• 公開（公告）號: CN105549394B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 邱勇;李冰;田宇心;施漢昌
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;孫楠

1.一種氧化溝曝氣與推流過程的優化控制方法，其特征在于包括以下步驟：

1)根據工藝運行狀況監測數據，針對充氧和推流采用不同的前饋-反饋控制策略，計算當前工況下需要的曝氣能量輸入值和推流能量輸入值；

2)根據當前曝氣設備和推流設備工況，計算曝氣設備的曝氣能量和推流設備的推流能量，并分別與預先設定的能量值比較；如果當前能量輸入值滿足要求，則維持設備運行狀態不變；如果不滿足要求，則修改設備編組方案，進入下一步；

3)需要調整編組運行時，按照“先改變轉速w，再改變浸沒深度h，最后改變開啟臺數N”的規則生成編組方案，計算新編組方案的推流能量、曝氣能量與設定值的偏離率并判斷是否都滿足預設要求；當推流能量和曝氣能量與設定值的偏離率都滿足預設要求時，執行新的編組方案，如果任一者不滿足，則重新生成編組方案并重復本步驟中的能量計算與比較過程。

2.如權利要求1所述的一種氧化溝曝氣與推流過程的優化控制方法，其特征在于：所述步驟1)中，計算曝氣能量輸入值時，采用的曝氣充氧前饋-反饋控制策略是根據進水氨氮負荷值前饋補償、根據出水氨氮濃度值反饋控制輸入曝氣能量的實際值EA；其具體步驟如下：

(1)前饋補償環節的算法采用表函數模型，按周期計算進水氨氮負荷L_N的變化量ΔL_N，然后根據變化量的方向，查詢向上或向下表格，獲得充氧能量設定值的前饋變化量ΔEA_S,F；

(2)反饋補償環節采用帶有死區的比例積分控制模型，經過參數化簡后，計算充氧能量設定值的反饋變化量ΔEA_S,B；

(3)控制輸出采用分段函數模型，根據前饋補償設定變化量ΔEA_S,F和反饋控制變化量ΔEA_S,B，與當前時刻充氧能量設定值EA_S(t)相加，得到下一個時刻的充氧能量設定值EA_S(t+1)；

(4)將曝氣能量的實際值EA與設定值EA_S比較，根據下式判斷是否啟動生成新的編組newconfig，或者維持現狀不變unchanged，或者嚴重報警warning：

式中a為是中間參數，取正值。

3.如權利要求2所述的一種氧化溝曝氣與推流過程的優化控制方法，其特征在于：所述步驟(1)中，充氧能量設定值的前饋變化量ΔEA_S,F計算公式如下：

ΔEA_S,F(t)＝lookup(ΔL_N,sign(ΔL_N),t)，

ΔL_N(t)＝Q_IN(t)C_IN(t)-Q_IN(t-1)C_IN(t-1)，

式中，ΔL_N為進水氨氮負荷的變化量，ΔL_N(t)為t時刻進水氨氮負荷的變化量，單位kg/h；Q_IN為進水水量，Q_IN(t)為t時刻進水水量，單位m³/hr；C_IN為進水氨氮濃度，C_IN(t)為t時刻進水氨氮濃度，單位mgN/L；lookup(x)表示查閱表格滿足x條件對應的數據；sign(x)表示x的正負符號，-1或+1；t為采樣時間，單位min；ΔEA_S,F(t)為t時刻充氧能量設定值的前饋變化量，單位W/m³。