[發(fā)明專利]一種氫氣天然氣混輸與分離工藝控制參數(shù)計算方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210368006.9
• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN114859827A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余華杰;尹建云
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省氫一能源科技有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G06F17/10
• 代理公司: 廣州容大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年

本發(fā)明提供一種氫氣天然氣混輸與分離工藝控制參數(shù)計算方法及系統(tǒng)，氫氣天然氣混輸與分離工藝控制過程涉及膨脹機、分離系統(tǒng)、甲烷壓縮機和氫氣壓縮機四種設(shè)備，控制參數(shù)計算方法具體包括：步驟1，根據(jù)產(chǎn)能負荷與進料流量的線性關(guān)系計算原料總流量，進而得到原料日用量與小時用量；步驟2，分別計算膨脹機、分離系統(tǒng)、甲烷壓縮機、氫氣壓縮機的控制參數(shù)，每種設(shè)備的控制參數(shù)包括流量、壓力、溫度和出氣組成；步驟3，生成控制參數(shù)計算結(jié)果。本發(fā)明僅針對基于壓力能回收的氫氣天然氣混輸與分離的具體工藝進行適用，并且在產(chǎn)能負荷適用區(qū)間內(nèi)具有各種產(chǎn)能負荷的普適性；將龐大而復(fù)雜的理論知識計算結(jié)果歸納為簡單的函數(shù)關(guān)系，減少對理論知識的依賴。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工藝模擬計算技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氫氣天然氣混輸與分離工藝控制參數(shù)計算方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前基于壓力能回收的氫氣天然氣混輸與分離工藝在運行之前，往往需要根據(jù)不同產(chǎn)能計算相應(yīng)產(chǎn)能負荷下的工藝參數(shù)，相應(yīng)的技術(shù)中，采用工藝流程模擬軟件計算并進行反饋到運行工況及客戶方，存在以下問題：

主流的工藝計算工具主要為工藝流程模擬軟件，這類模擬軟件是基于龐大的數(shù)據(jù)庫以及跨學(xué)科的各類理論知識的總成，對于復(fù)雜工藝控制過程較為適用，而對于簡單的工藝控制過程，整個工藝參數(shù)的計算仍舊需要改動繁雜的參數(shù)數(shù)據(jù)，極易出現(xiàn)計算報錯并且難以調(diào)錯，對于專業(yè)工藝模擬人員而言是一項很復(fù)雜的工作，而對于普通工藝人員來說操作這類軟件更是極為困難，導(dǎo)致無法及時反饋正確結(jié)果，延誤工期。

比如現(xiàn)有比較常用的AspenPlus(艾斯本技術(shù)有限公司產(chǎn)品)軟件，由于其原理涉及龐大的數(shù)據(jù)庫與理論知識，簡述其計算過程，如下：輸入物質(zhì)→確定物性計算方法→搭建工藝流程模型→輸入?yún)?shù)→運行計算→判斷結(jié)果→調(diào)錯/調(diào)參數(shù)→得出結(jié)論。可以看出Aspenplus是基于普適性的工藝計算及科研用途開發(fā)，由于其普適性的要求，它的計算過程也是開放性的參數(shù)輸入，滿足計算要求即可計算。而結(jié)果的正確與否，這需要理論知識豐富，模擬計算經(jīng)驗充足的專業(yè)人員進行判斷，Aspenplus的計算涉及到較深的理論知識，以及較為復(fù)雜的軟件操作。此類計算軟件無疑對軟件操作與人員專業(yè)上提出了雙重要求，這對于一個不復(fù)雜的工藝來說，無形中設(shè)置了較大障礙。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和缺陷，本發(fā)明提供一種氫氣天然氣混輸與分離工藝控制參數(shù)計算方法及系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案為：

第一方面，本發(fā)明提供一種氫氣天然氣混輸與分離工藝控制參數(shù)計算方法，氫氣天然氣混輸與分離工藝控制過程涉及膨脹機、分離系統(tǒng)、甲烷壓縮機和氫氣壓縮機四種設(shè)備，控制參數(shù)計算方法具體包括：

步驟1，根據(jù)產(chǎn)能負荷與進料流量的線性關(guān)系計算出原料總流量，進而得到原料日用量與小時用量；

步驟2，根據(jù)步驟1獲得的原料總流量，分別計算膨脹機、分離系統(tǒng)、甲烷壓縮機、氫氣壓縮機的控制參數(shù)，每種設(shè)備的控制參數(shù)包括流量、壓力、溫度和出氣組成；

步驟3，根據(jù)步驟1獲得的原料日用量和小時用量以及步驟2獲得的四種設(shè)備的流量、壓力、溫度和出氣組成，生成控制參數(shù)計算結(jié)果。

進一步地，所述產(chǎn)能負荷m與原料總流量Q₁關(guān)系曲線的表達式為：Q₁＝a₁m+b₁，其中m∈產(chǎn)能負荷適用區(qū)間，a₁、b₁為擬合系數(shù)。

進一步地，所述步驟2中，將氫氣天然氣混輸與分離工藝控制過程劃分為設(shè)備穩(wěn)態(tài)運行工況、設(shè)備開機階段工況和設(shè)備關(guān)機階段工況，膨脹機、分離系統(tǒng)、甲烷壓縮機和氫氣壓縮機控制參數(shù)的計算過程包括：

(1)計算設(shè)備穩(wěn)態(tài)運行工況下每種設(shè)備的控制參數(shù)：