一种干燥杯气液分离控制方法及系统

文献发布时间：2024-04-18 19:58:26

技术领域

本发明涉及控制技术领域，具体涉及一种干燥杯气液分离控制方法及系统。

背景技术

干燥杯主要用于对气流中的气体和液体进行分离，目前主要是通过根据提前设定的控制参数对气液分离过程进行控制，由于分离过程中，气流的状态是在不断发生变化的，导致分离控制与实际的气流状态不符，从而不能达到预期的分离效果。现有技术中存在干燥杯气液分离缺乏根据气流状态进行动态调整，控制准确度低的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种干燥杯气液分离控制方法及系统，用于针对解决现有技术中存在干燥杯气液分离缺乏根据气流状态进行动态调整，控制准确度低的技术问题。

鉴于上述问题，本申请提供了一种干燥杯气液分离控制方法及系统。

本申请的第一个方面，提供了一种干燥杯气液分离控制方法，其中，应用于干燥杯气液分离控制系统，所述系统与干燥杯气液分离器通信连接，所述干燥杯气液分离器包括重力分离室和离心力分离室，包括：

将待分离气流通入第一输送通道，激活内嵌于所述第一输送通道的第一液体检测器，获取第一液含量；

激活内嵌于所述第一输送通道的第一流速检测器，获取第一气流速度；

根据所述第一液含量和所述第一气流速度对重力分离室的控制参数进行寻优，获取重力分离室控制参数；

基于所述重力分离室控制参数对所述重力分离室进行控制，开启第一阀门，将所述待分离气流从所述第一输送通道传输至所述重力分离室进行一级气液分离；

获取所述重力分离室的第一气体送出通道的第一分离气流，激活内嵌于所述第一气体送出通道的第二液体检测器，获取第二液含量；

激活内嵌于所述第一气体送出通道的第二流速检测器，获取第二气流速度；

当所述第二液含量大于或等于第一液含量阈值，根据所述第二液含量和所述第二气流速度对离心力分离室的控制参数进行寻优，获取离心力分离室控制参数；

基于所述离心力分离室控制参数对所述离心力分离室进行控制，开启第二阀门，将所述待分离气流从所述第一气体送出通道传输至所述离心力分离室进行二级气液分离。

本申请的第二个方面，提供了一种干燥杯气液分离控制系统，所述系统包括：

第一液含量获得模块，所述第一液含量获得模块用于将待分离气流通入第一输送通道，激活内嵌于所述第一输送通道的第一液体检测器，获取第一液含量；

第一气流速度获得模块，所述第一气流速度获得模块用于激活内嵌于所述第一输送通道的第一流速检测器，获取第一气流速度；

控制参数获得模块，所述控制参数获得模块用于根据所述第一液含量和所述第一气流速度对重力分离室的控制参数进行寻优，获取重力分离室控制参数；

一级气液分离模块，所述一级气液分离模块用于基于所述重力分离室控制参数对所述重力分离室进行控制，开启第一阀门，将所述待分离气流从所述第一输送通道传输至所述重力分离室进行一级气液分离；

第二液含量获得模块，所述第二液含量获得模块用于获取所述重力分离室的第一气体送出通道的第一分离气流，激活内嵌于所述第一气体送出通道的第二液体检测器，获取第二液含量；

第二气流速度获得模块，所述第二气流速度获得模块用于激活内嵌于所述第一气体送出通道的第二流速检测器，获取第二气流速度；

分离室控制参数获得模块，所述分离室控制参数获得模块用于当所述第二液含量大于或等于第一液含量阈值，根据所述第二液含量和所述第二气流速度对离心力分离室的控制参数进行寻优，获取离心力分离室控制参数；

二级气液分离模块，所述二级气液分离模块用于基于所述离心力分离室控制参数对所述离心力分离室进行控制，开启第二阀门，将所述待分离气流从所述第一气体送出通道传输至所述离心力分离室进行二级气液分离。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请通过将待分离气流通入第一输送通道，激活内嵌于第一输送通道的第一液体检测器，获取第一液含量激活内嵌于第一输送通道的第一流速检测器，获取第一气流速度，然后根据第一液含量和第一气流速度对重力分离室的控制参数进行寻优，获取重力分离室控制参数基于重力分离室控制参数对重力分离室进行控制，开启第一阀门，将待分离气流从第一输送通道传输至重力分离室进行一级气液分离，进而获取重力分离室的第一气体送出通道的第一分离气流，激活内嵌于第一气体送出通道的第二液体检测器，获取第二液含量，通过激活内嵌于第一气体送出通道的第二流速检测器，获取第二气流速度，然后当第二液含量大于或等于第一液含量阈值，根据第二液含量和第二气流速度对离心力分离室的控制参数进行寻优，获取离心力分离室控制参数，基于离心力分离室控制参数对离心力分离室进行控制，开启第二阀门，将待分离气流从第一气体送出通道传输至离心力分离室进行二级气液分离。达到了根据气流状态进行分离控制，提升分离控制准确度和分离质量的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种干燥杯气液分离控制方法流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种干燥杯气液分离控制方法中添加进重力分离室控制参数的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种干燥杯气液分离控制方法中获取离心力分离室控制参数的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的一种干燥杯气液分离控制系统结构示意图。

附图标记说明：第一液含量获得模块11，第一气流速度获得模块12，控制参数获得模块13，一级气液分离模块14，第二液含量获得模块15，第二气流速度获得模块16，分离室控制参数获得模块17，二级气液分离模块18。

具体实施方式

本申请通过提供了一种干燥杯气液分离控制方法及系统，用于针对解决现有技术中存在干燥杯气液分离缺乏根据气流状态进行动态调整，控制准确度低的技术问题。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。

实施例一

如图1所示，本申请提供了一种干燥杯气液分离控制方法，其中，应用于干燥杯气液分离控制系统，所述系统与干燥杯气液分离器通信连接，所述干燥杯气液分离器包括重力分离室和离心力分离室，包括：

将待分离气流通入第一输送通道，激活内嵌于所述第一输送通道的第一液体检测器，获取第一液含量；

在一个可能的实施例中，所述干燥杯气液分离器是用于将待分离气流中的气体和液体区分开的装置，包括重力分离室和离心力分离室。其中，重力分离室是基于液体和气体的重量程度不同，使用较大的空间重力从而使待分离气流中的液体自然下沉，气体自然上升的分离室。由于所述重力分离室是基于重力沉降的原理进行分离，因此，为了达到分离效果，待分离气流在重力分离室气体流速较慢，分离周期较长。

在本申请的实施例中，所述离心力分离室是基于待分离气流中液体和气体的密度不同，当液体和气体在一起混合旋转流动时，液体受到的离心力大于气体，从而与分离室的壁面产生碰撞并附着在上面，进而基于重力作用进行气液分离。当使用离心力分离室进行气液分离时，离心力分离室的控制参数中转速过高会使待分离气流流速过快，从而将已经碰撞着壁的液体重新带走，导致分离效果降低；当控制参数中转速过低时会使待分离气流流速过慢，液体的惯性较小，无法与壁面产生碰撞，无法分离气液。而输送至离心分离室中的待分离气流本身具有一定的流速，因此，需要对离心分离室的控制参数进行寻优，对待分离气流在离心分离室中的状态进行调整，从而达到最优的分离效果。

所述第一输送通道是将待分离气流进行输送至重力分离室的运输通道，包括第一液体检测器。其中，所述第一液体检测器是对待分离气流中的液体含量进行检测的装置。当待分离气流通入所述第一输送通道后，激活内嵌于第一输送通道的第一液体检测器，经过第一液体检测器的监测，获得待分离气流在未进行干燥杯气液分离时的液体含量，也就是所述第一液含量。

激活内嵌于所述第一输送通道的第一流速检测器，获取第一气流速度；

在本申请的实施例中，当待分离气流通入所述第一输送通道后，激活内嵌于所述第一输送通道的第一流速检测器，从而对待分离气流进入干燥杯时的气流流速进行检测，获得第一气流速度。其中，所述第一气流速度是单位时间内流过的待分离气流量。

根据所述第一液含量和所述第一气流速度对重力分离室的控制参数进行寻优，获取重力分离室控制参数；

进一步的，如图2所示，根据所述第一液含量和所述第一气流速度对重力分离室的控制参数进行寻优，获取重力分离室控制参数，本申请实施例还包括：

当所述第一液含量大于或等于第二液含量阈值，或/和所述第一气流速度大于或等于第一流速阈值时，打开所述重力分离室的折流板；

根据所述第一气流速度的方向，确定折流板分布方向参数；

根据所述第一液含量，确定折流板分布数量参数；

将所述折流板分布方向参数和所述折流板分布数量参数，添加进所述重力分离室控制参数。

在一个实施例中，以第一液含量和第一气流速度对重力分离室的控制参数进行寻优，也就是说，根据待分离气流的基本情况进行气液分离控制参数的寻找优化，所述重力分离室控制参数是用于对重力分离室的运行状态进行控制的参数，包括允许气体流速、载荷波动系数等。所述第二液含量阈值是待分离气流只通过重力分离室就可以完成气液分离，不需要激活折流板时的气流中液体含量最大值。所述第一流速阈值是待分离气流只通过重力分离室就可以完成气液分离时的气流速度最大值。折流板部署于重力分离室内，用于遮挡液体，避免沉降的液体由于气流速度过大被带走，或者由于水分含量较高，液体沉降效率低。因此，当水分含量较高时，或者速度较快时，用折流板挡住液体，在布设折流板时，折流板与待分离气流的运行速度方向垂直。换句话说，当第一液含量大于或等于第二液含量阈值时，或第一气流速度大于或等于第一流速阈值时，或当第一液含量大于或等于第二液含量阈值的同时，第一气流速度大于或等于第一流速阈值这三种情况下，打开重力分离室的折流板。

在一个可能的实施例中，根据待分离气流的第一气流速度的方向，将与第一气流速度的方向垂直的方向作为折流板分布方向参数。根据所述第一液含量确定重力分离室中折流板分布数量参数。优选的，通过提前预设折流板分布数据库（由本领域技术人员根据历史气液分离记录数据获得），在折流板分布数据库中具有液体含量与折流板分布数量的映射关系。通过将第一液含量输入预设折流板分布数据库中进行映射查找，获得对应的折流板分布数量参数。将折流板分布方向参数和所述折流板分布数量参数作为所述重力分离室控制参数。达到了获得重力分离室控制参数，为后续进行干燥杯气液分离控制提供控制数据的技术效果。

进一步的，将所述折流板分布方向参数和所述折流板分布数量参数，添加进所述重力分离室控制参数，本申请实施例还包括：

当所述第一液含量大于或等于第二液含量阈值，或/和所述第一气流速度大于或等于第一流速阈值时，判断所述第一气流速度是否大于或等于第二流速阈值，其中，所述第二流速阈值大于所述第一流速阈值；

当所述第一气流速度大于或等于所述第二流速阈值时，打开所述折流板的边缘挡液板，其中，所述边缘挡液板和所述折流板互相垂直；

将所述折流板分布方向参数、所述折流板分布数量参数和边缘挡液板分布参数添加进所述重力分离室控制参数。

在一个可能的实施例中，当第一液含量大于或等于第二液含量阈值时，或第一气流速度大于或等于第一流速阈值时，或当第一液含量大于或等于第二液含量阈值的同时，这三种情况出现时，判断所述第一气流速度是否大于或等于第二流速阈值，若第一气流速度大于或等于所述第二流速阈值，打开所述折流板的边缘挡液板，其中，边缘挡液板和所述折流板互相垂直。第二流速阈值是激活折流板的边缘挡液板的最低气流流速，且，第二流速阈值大于所述第一流速阈值。当气流速度过快时，折流板挡不住液体，液体会被快速流动的气体带走，因此需要在折流板的边缘制造挡液板，提高液体被带走的阻力。进而，将所述折流板分布方向参数、所述折流板分布数量参数和边缘挡液板分布参数添加进所述重力分离室控制参数。

在一个实施例中，所述第一阀门位于第一输送通道与重力分离室的交界点，用于控制待分离气流在第一输送通道与重力分离室之间的流动。根据重力分离室控制参数对重力分离式进行控制，进而，开启第一阀门，将所述待分离气流从所述第一输送通道传输至所述重力分离室进行一级气液分离。也就是在重力分离室中完成待分离气流的第一次气液分离。

获取所述重力分离室的第一气体送出通道的第一分离气流，激活内嵌于所述第一气体送出通道的第二液体检测器，获取第二液含量；

激活内嵌于所述第一气体送出通道的第二流速检测器，获取第二气流速度；

在本申请的实施例中，通过在重力分离室的顶部入口处设置风机，从而收集待分离气流中分离的气体。所述第一气体送出通道用于将重力分离室中分离出的第一分离气流从重力分离室中传输出去。进而，当第一分离气流涌入所述第一气体送出通道时，激活嵌于所述第一气体送出通道的第二液体检测器，对第一分离气流中的液体含量进行检测，获得第二液含量。并激活内嵌于所述第一气体送出通道的第二流速检测器，对第一分离气流单位时间内的气流流速进行检测，获取第二气流速度。

进一步的，如图3所示，根据所述第二液含量和所述第二气流速度对离心力分离室的控制参数进行寻优，获取离心力分离室控制参数，本申请实施例还包括：

当所述第二液含量大于或等于第三液含量阈值，或/和所述第二气流速度大于或等于第二流速阈值时，所述离心力分离室的控制参数属性包括微孔直径参数、离心力参数和微孔数量参数；

当所述第二液含量小于所述第三液含量阈值，所述离心力分离室的控制参数属性包括离心力参数；

根据所述第二液含量和所述第二气流速度，采集离心分离历史记录数据，对所述控制参数属性进行寻优，获取所述离心力分离室控制参数。

进一步的，根据所述第二液含量和所述第二气流速度，采集离心分离历史记录数据，对所述控制参数属性进行寻优，获取所述离心力分离室控制参数，本申请实施例还包括：

遍历所述离心分离历史记录数据进行分离度评估，获取分离度最大值对应的所述离心分离历史记录数据，作为所述离心力分离室控制参数。

在一个可能的实施例中，判断第二液含量是否大于或等于第一液含量阈值，若否，则表明待分离气流通过重力分离室已经将气液分离开，且分离结果满足要求，若是，则表明分离结果不能满足要求，需要通过分离效果更好的离心力分离室进行气液分离。其中，所述第一液含量阈值是满足分离要求时，分离气流中最高液体含量。所述第二流速阈值是在离心力分离室正常工作状态下最高气流流速。当所述第二液含量大于或等于第三液含量阈值、或所述第二气流速度大于或等于第二流速阈值时、或所述第二液含量大于或等于第三液含量阈值，同时所述第二气流速度大于或等于第二流速阈值时，仅仅依靠离心力分离室的基础工作状态不能满足分离要求，需要结合微孔对离心力分离室进行辅助分离。

在一个实施例中，所述离心力分离室的控制参数属性包括微孔直径参数、离心力参数和微孔数量参数。当所述第二液含量小于所述第三液含量阈值，表明仅仅依靠离心力分离室就可以完成分离，此时，所述离心力分离室的控制参数属性包括离心力参数。

具体而言，通过以所述第二液含量和所述第二气流速度为索引，对离心力分离室的历史控制数据进行采集，获得离心分离历史记录数据。然后对所述离心分离历史记录数据进行分离度评估，确定不同离心分离历史记录数据的分离效果，分离效果越高，分离度越高。优选的，可以通过专家调查法，从专家库中调取10位专家对离心分离历史记录数据中的分离效果进行评估，获得10个分离度评估结果，进行均值求取后的结果作为分离度。进而，将分离度最大值对应的所述离心分离历史记录数据，作为所述离心力分离室控制参数。从而，根据相同场景下的离心数据对离心力分离室的控制参数进行寻优，获得分离效果好的控制参数，达到了提升分离质量的技术效果。

进一步的，本申请实施例还包括：

获取所述离心力分离室的第二气体送出通道的第二分离气流，激活内嵌于所述第二气体送出通道的第三液体检测器，获取第三液含量；

当所述第三液含量大于或等于所述第一液含量阈值，通过第一循环通道将所述第二分离气流输送至所述离心力分离室进行循环分离。

在一个实施例中，通过根据获得的离心力分离室控制参数对所述离心力分离室进行控制，此时开启第二阀门，将所述待分离气流从所述第一气体送出通道传输到所述离心力分离室中，进行二级气液分离。其中，所述第二阀门是用于控制待分离气流在第一气体送出通道传输和所述离心力分离室之间的流动情况的阀门。所述第二气体送出通道是将经过离心力分离室分离后获得第二分离气流，从离心力分离室中输出的通道。所述第二分离气流是在离心力分离室中对第一分离气流进行气液分离后获得的气流。当第二分离气流涌入第二气体送出通道后，激活内嵌于所述第二气体送出通道的第三液体检测器，对第二分离气流中的液体含量进行检测，获取第三液含量。当所述第三液含量大于或等于所述第一液含量阈值时，表明分离结果不能满足要求，通过第一循环通道将所述第二分离气流输送至所述离心力分离室进行循环分离。也就是对第二分离气流进行多次循环分离，直至输出分离气流的液体含量小于所述第一液含量阈值。

进一步的，本申请实施例还包括：

获取所述重力分离室的第一液体送出通道的第一分离液体，激活内嵌于所述第一液体送出通道的第一气体检测器，获取第一气体含量；

获取所述离心力分离室的第二液体送出通道的第二分离液体，激活内嵌于所述第二液体送出通道的第二气体检测器，获取第二气体含量；

当所述第一气体含量大于或等于第一气体含量阈值，通过第二循环通道将所述第一分离液体输送至所述重力分离室进行循环分离；

当所述第二气体含量大于或等于所述第一气体含量阈值，通过第三循环通道将所述第二分离液体输送至所述离心力分离室进行循环分离。

在一个可能的实施例中，当待分离气流中液体含量较高时，经过重力分离室分离后获得的第一分离液体中带走了气流中的气体，因此，通过第一液体送出通道的第一气体检测器，对第一分离液体中的气体含量进行检测，获得第一气体含量。其中，所述第一液体送出通道是将重力分离室中的液体输送出来的通道。进而，获得离心力分离室的第二液体送出通道的第二分离液体，通过第二液体送出通道的第二气体检测器，对第二分离液体中的气体含量进行检测，获得第二气体含量。其中，所述第二液体送出通道是将离心力分离室中的液体输送出来的通道。所述第一气体含量阈值是气液分离后液体中气体含量的最高值。当所述第一气体含量大于或等于第一气体含量阈值时，通过第二循环通道将所述第一分离液体输送至所述重力分离室进行循环分离，直至第一气体含量小于第一气体含量阈值。当所述第二气体含量大于或等于所述第一气体含量阈值，通过第三循环通道将所述第二分离液体输送至所述离心力分离室进行循环分离。经过多次循环分离，可以提高分离质量。

综上所述，本申请实施例至少具有如下技术效果：

本申请通过对待分离气流进行状态检测，获得第一液含量和第一气流速度，基于待分离气流的状态对重力分离室的控制参数进行寻优，根据寻优结果中的重力分离室控制参数对重力分离室进行控制进行一级气液分离，进而，对一级气液分离的结果中的第一分离气流状态进行检测，获得第二液含量和第二气流速度，并以此为依据对离心力分离室的控制参数进行寻优，根据寻优获得的离心力分离室控制参数对离心力分离室进行控制，进行二级气液分离。达到了根据待分离气流的不同状态确定对应的分离控制方法以及控制参数，提升了分离控制的准确度和分离质量的技术效果。

实施例二

基于与前述实施例中一种干燥杯气液分离控制方法相同的发明构思，如图4所示，本申请提供了一种干燥杯气液分离控制系统，本申请实施例中的系统与方法实施例基于同样的发明构思。其中，所述系统包括：

第一液含量获得模块11，所述第一液含量获得模块11用于将待分离气流通入第一输送通道，激活内嵌于所述第一输送通道的第一液体检测器，获取第一液含量；

第一气流速度获得模块12，所述第一气流速度获得模块12用于激活内嵌于所述第一输送通道的第一流速检测器，获取第一气流速度；

控制参数获得模块13，所述控制参数获得模块13用于根据所述第一液含量和所述第一气流速度对重力分离室的控制参数进行寻优，获取重力分离室控制参数；

一级气液分离模块14，所述一级气液分离模块14用于基于所述重力分离室控制参数对所述重力分离室进行控制，开启第一阀门，将所述待分离气流从所述第一输送通道传输至所述重力分离室进行一级气液分离；

第二液含量获得模块15，所述第二液含量获得模块15用于获取所述重力分离室的第一气体送出通道的第一分离气流，激活内嵌于所述第一气体送出通道的第二液体检测器，获取第二液含量；

第二气流速度获得模块16，所述第二气流速度获得模块16用于激活内嵌于所述第一气体送出通道的第二流速检测器，获取第二气流速度；

分离室控制参数获得模块17，所述分离室控制参数获得模块17用于当所述第二液含量大于或等于第一液含量阈值，根据所述第二液含量和所述第二气流速度对离心力分离室的控制参数进行寻优，获取离心力分离室控制参数；

二级气液分离模块18，所述二级气液分离模块18用于基于所述离心力分离室控制参数对所述离心力分离室进行控制，开启第二阀门，将所述待分离气流从所述第一气体送出通道传输至所述离心力分离室进行二级气液分离。

进一步的，所述二级气液分离模块18用于执行如下方法：