[发明专利]一种天然气智能加臭控制装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种天然气智能加臭控制装置及控制方法，该装置包含：加臭机、加臭剂在线检测仪、预测自抗扰控制器、补偿执行机构和天然气流量检测仪；预测自抗扰控制器根据天然气管道的天然气流量值确定加臭剂浓度的设定值，将设定值信号发送给加臭机以控制加臭剂浓度，并根据加臭剂在线检测仪测得的加臭剂浓度值，由预测自抗扰控制器根据自抗扰技术与Smith补偿器结合的控制方法对加臭剂浓度进行补偿，并将补偿信号发送给补偿执行机构，控制加臭机输出加臭剂的补偿量。本发明的控制方法能够考虑浓度的衰减及系统内部的不确定性和外部的温度干扰，保证实时精确控制天然气管网末端实际的加臭剂浓度。

技术领域

本发明涉及一种天然气加臭剂浓度控制方法，具体涉及一种天然气智能加臭控制装置及控制方法。

背景技术

在天然气行业中，加臭是一个必不可少的部分。加臭剂是一种具有强烈气味的有机化合物或混合物，具有含硫、低毒、易燃、易爆、价格昂贵等特点。当以很低的浓度加入燃气中，使燃气有一种特殊的、令人不愉快的警示性臭味，以便泄漏的燃气在达到其爆炸下限5％或达到对人体允许的有害浓度时，即被察觉。但若加臭量不足，可能导致燃气泄露而没有起到安全警示作用，从而引发安全事故。另外，如果加臭量过大，由于加臭剂价格昂贵，造成经济损失，而且过量加臭剂会在不完全燃烧之后产生一氧化碳、含硫气体等有毒气体，从而污染环境。因此，实现天然气中加臭剂的浓度达到国家标准是一个亟需解决的问题。

通常，天然气加臭装置都采用闭环加臭模式，控制器通过比较加臭剂设定输出量与加臭剂实际输出量实现加臭调整，从而保证天然气中加臭剂浓度达到国家标准。例如，申请号为CN201220450693.0的中国实用新型专利，其公开了一种加臭装置输出检测补偿系统，采用闭环加臭模式的加臭装置，能够检测加臭泵加臭剂实际输出量，控制器通过比较加臭剂设定输出量与加臭剂实际输出量，输出加臭剂输出补偿量信号给补偿执行机构，补偿执行机构根据加臭剂输出补偿量改变加臭泵加臭剂实际输出量。虽然该发明考虑到了加臭剂设定量与实际输出量的差异，并通过该浓度差异对加入量进行调整。

又如，申请号为CN201811455499.X的中国发明专利，其公开了一种LNG加臭剂浓度控制系统及其方法，该系统通过检测装置检测天然气中的加臭剂浓度，通过流量计检测天然气流量，从而通过获得的浓度数据和流量数据控制加臭机的工作频率。

但是，上述两个发明专利都没有考虑到加臭剂浓度在天然气管网中由于管网长度和管道吸附作用引发的衰减，并且管网长度还会导致系统出现时滞现象，从而导致系统无法对动态的变化做出及时反应，从而导致整个系统出现超调大、响应时间大的不良现象，同时该装置并未考虑由于温度这一不确定项以及系统内部的不确定性会对加臭剂浓度造成的影响，在这种控制方式下，系统无法消除温度干扰和系统内部干扰以及时滞所带来的影响，从而无法保证实时精确控制天然气管网末端实际的加臭剂浓度达到国家标准。

发明内容

本发明的目的是提供一种天然气智能加臭控制装置及控制方法，该方法解决了现有方法没有考虑加臭剂浓度衰减的问题，能够考虑浓度的衰减及系统内部的不确定性和外部的温度干扰，保证实时精确控制天然气管网末端实际的加臭剂浓度。

为了达到上述目的，本发明提供了一种天然气智能加臭控制装置，该装置包含：加臭机、加臭剂在线检测仪、预测自抗扰控制器、补偿执行机构和天然气流量检测仪。

其中，所述加臭机的输出口与天然气管道相连接，该天然气管道的末端设置有用于检测天然气管道末端的加臭剂浓度实际输出值的加臭剂在线检测仪；所述天然气流量检测仪用以检测天然气管道中的天然气流量。

所述加臭剂在线检测仪和天然气流量检测仪的输出端口均与所述预测自抗扰控制器的输入端口相连接，该预测自抗扰控制器的输出端口与所述加臭机和补偿执行机构的输入端口相连接，且补偿执行机构的输出端口与所述加臭机的输入端口相连接。