[发明专利]一种液氢加氢站冷量智能回收控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种冷量智能回收控制系统的液氢加氢站冷量智能回收控制方法，其特征在于：该方法基于一种液氢加氢站冷量智能回收控制系统；其包括控制器、冷量回收组件和冷量利用组件；所述控制器分别与冷量回收组件和冷量利用组件连接，所述冷量回收组件包括回收管线、支路管线和冷量循环管线；所述回收管线与支路管线并联设置，所述冷量循环管线接入回收管线设置，所述回收管线中包括第一调节阀、换热器和第一温度变送器；第一调节阀设置在换热器之前，第一温度变送器设置在换热器中，所述支路管线上设置有第二调节阀，控制器收集到第一温度变送器中的温度数据对第二调节阀的开度控制进行调节；所述冷量循环管线包括冷媒循环泵、冷媒流量计；

其具体方法包括以下步骤：包括冷量回收步骤和冷量利用步骤；冷量回收步骤为：

设置低冰点冷媒最小流量设定值为F，设置低冰点冷媒期望温度设定值为T，设置允许温度下降最大斜率设定值为K；

步骤一，开启控制器，打开支路管线的所述第二调节阀，关闭回收管线的所述第一调节阀；

步骤二，启动冷媒循环泵，在冷媒循环泵正常运行后进行下一步作业；

步骤三，控制器比较冷媒流量计的检测值与低冰点冷媒最小流量设定值F的大小关系,若冷媒流量计的检测值小于低冰点冷媒最小流量设定值F，此时加大冷媒的流通量，并且控制器控制第一调节阀关闭；若冷媒流量计的检测值大于低冰点冷媒最小流量设定值F，此时控制器才开启第一调节阀，让低温液氢进入到换热器中；

步骤四，当冷媒流量计的检测值大于低冰点冷媒最小流量设定值F时，开启回收管线上的第一调节阀，第二调节阀处于开启状态；

步骤五，在步骤四的状态下保留液氢在回收管线中流动一段时间；

步骤六，在完成步骤五之后，控制器将第一温度变送器采集值设置为PID的被测量值，将换热器出口温度设定值Ts作为PID的期望值，将允许温度下降最大斜率设定值K作为第二调节阀最大调节速度的限制因素，根据实际工况条件设置P、I、D值，PID输出值用于控制第二调节阀的开度实现对冷量的高效回收利用。

2.根据权利要求1所述的回收控制方法，其特征在于：所述冷量循环管线还包括冷媒上水管道、冷媒回水管道、第二温度变送器、第三温度变送器和冷冻水机组水箱；所述冷媒上水管道、冷媒回水管道分别与换热器和连接冷冻水机组水箱连接；所述第二温度变送器和冷媒流量计设置在冷媒回水管道上，所述冷媒循环泵设置在冷媒上水管道上，所述第三温度变送器设置在冷冻水机组水箱中。

3.根据权利要求1所述的回收控制方法，其特征在于：所述冷量利用组件包括循环管线、载冷剂循环泵、第一加氢机、第二加氢机、第一旁通阀和第二旁通阀；所述循环管线与冷冻水机组连通，所述第一加氢机、第二加氢机分别接入到循环管线中，所述第一旁通阀和第二旁通阀分别与第一加氢机、第二加氢机相匹配设置。

4.根据权利要求3所述的回收控制方法，其特征在于：所述步骤六中的具体方法为：控制器检测第一温度变送器的实时温度，计算温度下降斜率A；并通过将A与允许温度下降最大斜率设定值K进行比较，对进行温度PID调节，第二调节阀的开度范围为0～100，0表示完全关闭，100表示完全打开，50表示全开的一半；

通过以下规定允许温度下降最大斜率设定值K对第二调节阀的开度进行调节限制：

当A＝0.4K时,控制器控制第二调节阀最大以每10秒减小5个开度的速度进行调节；

当0.4KA＝0.5K时,控制第二调节阀最大以每10秒减小4个开度的速度进行调节；

当0.6KA＝0.7K时,控制第二调节阀最大以每10秒减小3个开度的速度进行调节；

当0.7KA＝0.8K时,控制第二调节阀最大以每10秒减小2个开度的速度进行调节；

当0.8KA＝0.9K时,控制第二调节阀最大以每10秒减小1个开度的速度进行调节；

当0.9KA＝0.95K时,控制第二调节阀的开度不允许减少；

当K＝A时,控制第二调节阀的开度应大于50，且开度不允许减少；

当K＝A1.05K时，控制第二调节阀的开度应全开即开度为100；

当1.05K＝A时，应关闭第一阀门；

通过检测换热器出口端温度的方式，来向调节第二调节阀开度，最后间接智能化调节流向回收管线中液氢流量的大小，最终实现对于冷量的最优化调节。

5.根据权利要求4所述的回收控制方法，其特征在于：

冷量利用步骤为,

步骤一，启动控制器，启动载冷剂循环泵，使载冷剂在冷冻水机组水箱中进行换热，将冷量带到后端进行预冷；

步骤二，检测第一加氢机正在运行是否正在运行；

步骤三，同时检测第一加氢机停机时间是否未超过预定时间TS1；

步骤四，检测第一旁路阀的关闭时间是否超过预定时间Ts2；

步骤五，对第二、三、四步进行判断，若任一一步为YES，则打开第二旁通阀，若第二、三、四步都为NO，则关闭第一旁通阀；

步骤六，检测第二加氢机正在运行是否正在运行；

步骤七，同时检测第二加氢机停机时间是否未超过预定时间Ts3；

步骤八，检测第二旁通阀的关闭时间是否超过预定时间Ts4；

步骤九，对第六、七、八步骤进行判断，若任一一步为YES，则打开第一旁通阀，若第六、七、八步骤都为NO，则关闭第一旁通阀。