[发明专利]一种瓦斯抽采泵节能工质液环黏度的控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种瓦斯抽采泵节能工质液环黏度控制系统，其特征在于，包括数据采集系统、数据处理分析系统、黏度模糊调控系统；

所述数据采集系统包括瓦斯流量传感器、进气压力传感器、进气温度传感器、进气湿度传感器、排气压力传感器、排气温度传感器、排气湿度传感器、进液黏度传感器、排液黏度传感器、补水流量传感器和存储器；所述瓦斯流量传感器、进气压力传感器、进气温度传感器、进气湿度传感依次安装于瓦斯抽采泵的进气管路上，用于监测进气参数；所述排气压力传感器、排气温度传感器、排气湿度传感器依次安装于气液分离器的排气管路上，用于监测排气参数；所述补水流量传感器安装于瓦斯抽采泵的泵内补水管路上，用于监测补水流量；所述进液黏度传感器安装于瓦斯抽采泵的进液管路上，用于监测进液黏度；所述排液黏度传感器安装于气液分离器的排液管路上，用于监测排液黏度；所述存储器分别与各个传感器相连接，用于存储传感器采集数据和数据处理结果；

所述数据处理分析系统包括节能工质液环水分蒸发损耗速率计算模块和泵内补水目标流量分析模块，所述液环水分蒸发损耗速率计算模块用于计算瓦斯抽采泵不同工况下节能工质液环水分蒸发速率，所述泵内补水目标流量分析模块用于计算液环黏度异常时恢复液环黏度需调节泵内补水的目标流量及时间；

所述黏度模糊调控系统包括模糊控制器和电动调节阀门，电动调节阀门与补水流量传感器联锁，模糊控制器将节能工质液环黏度微调至最佳黏度。

2.一种权利要求1所述的瓦斯抽采泵节能工质液环黏度的控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.控制系统与瓦斯抽采泵同时启动，输入瓦斯抽采泵内节能工质液环的最佳黏度η、最佳黏度范围η×(1±2％)和允许波动范围η×(1±10％)；

B.采集瓦斯抽采泵的进排气参数、进排液参数、泵内补水参数，并记录储存；

C.根据进排气参数计算瓦斯抽采泵节能工质液环水分蒸发损耗速率Q_损，并记录储存；

D.根据排液黏度判断液环黏度是否在设定允许波动区间内，如果在设定区间内则返回步骤B，如果不在设定区间内则进行下一步；

E.判断进液黏度是否在设定允许波动区间内，如果在设定区间内则进行下一步，如果不在设定区间内则进行瓦斯抽采泵进液黏度调节，调节完成后返回步骤B；

F.根据液环实际黏度η_液环实、液环最佳黏度η、水分蒸发损耗速率Q_损计算分析泵内补水所需的目标流量Q_泵目标及时间t，并记录；

G.调节泵内补水流量至目标流量Q_泵目标，持续目标时间t，使黏度快速恢复正常范围；

H.黏度模糊调控系统通过智能模糊调控泵内补水流量，将节能工质液环黏度微调至最佳黏度范围，调节完成后返回步骤B。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，步骤C中所述节能工质液环水分蒸发损耗速率Q_损的计算方法包括以下步骤：

a.计算进排气工况下水蒸气饱和蒸汽压Ps_进、Ps_排：kPa；T为气体温度，K；

b.计算进排气气体湿度H_进、H_排：kg/kg；P为气体压力，kPa；Pw为气体水蒸气分压力，kPa；为相对湿度，％RH；

c.计算进气干空气密度ρ_进气：kg/m³；P_进为进气气体压力，kPa；T_进为进气气体温度，K；

d.计算节能工质液环水分蒸发损耗速率Q_损：

kg/min；Q_m进气为进气干空气质量流量，kg/min；H_排气为排气湿度，kg/kg；H_进气为进气湿度，kg/kg；Q_v进气为进气体积流量，m³/min；ρ_进气为进气干空气密度，kg/m³；为进气相对湿度，％RH；Ps_进为进气水蒸气饱和蒸汽压，kPa；P_进为进气压力，kPa；为排气相对湿度，％RH；Ps_排为排气水蒸气饱和蒸汽压，kPa；P_排为排气压力，kPa。