[发明专利]一种模拟变压制氧系统压力波动的仿真分析方法、系统

说明书

本发明提出一种模拟变压制氧系统压力波动的仿真分析方法、系统所述方法包括：根据预先构建的变压吸附制氧仿真模型，确定动态仿真子模型的设定初始性能和工艺流程；根据所述设定初始性能和工艺流程，对所述变压吸附制氧仿真模型进行仿真得到变压制氧系统中的数据参数波动曲线；通过所述参数波动曲线确定变压制氧系统中的压力波动。通过变压吸附制氧仿真模型以对变压吸附制氧系统进行了动态的系统仿真统计各处的流速、压强波动曲线，为减少压力波动提供数据支撑。并且，还通过参数设置界面，对不同设备参数方案进行模拟仿真，对比多种设备方案并辅助进行优化选择。

技术领域

本发明属于变压制氧技术领域，特别涉及一种模拟变压制氧系统压力波动的仿真分析方法、系统。

背景技术

变压吸附制氧工艺流程，各塔按照“吸附—均压降—真空解吸—冲洗—均压升—终充”循环运行，为优化变压吸附过程，通常通过对工艺参数的调节将整体性能进行提升。

现有技术中，通过以下两种方式进行模拟，其一：采用自适应多解的方法模拟变压吸附和真空变压吸附流程并对均压步骤进行了优化配置。在求解偏微分方程时，采用高精度网格精细格式和网格自适应策略，减小了空间离散化过程中的数值误差；其二：采用降阶模型，使优化过程高效地转变为基于正交分解的动态偏微分方程模型和较低阶的DAE系统，该作者提出一种基于超结构变压吸附流程的数值优化方法，通过最优化目标来确定优化计算，无须对流程的循环结构进行设定。

但现有技术中由于变压吸附流程的数学模型较为复杂且计算量大，模型复杂，需要专业人员进行计算，且过程不直观，各环节各阶段相互影响，参数耦合性强，因此如何通过计算机代替人工调节实验，成为该领域的研究重点。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种模拟变压制氧系统压力波动的仿真分析方法，所述方法包括：

根据预先构建的变压吸附制氧仿真模型，确定动态仿真子模型的设定初始性能和工艺流程；

根据所述设定初始性能和工艺流程，对所述变压吸附制氧仿真模型进行仿真得到变压制氧系统中的数据参数波动曲线；

通过所述参数波动曲线确定变压制氧系统中的压力波动。

进一步的，所述数据参数包括变压吸附制氧仿真模型中各处的压力数据、流速数据、功率数据和开度数据。

进一步的，所述工艺流程包括吸附塔各蝶阀开关的工艺流程，包括：

两个或两个以上吸附塔各蝶阀按照周期循环开启和关闭，每个所述吸附塔循环分为12个时态，其中，所述各蝶阀包括进气阀、产气阀、终充阀、真空阀和压降阀。

进一步的，任一所述吸附塔的循环时态包括：

进气阀和真空阀循环交替开启；

进气阀开启阶段，压降阀在T1进气阶段接收其他吸附塔均压降，在T5、T6进气阶段向其他吸附塔均压降；

真空阀开启阶段，压降阀在T1抽真空阶段向其他吸附塔均压降，在T5、T6抽真空阶段接收其他吸附塔均压降。

进一步的，所述设定初始性能包括吸附塔各蝶阀开关用时设定、吸附塔各蝶阀型号设定、罗茨风机性能设定、罗茨真空泵性能设定、空冷器性能设定和氧气缓冲槽性能设定；

所述工艺流程还包括吸附塔的吸附流程和解吸附流程。

本发明还提供一种模拟变压制氧系统压力波动的仿真分析系统，所述系统包括第一确定单元、曲线确定单元和波动确定单元，

第一确定单元，用于根据预先构建的变压吸附制氧仿真模型，确定动态仿真子模型的设定初始性能和工艺流程；