[发明专利]立式多床RTO钟形温区梯度对称性控制方法

摘要

本发明属于瓦斯处理技术领域，涉及一种立式多床RTO钟形温区梯度对称性控制方法，整个系统控制器的控制方法包括两个阶段，分别为确定换向时间和确定RTO工作状态，将换向时间和ф1、ф2及φ3开度值传送给RTO控制器，当系统处于稳态运行时，先由前馈控制算法得到的t_switch值确定换向时间(半周期)，然后系统运行根据燃烧室的平均温度T_av的变换情况进行动态的在线调节，以确保RTO运行于安全稳定的状态，并使得系统具有较高的热能回收利用效率和较高的瓦斯(甲烷)氧化率。

主权项

1.立式多床RTO钟形温区梯度对称性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：A、确定换向时间，将换向时间传送给RTO控制器；当RTO为稳态运行时，即蓄热体进气侧无浓度波动因素，则当RTO运行时，蓄热体进气侧有浓度波动时，分为2种情况：(1)当t_ch/t_switch≠1/(2n+1)，n＝1，2，3...n时，不会出现谐波共振现象，此时其中t_ch为入口浓度波动半周期，t_switch为流向切换半周期，单位为s；ε为床层孔隙率；c_p为热容，单位为J/kg/K；g为气相；s为固相；v₀为表观气速，单位为m/s；L为蓄热体装填长度，单位为m；T_act为甲烷氧化反应起始温度，单位为K；T₀为入口温度，单位为K；h_g‑s为气固换热系数，单位为W/m²/K；α_v为比表面积，单位为m²/m³；c_p，g为气相热容，单位为J/kg/K；k_eff为轴向有效导热系数，单位为W/m/K；ΔT_adia为绝热温升，单位为K；ΔH为燃烧焓，单位为J/mol；C₀为入口体积摩尔浓度，单位为mol/m³；ρ_g，0为入口气相密度，单位为kg/m³；c_p，g，0为入口气相比热容，单位为J/kg/K，ρ_g为气相密度，单位为kg/m³，u₀为表观气速，单位为m/s；(2)当t_ch/t_switch＝1/(2n+1)，n＝1，2，3...n时，会出现不同程度的谐波共振现象，此时为避免谐波的叠加作用产生的温度场抵消或温度峰值的累积，按以下两种可行性进行判断和赋值：①C₀'＞C₀，则②C₀'＜C₀，则其中C₀'为实际入口甲烷浓度，C₀为原入口浓度，t_switch与(1)中计算得到的t_switch值相等，并将t_switch'的计算结果赋值给t_switch；B、确定RTO工作状态，将ф1、ф2及ф3开度值传送给RTO控制器，其中ф1为主风机风量比例；ф2为抽采瓦斯流量比例；ф3为高温烟气抽取比例；(1)当RTO燃烧室平均温度T_av≥1100℃时，ф3＝1，ф2＝0；将ф3＝1，ф2＝0信号输送至RTO控制器，指示控制器输出相应指令调节相应的烟气流量及抽采瓦斯量，使得RTO燃烧室温度逐步下降至1100℃以下，并使得蓄热室温度梯度分布T(y，N)趋于对称，其中T(y，N)指的是RTO第N个蓄热室的温度分布梯度；(2)当RTO燃烧室平均温度T_av≤700℃时，ф2＝1，ф3＝0，并将信号输送至RTO控制器，做出相应的调节；(3)当RTO燃烧室平均温度700＜T_av＜1100℃时，0＜ф1≤1，0＜ф2≤1，0＜ф3≤1，且ф3的流量比例由ф1、ф2及Tav的值确定，将信号输送至RTO控制器，做出相应的调节；控制器将系统响应的T_av，T(y，N)值进行反馈，并与输入信号进行反复对比矫正，直至达到控制目标为止。