液氧智能保障计算方法与流程

本发明属于节能监测和能源计量领域，具体涉及一种液氧智能保障计算方法。

背景技术：

1、液氧可作为高效储能领域的储热储冷介质，其工业存储和应用的核心问题是汽化损耗。由于液氧液氮液氢的沸点非常低，必须存贮在超级绝热的贮罐中。但是即使储罐有再好的绝热性能，液氧在储运过程中也总会有一定的蒸发。液氧在储运过程中的蒸发有两方面的损失，一是冷量的损失，即液氧液化过程制冷所消耗的电能，二是液氧的损失，汽化的液氧会导致储罐内部压力的上升，需要及时排气泄压，若遇到工艺推迟，则液氧的保障量可能由于排气损失导致不足。

2、液氧的蒸发除了会造成经济上的损失，也会带来安全隐患。液氧不可燃，但它能强烈地助燃，所有可燃物质(包括气、液、固)和液氧混合时就呈现爆炸危险性，这种混合物常常由于静电、机械撞击、电火花和其他类似的作用，特别是当混合物被凝固时经常能发生爆炸。同时，当低温液氧汽化为气体时，体积会迅速膨胀，在标准状态下，一升液氧可汽化为800升氧气。低温氧气以及冷量的泄露也可能使管路，阀门等部件结冰，导致材料破裂或部件、安全器件的失效。

3、在需要大批量使用液氧的工艺流程中，液氧的精确保障和异常参数自动告警就显得意义重大。

4、但是，相关技术存贮以下缺点：通过岗位人员根据工艺经验确定本工艺当前阶段所需液氧量，不仅要求岗位人员经验充足，而且根据经验判断确定工艺由于不可抗力推迟时，补充蒸发损失的液氧需要再次预冷、再次管路填充，此时依据经验确定液氧保障量会存在判断不准确、人工及设备成本高、保障量远超所需量时液氧存储安全隐患极大的问题。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、本发明要解决的技术问题是如何提供一种液氧智能保障计算方法，以解决现有技术中液氧保障量的确定准确性低，成本高，智能化程度低，安全隐患大的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为了解决上述技术问题，本发明提出一种液氧智能保障计算方法，该方法包括如下步骤：

5、s11、在工艺流程中，获得单次液氧消耗量v0 m3；

6、s12、获取液氧每小时蒸发消耗量q m3；

7、s13、获取由于前序工艺延迟导致的液氧蒸发时间t小时，并计算液氧蒸发消耗量v1 m3；

8、s14、获取由于前序工艺延迟导致的管路重新预冷的液氧消耗量v2 m3；

9、s15、根据s11、s13、s14获得的消耗量对液氧保障量v m3进行计算。

10、进一步地，所述步骤s11具体包括：在工艺流程中，根据具体的工艺阶段序号和对应的工艺阶段单次液氧消耗量v0 m3的映射关系，得到与当前工艺阶段相匹配的单次液氧消耗量v0 m3。

11、进一步地，所述步骤s12具体包括：根据天气情况，获取液氧每小时蒸发消耗量qm3。

12、进一步地，通过当地气象信息得到接下来工艺延迟时段的温度、湿度信息，基于温度、湿度信息根据液氧蒸发速率相关经验公式对液氧每小时蒸发消耗量qm3进行修正。

13、进一步地，前序工艺延迟导致的液氧蒸发时间t小时由工艺相关调度系统直接采集。

14、进一步地，所述步骤s13中，前序工艺延迟导致的液氧蒸发时间t小时内，消耗的液氧量v1 m3为：v1＝q*t。

15、进一步地，所述步骤s14具体包括：管路已有填充量v3 m3由管路上相关传感器获得，结合已知的填充全空管路的体积，查询管路已有填充量v3 m3对应需要的管路重新预冷的液氧消耗量v2 m3。

16、进一步地，所述步骤s15具体包括：液氧保障量计算公式为v＝v0+v1+v2。

17、进一步地，该方法还包括：将所述单次液氧消耗量v0 m3、前序工艺延迟导致的液氧每小时蒸发消耗量q m3、液氧蒸发时间t小时、液氧蒸发消耗量v1 m3、管路重新预冷液氧消耗量v2 m3、液氧保障量v m3在地面集成控制系统大屏上显示；而且，如果液氧保障量v m3小于等于现场液氧贮罐实测值v’m3，地面集成控制系统生成告警提示；如果现场液氧贮罐实测值v’m3大于现场液氧贮罐容积的95％，地面集成控制系统生成告警提示，现场液氧贮罐值班室声光报警。

18、本发明还提供一种地面集成控制系统，该系统包括：获取模块和计算模块；

19、获取模块，用于获取单次液氧消耗量v0 m3，获取前序工艺延迟导致的液氧每小时蒸发消耗量q m3，获取液氧蒸发时间t小时，获取管路重新预冷液氧消耗量v2 m3，获取现场液氧贮罐实测值v’m3；

20、计算模块，用于根据单次液氧消耗量v0 m3，前序工艺延迟导致的液氧每小时蒸发消耗量q m3，液氧蒸发时间t小时，管路重新预冷液氧消耗量v2 m3，计算液氧保障量v m3；并判断如果液氧保障量v m3小于等于现场液氧贮罐实测值v’m3，地面集成控制系统生成告警提示；如果现场液氧贮罐实测值v’m3大于现场液氧贮罐容积的95％，地面集成控制系统生成告警提示，现场液氧贮罐值班室声光报警。

21、(三)有益效果

22、本发明提出一种液氧智能保障计算方法，本发明可以通过流程所在的工艺阶段、天气情况、管路已有填充量、前序工艺延迟导致的液氧蒸发时间等较准确地计算工艺所需液氧的保障量。不再依靠人为经验给出固定的超额保障量，使得将保障量与工艺阶段、天气情况、管路已有填充量、前序工艺延迟导致的液氧蒸发时间等因素关联并动态调整，可以在保障量不足时自动给出告警信息，在保障量超过警戒线时自动声光报警，使工业用液氧的保障的确定方法更加智能。

技术特征：

1.一种液氧智能保障计算方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的液氧智能保障计算方法，其特征在于，所述步骤s11具体包括：在工艺流程中，根据具体的工艺阶段序号和对应的工艺阶段单次液氧消耗量v0 m3的映射关系，得到与当前工艺阶段相匹配的单次液氧消耗量v0m3。

3.如权利要求1所述的液氧智能保障计算方法，其特征在于，所述步骤s12具体包括：根据天气情况，获取液氧每小时蒸发消耗量q m3。

4.如权利要求3所述的液氧智能保障计算方法，其特征在于，通过当地气象信息得到接下来工艺延迟时段的温度、湿度信息，基于温度、湿度信息根据液氧蒸发速率相关经验公式对液氧每小时蒸发消耗量q m3进行修正。

5.如权利要求4所述的液氧智能保障计算方法，其特征在于，前序工艺延迟导致的液氧蒸发时间t小时由工艺相关调度系统直接采集。

6.如权利要求5所述的液氧智能保障计算方法，其特征在于，所述步骤s13中，前序工艺延迟导致的液氧蒸发时间t小时内，消耗的液氧量v1 m3为：v1＝q*t。

7.如权利要求1所述的液氧智能保障计算方法，其特征在于，所述步骤s14具体包括：管路已有填充量v3 m3由管路上相关传感器获得，结合已知的填充全空管路的体积，查询管路已有填充量v3 m3对应需要的管路重新预冷的液氧消耗量v2 m3。

8.如权利要求1-7任一项所述的液氧智能保障计算方法，其特征在于，所述步骤s15具体包括：液氧保障量计算公式为v＝v0+v1+v2。

9.如权利要求8所述的液氧智能保障计算方法，其特征在于，该方法还包括：将所述单次液氧消耗量v0 m3、前序工艺延迟导致的液氧每小时蒸发消耗量q m3、液氧蒸发时间t小时、液氧蒸发消耗量v1 m3、管路重新预冷液氧消耗量v2 m3、液氧保障量v m3在地面集成控制系统大屏上显示；而且，如果液氧保障量v m3小于等于现场液氧贮罐实测值v’m3，地面集成控制系统生成告警提示；如果现场液氧贮罐实测值v’m3大于现场液氧贮罐容积的95％，地面集成控制系统生成告警提示，现场液氧贮罐值班室声光报警。

10.一种地面集成控制系统，其特征在于，该系统包括：获取模块和计算模块；

技术总结
本发明涉及一种液氧智能保障计算方法，属于节能监测和能源计量领域。本发明在工艺流程中，获得单次液氧消耗量V<subgt;0</subgt; m<supgt;3</supgt;；获取液氧每小时蒸发消耗量Q m<supgt;3</supgt;；获取由于前序工艺延迟导致的液氧蒸发时间T小时，并计算液氧蒸发消耗量V<subgt;1</subgt; m<supgt;3</supgt;；获取由于前序工艺延迟导致的管路重新预冷(管路填充量)液氧消耗量V<subgt;2</subgt; m<supgt;3</supgt;；根据工艺延迟时长和液氧蒸发速率等信息对液氧保障量V m<supgt;3</supgt;进行计算。根据本发明的方法，能够在工业用液氧中，较为准确地计算出液氧保障量并在相关参数出现异常时给出告警信息。

技术研发人员：徐绯然,郭鸿宇,田波,黄明耀,张炼,付云伟,张小春,杨文,张小波,石涛,李增光,姚沛嵩,徐东升,刘洁,罗祥,邹晨晨
受保护的技术使用者：中国人民解放军63796部队
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15