【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及设备控制，更具体地说，本专利技术涉及基于化工反应塔的气液分布器控制方法及系统。
技术介绍
1、在化工行业中，反应塔的气液分布器起着至关重要的作用，它负责确保气体和液体之间有效的接触面积，从而直接影响到化学反应的效率和产品的质量。目前的气液分布器控制策略多基于静态参数调整，如流速、温度和压力的设定，这些措施往往无法实时反映过程中的动态变化，尤其是在面对复杂的化学反应和变化多端的操作条件时。
2、传统的对于气液分布器的控制方法主要依靠经验规则或简单的反馈调节来控制操作参数，如流速、压力和温度。然而，这些方法往往忽略了影响气液分布器长期稳定运行的关键隐患因素，尤其在高负荷和变化多端的操作环境中，缺乏对这些动态变化因素的精细监控和预测，如果不能及时对气液分布器运行的潜在隐患进行提前预警，会导致效率降低、产品质量不稳定，严重时可能引发安全事故，如过压或泄漏，这不仅影响生产的连续性，还可能造成重大的经济损失和环境污染。
3、为了解决上述问题，现提供一种技术方案。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供基于化工反应塔的气液分布器控制方法及系统以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、基于化工反应塔的气液分布器控制方法，包括如下步骤：
4、基于动态耦合响应模型分析液膜厚度与气体穿透率的动态关系，评估气液分布器的可使用强度；
5、采集气液分
6、通过气液分布器的疲劳寿命和气液分布器的可使用强度，确定气液分布器的安全使用频率，基于气液分布器的安全使用频率控制气液分布器的实际使用频率；
7、基于对气液接触界面的波动数据进行熵分析，评估气液接触界面的微观波动性程度；
8、对气液分布器的操作环境引入扰动，通过对扰动后的电荷密度变化进行极限分析，评估气液分布器内部的电荷密度波动程度；
9、通过对气液分布器的可使用强度、气液接触界面的微观波动性程度以及气液分布器内部的电荷密度波动程度进行综合分析，评估气液分布器运行风险，根据气液分布器运行风险对气液分布器进行控制。
10、在一个优选的实施方式中，基于动态耦合响应模型分析液膜厚度与气体穿透率的动态关系，评估气液分布器的可使用强度，具体为：
11、获取液膜厚度；获取气体穿透率；
12、建立动态耦合响应模型：建立微分方程组：
13、；其中，表示在时间的液膜厚度，表示在时间的气体穿透率，是液膜衰减系数，是气体对液膜的影响系数，是气体增强系数，是液膜对气体的阻碍系数；
14、利用数值方法解微分方程组，得到和的时间序列预测；
15、计算使用强度指数，其表达式为：；其中，是的时间序列预测，是的时间序列预测，是使用强度指数，是调节参数。
16、在一个优选的实施方式中，采集气液分布器的振动数据，使用时间序列分析和傅里叶变换提取振动数据中的关键频率成分，通过机器学习算法预测气液分布器的疲劳寿命，具体为：
17、使用传感器实时捕捉振动信号；
18、对原始振动数据进行预处理；将预处理后的振动数据进行时间序列分析和傅里叶变换，提取振动数据的关键的频率成分；
19、使用提取的振动数据的关键的频率成分作为输入，应用机器学习算法建立疲劳寿命预测模型；基于疲劳寿命预测模型输出气液分布器的疲劳寿命。
20、在一个优选的实施方式中，通过气液分布器的疲劳寿命和气液分布器的可使用强度确定气液分布器的安全使用频率，基于气液分布器的安全使用频率控制气液分布器的实际使用频率，具体为：
21、确定气液分布器的安全使用频率，其表达式为：
22、；其中，为气液分布器的安全使用频率，是气液分布器的疲劳寿命，分别为气液分布器的疲劳寿命和使用强度指数的调节系数，均大于0；
23、若出现气液分布器的实际使用频率高于安全使用频率的情况，则立即生成警报信号，并控制气液分布器的实际使用频率降低到安全使用频率以下。
24、在一个优选的实施方式中，基于对气液接触界面的波动数据进行熵分析，评估气液接触界面的微观波动性程度，具体为：
25、收集气液接触界面的波动数据；获取在时间的气液界面波动数据；
26、使用k-means聚类算法对数据进行动态区间划分；
27、根据每个数据点到其聚类中心的距离计算权重；权重计算公式为：；其中，是数据点的权重，是数据点到其聚类中心的距离，是防止除零错误的小常数，是第个聚类的中心点，是在数据集中的第个数据点；
28、使用加权概率分析整个数据集的信息熵，计算得到界面微观波动熵指数，其表达式为：；其中，是界面微观波动熵指数，是第个区间的加权概率，是聚类算法中定义的聚类数量，用作循环或迭代中的索引。
29、在一个优选的实施方式中，对气液分布器的操作环境引入扰动，通过对扰动后的电荷密度变化进行极限分析，评估气液分布器内部的电荷密度波动程度，具体为：
30、从化工反应塔的气液分布器中收集电荷密度数据；
31、对气液分布器的操作环境引入扰动；
32、计算电荷密度变化率，其表达式为：；
33、通过分析扰动后电荷密度变化率的极限，计算电荷扰动影响指数，其表达式为：；为电荷扰动影响指数；表示在时间的电荷密度的变化量，表示在时间后的小时间段内电荷密度的新状态，是在初始时间测量的电荷密度的状态，是时间间隔。
34、在一个优选的实施方式中，通过对气液分布器的可使用强度、气液接触界面的微观波动性程度以及气液分布器内部的电荷密度波动程度进行综合分析，评估气液分布器运行风险，根据气液分布器运行风险对气液分布器进行控制，具体为：
35、将使用强度指数、界面微观波动熵指数以及电荷扰动影响指数进行归一化处理，将归一化处理后的使用强度指数、界面微观波动熵指数以及电荷扰动影响指数分别赋予预设比例系数后，计算得到气液运行隐患预警系数；
36、设定气液运行隐患预警阈值，将气液运行隐患预警系数与气液运行隐患预警阈值进行比较：
37、当气液运行隐患预警系数小于等于气液运行隐患预警阈值时，生成气液运行隐患正常信号；当气液运行隐患预警系数大于气液运行隐患预警阈值时，生成气液运行隐患预警信号。
38、另一方面，本专利技术提供基于化工反应塔的气液分布器控制系统，包括可用强度评估模块、疲劳寿命预测模块、使用频率控制模块、界面波动评估模块、电荷波动评估模块以及风险预警控制模块；
39、可用强度评估模块：基于动态耦合响应模型分析液膜厚度与气体穿透率的动态关系，评估气液分布器的可使用强度；
40、疲劳寿命预测模块：采集气液分布器的振本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于化工反应塔的气液分布器控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于化工反应塔的气液分布器控制方法，其特征在于，基于动态耦合响应模型分析液膜厚度与气体穿透率的动态关系，评估气液分布器的可使用强度，具体为：
3.根据权利要求2所述的基于化工反应塔的气液分布器控制方法，其特征在于，采集气液分布器的振动数据，使用时间序列分析和傅里叶变换提取振动数据中的关键频率成分，通过机器学习算法预测气液分布器的疲劳寿命，具体为：
4.根据权利要求3所述的基于化工反应塔的气液分布器控制方法，其特征在于，通过气液分布器的疲劳寿命和气液分布器的可使用强度确定气液分布器的安全使用频率，基于气液分布器的安全使用频率控制气液分布器的实际使用频率，具体为：
5.根据权利要求4所述的基于化工反应塔的气液分布器控制方法，其特征在于，基于对气液接触界面的波动数据进行熵分析，评估气液接触界面的微观波动性程度，具体为：
6.根据权利要求5所述的基于化工反应塔的气液分布器控制方法，其特征在于，对气液分布器的操作环境引入扰动，通过对扰动后的
7.根据权利要求6所述的基于化工反应塔的气液分布器控制方法，其特征在于，通过对气液分布器的可使用强度、气液接触界面的微观波动性程度以及气液分布器内部的电荷密度波动程度进行综合分析，评估气液分布器运行风险，根据气液分布器运行风险对气液分布器进行控制，具体为：
8.基于化工反应塔的气液分布器控制系统，用于实现权利要求1-7任一项所述的基于化工反应塔的气液分布器控制方法，其特征在于，包括可用强度评估模块、疲劳寿命预测模块、使用频率控制模块、界面波动评估模块、电荷波动评估模块以及风险预警控制模块；
...【技术特征摘要】
1.基于化工反应塔的气液分布器控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于化工反应塔的气液分布器控制方法，其特征在于，基于动态耦合响应模型分析液膜厚度与气体穿透率的动态关系，评估气液分布器的可使用强度，具体为：
3.根据权利要求2所述的基于化工反应塔的气液分布器控制方法，其特征在于，采集气液分布器的振动数据，使用时间序列分析和傅里叶变换提取振动数据中的关键频率成分，通过机器学习算法预测气液分布器的疲劳寿命，具体为：
4.根据权利要求3所述的基于化工反应塔的气液分布器控制方法，其特征在于，通过气液分布器的疲劳寿命和气液分布器的可使用强度确定气液分布器的安全使用频率，基于气液分布器的安全使用频率控制气液分布器的实际使用频率，具体为：
5.根据权利要求4所述的基于化工反应塔的气液分布器控制方法，其特征在于，基于对气液接触...
【专利技术属性】
技术研发人员：葛红军，杨伟东，沙嘉敏，徐丽梅，
申请(专利权)人：南通苏通分离工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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