一种气体流量自动调节系统的制作方法

    技术2025-12-08  2


    本发明涉及流量调节领域,更具体的说是涉及一种气体流量自动调节系统。


    背景技术:

    1、废水处理池上方通常会设置顶盖以密封废水处理池,处理池内的废水产生的废气被集中在顶盖内,各个废水处理池上设置有排气管道,通过排气管道来排出废气。

    2、废水处理池中产生的废气中含有硫化氢、氨气等有害气体,当硫化氢和氨气等有害气体的浓度较大时,需要通过加大流量来提高对顶盖内废气的排气效率。现有的调节排气效率的方式为手动控制排气管道的阀门的开合大小来实现流量的调节,人工手动调节的效率低,准确度不高,且有害气体浓度变化较快时,需要调节人员频繁进行调节,耗时耗力,人工成本高。


    技术实现思路

    1、针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种气体流量自动调节系统,该自动调节系统能够根据顶盖内有害气体的浓度来自动对管道的流量进行调节,调节效率高、调节准确度高,有利于降低人工成本。

    2、为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种气体流量自动调节系统,其特征在于:包括总管、若干支管、检测模块、阀门调节模块、抽气模块以及控制终端,所述支管一端与所述总管连接,另一端伸入到处理池上方的顶盖内,各个所述支管上均设置有阀门;

    3、所述检测模块包括若干检测单元,各个所述检测单元分别位于各个所述顶盖内,所述检测模块每隔预设的检测时间通过所述检测单元检测一次各个所述顶盖内的有害气体浓度值,并生成浓度信息发送至所述控制终端,所述浓度信息包括有害气体浓度值以及对应的处理池;

    4、所述阀门调节模块包括若干阀门调节单元,各个所述阀门调节单元分别位于各个所述支管上,所述阀门调节模块用于接收所述控制终端的阀门调节信息并通过所述阀门调节单元调节所述阀门的开启大小,所述阀门调节信息包括各个所述阀门的开启值;

    5、所述抽气模块设置于所述总管上,所述抽气模块用于对各个所述支管进行抽气,所述抽气模块接收所述控制终端的抽气信息后根据所述抽气信息调节抽气功率,所述抽气信息包括抽气功率值;

    6、所述控制终端配置流量控制策略,所述控制终端内预设有流量调节表,所述流量控制策略包括所述控制终端接收到浓度信息后,根据浓度信息查询所述流量调节表得到对应的阀门调节信息和抽气信息,并将所述阀门调节信息发送至所述阀门调节模块,将所述抽气信息发送至所述抽气模块。

    7、作为本发明的进一步改进,所述流量调节表内储存有总浓度区间、各个阀门的开启区间、各个所述总浓度区间对应的总开启值以及各个所述总浓度区间对应的抽气功率;

    8、所述流量控制策略具体包括抽气信息生成步骤和阀门调节信息生成步骤,所述抽气信息生成步骤包括所述控制终端接收到浓度信息后将各个有害气体浓度值相加得到总浓度值,根据所述总浓度值查询所述流量调节表得到对应的所述总浓度区间、所述总浓度区间对应的总开启值以及所述总浓度区间对应的抽气功率,根据所述抽气功率生成抽气信息发送至所述抽气模块;所述阀门调节信息生成步骤包括计算各个处理池的有害气体浓度值之间的比值,并将所述总开启值按照比值进行分配得到各个处理池对应的阀门的开启初值,根据所述开启初值查询所述流量调节表得到对应的开启区间,选择开启区间的一个值作为所述开启值,根据各个所述开启值与对应的所述阀门生成阀门调节信息并发送至所述阀门调节模块。

    9、作为本发明的进一步改进,该自动调节系统还包括有流量反馈模块,所述流量反馈模块包括有若干流量反馈单元,各个所述流量反馈单元分别位于各个所述支管上,所述流量反馈模块用于接收所述控制终端的检测指令后通过各个所述流量反馈单元检测各个支管的实际流量值,并生成流量信息发送至所述控制终端,所述流量信息包括实际流量值以及对应的支管;

    10、所述流量调节表还储存有每个处理池的各个浓度区间,以及各个浓度区间对应的各个支管的所需流量值;

    11、所述流量控制策略还包括所需流量值确定步骤和反馈调节步骤,所述所需流量值确定步骤包括所述控制终端接收到浓度信息后根据各个处理池的有害气体浓度值查询所述流量调节表得到各个处理池对应的浓度区间以及对应的所需流量值,所述反馈调节步骤包括所述控制终端将所述抽气信息和所述阀门调节信息分别发送至所述抽气模块和所述阀门调节模块后,延时向所述流量反馈模块发送检测指令,所述控制终端收到所述流量信息后,将各个支管的实际流量值与对应的所需流量值进行比较,当有任意一个支管的实际流量值小于对应的所需流量值时,增大流量调节表中各个所述总浓度区间对应的抽气功率,并根据新的抽气功率重新执行所述流量控制策略。

    12、作为本发明的进一步改进,该自动调节系统还包括有用户终端,所述用户终端与所述控制终端通讯连接,所述控制终端接收到浓度信息和流量信息后将所述浓度信息和流量信息发送至所述用户终端,所述用户终端接收到用户进行查询操作后生成查询指令并发送至所述控制终端,所述控制终端接收查询指令后主动向所述检测模块和所述流量反馈模块获取浓度信息和流量信息并发送至所述用户终端。

    13、作为本发明的进一步改进,所述检测模块通过检测单元检测有害气体浓度值时同时检测温度值和湿度值,并生成温湿度信息发送至控制终端,所述控制终端接收到温湿度信息后将温湿度信息发送至用户终端,所述温湿度信息包括温度值、湿度值以及对应的处理池。

    14、作为本发明的进一步改进,还配置有阀门调节策略,所述阀门调节策略采用如下步骤进行调节:

    15、步骤1,根据预设的初始开度指示所述阀门调节模块进行阀门开度调节;

    16、步骤2,采集各个处理池内的检测参数,并根据预设的价值策略计算以确定开度价值组;

    17、步骤3,当开度价值小于预设的最优开度价值时,根据开度价值组生成阀门修正指令,并根据阀门修正指令调节各个阀门开度;

    18、步骤4,根据阀门修正值和预设的阀门关联代价计算策略进行计算,根据预设的阀门关联代价计算策略计算,以确定开度调节代价组;

    19、步骤5,根据开度调节代价组和开度价值组进行计算以确定开度收益组;

    20、步骤6,根据开度收益组和预设的良好收益区间进行比较,以确定新的阀门开度修正指令。

    21、作为本发明的进一步改进,所述价值策略采用如下公式进行计算:

    22、

    23、λc=|di-δa|/δi,

    24、

    25、其中,kv表示开度价值组中第v个开度价值,cd表示处理池内有害气体浓度下降比例,αc表示抽气功率,λc表示处理池气体浓度的检测可靠系数,f(ci)表示第i个处理池内的有害气体浓度随时间变化函数,f(c)表示预设的基准有害气体浓度随时间变化函数,α1表示预设的温度价值权重,tc表示处理池实际检测温度与预设理想价值温度的差值权数,α2表示预设的湿度价值权重,rhc表示处理池实际检测湿度与预设理想价值湿度的差值权数,pd表示处理池实际检测气压对应的处理浓度减益,δc表示预设的减益占比,di表示处理池检测的气体浓度,δa表示多个处理池检测的气体浓度均值,δi表示检测位置距离。

    26、作为本发明的进一步改进,根据开度价值组生成阀门修正指令时包括:

    27、根据开度价值组中每个阀门的开度价值从预设的修正指令表中调取相应的修正指令;

    28、所述修正指令包括连续变化的修正子指令,每个修正子指令的变化量为阀门的最小开度调整量;

    29、根据处理池检测的有害气体浓度以及修正策略进行阀门开度修正。

    30、作为本发明的进一步改进,所述阀门关联代价计算策略采用如下公式进行计算:

    31、

    32、其中,kl表示被控阀门的代价值,βi表示预设第i个阀门的代价影响权重,d每个阀门与被控阀门的距离总和,di表示第i个阀门到被控阀门的距离,ki表示第i个处理池对应开度价值的变化量。

    33、作为本发明的进一步改进,根据开度调节代价组和开度价值组进行计算以确定开度收益组时,采用如下公式进行计算并进行收益分配:

    34、

    35、

    36、其中,pl表示第l个阀门的开度收益,kl表示关联代价组总的代价值,kv表示开度价值组中第v个开度价值,xl表示第l个阀门的开度收益分配占比,xl表示总的阀门开度收益,pl表示总的阀门开度收益。

    37、本发明的有益效果:

    38、1、通过检测模块、阀门调节模块、抽气模块以及控制终端的设置,当检测模块定期检测各个处理池上方顶盖内的有害气体的浓度并发送给控制终端,定期检测能够降低检测频率,有利于延长检测单元的使用寿命。控制终端根据有害气体的浓度控制阀门调节模块对阀门的开启大小进行调节,同时控制抽气模块的抽气功率,从而调节各个支管的流量,实现了根据顶盖内有害气体的浓度来自动对管道的流量进行调节,调节效率高。根据检测得到的具体浓度值调整阀门的具体开启值,调节准确度高,调节过程可实现完全自动调节,有利于降低人工成本;

    39、2、根据处理池内的实际检测气压所对应处理浓度减益进行相应的气压调节,当处理池内的负压值超过微负压时,检测气压所对应处理浓度减益数值降低,当处理池内的负压低于微负压时,检测气压所对应处理浓度减益数值增加,以使得处理池动态处于微负压状态,有助于处理池和外部形成气压差,以使得有害气体能够集中于处理池内不易发生外溢。

    40、3、通过自动调节阀门开度,使得阀门可以根据气体浓度的变化进行自动调节,从而可以对风机进行调频,降低风机所需的能耗,满足有害气体有效排出的同时起到节能的作用。


    技术特征:

    1.一种气体流量自动调节系统,其特征在于:包括总管、若干支管、检测模块(1)、阀门调节模块(2)、抽气模块(3)以及控制终端(4),所述支管一端与所述总管连接,另一端伸入到处理池上方的顶盖内,各个所述支管上均设置有阀门;

    2.根据权利要求1所述的一种气体流量自动调节系统,其特征在于:所述流量调节表内储存有总浓度区间、各个阀门的开启区间、各个所述总浓度区间对应的总开启值以及各个所述总浓度区间对应的抽气功率;

    3.根据权利要求2所述的一种气体流量自动调节系统,其特征在于:该自动调节系统还包括有流量反馈模块(5),所述流量反馈模块(5)包括有若干流量反馈单元(51),各个所述流量反馈单元(51)分别位于各个所述支管上,所述流量反馈模块(5)用于接收所述控制终端(4)的检测指令后通过各个所述流量反馈单元(51)检测各个支管的实际流量值,并生成流量信息发送至所述控制终端(4),所述流量信息包括实际流量值以及对应的支管;

    4.根据权利要求3所述的一种气体流量自动调节系统,其特征在于:该自动调节系统还包括有用户终端(6),所述用户终端(6)为移动式终端,所述用户终端(6)与所述控制终端(4)通讯连接,所述控制终端(4)接收到浓度信息和流量信息后将所述浓度信息和流量信息发送至所述用户终端(6),所述用户终端(6)接收到用户进行查询操作后生成查询指令并发送至所述控制终端(4),所述控制终端(4)接收查询指令后主动向所述检测模块(1)和所述流量反馈模块(5)获取浓度信息和流量信息并发送至所述用户终端(6)。

    5.根据权利要求4所述的一种气体流量自动调节系统,其特征在于:所述检测模块(1)通过检测单元(11)检测有害气体浓度值时同时检测温度值和湿度值,并生成温湿度信息发送至控制终端(4),所述控制终端(4)接收到温湿度信息后将温湿度信息发送至用户终端(6),所述温湿度信息包括温度值、湿度值以及对应的处理池。

    6.根据权利要求5所述的一种气体流量自动调节系统,其特征在于:还配置有阀门调节策略,所述阀门调节策略采用如下步骤进行调节:

    7.根据权利要求6所述的一种气体流量自动调节系统,其特征在于:所述价值策略采用如下公式进行计算:

    8.根据权利要求6所述的一种气体流量自动调节系统,其特征在于,根据开度价值组生成阀门修正指令时包括:

    9.根据权利要求6所述的一种气体流量自动调节系统,其特征在于,所述阀门关联代价计算策略采用如下公式进行计算:

    10.根据权利要求6所述的一种气体流量自动调节系统,其特征在于:根据开度调节代价组和开度价值组进行计算以确定开度收益组时,采用如下公式进行计算并进行收益分配:


    技术总结
    本发明公开了一种气体流量自动调节系统,其技术方案要点是包括总管、若干支管、检测模块、阀门调节模块、抽气模块以及控制终端,检测模块每隔预设的检测时间检测一次各个顶盖内的有害气体浓度值,并生成浓度信息发送至控制终端,阀门调节模块用于接收控制终端的阀门调节信息并调节阀门的开启大小,抽气模块设置于总管上,抽气模块接收控制终端的抽气信息后根据抽气信息调节抽气功率,控制终端配置流量控制策略,流量控制策略包括控制终端接收到浓度信息后,查询流量调节表得到对应的阀门调节信息和抽气信息。本申请能够根据顶盖内有害气体的浓度自动对管道流量准确调节,降低人工成本的同时使得处理池处于微负压状态,降低有害气体外溢的概率。

    技术研发人员:张欣,杜炯,董磊,李庆桂,郑贤正,戴小平
    受保护的技术使用者:上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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