一种减温减压阀及实现减温的方法与流程

本发明属于蒸汽热力管道，尤其涉及一种减温减压阀及实现减温的方法。

背景技术：

1、减温减压阀是一种用于控制流体温度和压力的装置，常用于工业过程中的流体控制系统。减温减压阀的类型包括安全阀、减压阀、调节阀和节流阀等。安全阀通过弹簧和活塞的组合，在系统压力超过设定值时释放过多的压力，以确保系统不会超压，减压阀通过阀芯和弹簧的调节，控制流体压力保持在设定的范围内，调节阀通过阀芯、执行机构和控制装置的协同工作，根据需要调节流体的温度和压力，节流阀通过限制流体的流速来降低流体的温度和压力，实现减温的方法包括引入冷却介质、使用膨胀节、调节混合阀和建立冷却循环系统等背景技术，冷却介质可以通过与流体进行热交换来降低其温度，常见的方式是通过换热器或冷却器实现，膨胀节能够承受高压力和高温度，通过压力和温度的变化来调节流体的温度和压力，混合阀用于控制冷却介质和流体的混合比例，以达到所需的温度，冷却循环系统通过循环冷却介质来降低流体的温度，包括循环泵、冷却装置和控制装置等组成部分。

2、但是现有的减温减压阀在控制过程中存在温度和压力控制不够精确的问题，在实际流程控制当中，误差会导致管道和阀体被损坏，特别是对于对温度和压力变化敏感的器件；在减温减压的过程中，热量和压强蕴含较大能量，这些能量不能重复利用将会导致能源的浪费，同时也会造成一定的环境影响；在减温减压的过程中缺少安全防护警报，容易造成安全隐患。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为了解决自动化效果较差与加工切割效率降低的问题，而提出的一种减温减压阀及实现减温的方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种减温减压阀及实现减温的方法，包括所述第一管道内通入蒸汽，所述第一管道的一端固定连接有过滤器，所述过滤器的一端固定连接有第二管道，所述第二管道的一端固定连接有法兰盘，所述法兰盘的一端固定连接有第三管道，所述第三管道的一端固定连接有闸阀，所述闸阀的一端固定连接有第四管道，所述第四管道的一端固定连接有第二法兰盘，所述第二法兰盘的一端固定连接有第五管道，所述第五管道的一端固定连接有减压阀，所述减压阀的一端固定连接有第六管道，所述第六管道的一端固定连接有第三法兰盘，所述第三法兰盘的一端固定连接有第七管道，所述第七管道的一端固定连接有蒸汽管，所述蒸汽管的一端固定连接有膨胀机，所述膨胀机的一端固定连接有冷却器,所述冷却器的一端固定连接有出口管道。

4、作为上述技术方案的进一步描述：

5、所述plc控制器通过线路依次连接有第一压力传感器、第二压力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、警报器。

6、作为上述技术方案的进一步描述：

7、所述所述蒸汽管的外表面固定连接有探照灯，所述蒸汽管的另一端外表面固定连接有警报器。

8、作为上述技术方案的进一步描述：

9、所述膨胀机固定连接有发电机所述第五管道的外表面固定连接有第一压力传感器，所述第六管道的外表面固定连接有第二压力传感器所述plc控制器通过温度传感器和压力传感器传来采集与过程相关的物理量，传感器将物理量转换为电信号，并将其发送给plc进行处理，plc接收到传感器发送的信号后，需要进行信号处理，将信号进行放大、滤波、线性化等操作，以确保得到准确的输入信号，接下来，plc根据模糊控制算法和模糊神经网络算法实现对压力和温度的精确控制，接着plc生成的控制信号将被发送到减压阀和冷却器，以实现减温减压过程的控制。

10、作为上述技术方案的进一步描述：

11、所述模糊控制算法的实现方法为：

12、(一)确定输入和输出变量；将输入变量温度设为(t)，压力设为(p)，将输出变量控制信号设为(u)，其中控制信号(u)用于调节减温和减压装置；

13、(二)确定模糊集合和隶属函数：

14、对于每个输入和输出变量，确定模糊集合和隶属函数，对于温度变量，使用高斯隶属函数，公式为：

15、

16、其中μ(x)是是隶属度函数，x是输入变量的值，c是高斯隶属函数的中心位置，α是控制主要高斯项的形状，β控制额外高斯项的形状，a控制额外高斯项的幅度，σ是高斯隶属函数的标准差，控制函数的宽度和形状；

17、(三)确定模糊规则：

18、基于专家知识或经验，确定一组模糊规则，将输入变量的模糊集合映射到输出变量的模糊集合；

19、(四)模糊推理：

20、根据当前的输入变量值，模糊推理使用模糊规则来确定输出变量的模糊集合；

21、(五)解模糊化：将模糊推理得到的模糊输出变量转换为具体的控制信号值，

22、其解模糊化公式所用到的公式为：

23、

24、公式(3)中u是解模糊化后的控制信号，w(x)为权重系数，用于调整每个模糊化结果的重要性，x是模糊化结果的取值，μ(x)是模糊化结果的隶属度函数，α调整添加项的影响程度，β用于调整添加项的影响程度。

25、作为上述技术方案的进一步描述：

26、所述自适应控制算法的实现方法为：

27、(一)系统建模：

28、热传导方程用于描述系统中温度的变化；减温减压系统输出的一维热传导方程为：

29、

30、其中为温度u关于时间t的偏导数，表示温度随时间的变化率，α为热扩散系数，表示物体的导热性能，为温度u关于空间坐标x的二阶偏导数，表示温度在空间上的曲率或梯度，s(x，t)表示源项，表示在空间位置x和时间t上的热源，q(x，t)为边界项，表示在空间位置x和时间t上的边界条件；

31、(二)控制器设计：

32、设计pid控制器，pid控制器的输出函数为：

33、

34、其中u(t)为控制器的输出，即控制信号，kp，ki，kd为比例、积分和微分增益，e(t)为误差信号，e(t)＝r(t)-x(t)，r(t)为期望的系统输出，x(t)为系统的实际输出，f(t)表示前馈项，用于提前补偿系统的动态响应，l(umax-umin)为限制项，以避免输出超出可接受的范围，umax和umin是输出信号的上限和下限，c为补偿项，用于校正系统中的偏差或非线性特性；

35、(三)自适应参数调整：

36、在控制过程中，根据系统的响应和误差，自动调整控制器的参数，自适应参数调整是基于模型参考自适应控制来进行的；

37、(四)控制过程：

38、在实际的减温减压控制过程中，输入实时的系统状态，经过自适应控制器计算得到控制信号，将控制信号应用于系统中，实现对温度和压力的控制。

39、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

40、1、本发明中，通过设置精确控制算法，使得对传感器信号进行实时分析和处理，实现更精确的温度和压力控制，通过对系统动态特性的建模和预测，使得可以可以根据实际需求调整减温减压阀的开度和调节范围，以实现更精确的控制。

41、2、本发明中，通过设置自动警报器，使得在进行减温减压操作时，警报器能够实时监控压力和温度的范围，通过压力和温度传感器收集温度和压力的信息，将信息传入plc控制器，接着经计算控制减压阀和冷却器的工作，自动报警系统可以提高减温减压系统的安全性和可靠性，通过及时检测和报警，系统操作人员可以更好地了解系统状态，并采取适当的措施来保护设备和人员的安全。自动报警系统的存在可以减少人为疏忽或错误导致的事故风险，并增加系统的可靠性和稳定性。

42、3.通过循环利用组件，在进行减温减压的过程中，膨胀机将流经的高温高压蒸汽经过能量转换驱动发电机工作，发电机工作为探照灯和警报器供电，由此可以实现能量的循环利用，能量循环利用可以提高减温减压系统的能源利用效率，通过回收和再利用废热或废压能，可以将原本被浪费的能量重新利用起来，增加系统的能源利用效率，这有助于降低能源成本，并减少对环境的影响。