一种蒸气高效利用的方法和系统与流程

本发明涉及一种蒸气高效利用的方法和系统，属于蒸气再利用节能。

背景技术：

1、节能减排就是节约能源、降低能源消耗、减少污染物的排放；在中国，建筑能耗占总能耗的四分之一以上，而且每年还在以1个百分点的速度增加，建设部统计数字显示，每年城乡建设新建房屋建筑面积近20亿平方米，其中80％以上为高耗能建筑；既有建筑近400亿平方米，95％以上是高能耗建筑。建筑能耗占全国总能耗的比例将从现在的27.6％快速上升到33％以上。新建建筑已经基本实现按节能标准设计，比例高达95.7％，而施工阶段执行节能设计标准的比例仅为53.8％。

2、新建建筑节能标准设计之一就是建筑的墙体保温，即置于建筑物外侧的保温层，大大减少了自然界温度、湿度、紫外线等对主体结构的影响。特别是由于温度对结构的影响，建筑物外围的热胀冷缩可能引起建筑物部分非结构构件的开裂，墙体采用外保温技术可以降低温度在结构内部产生的应力。另外，建筑墙体外保温不仅适用于北方需冬季采暖的建筑，也适用于南方需夏季隔热的空调建筑。即适用于砖混结构建筑砌体墙体的保温，也适用于剪力墙结构砼墙体的保温。既适用于新建建筑，也适用于既有建筑的节能改造。

3、目前常见的墙体保温材料包含如下：

4、1)聚苯乙烯(eps)墙体保温材料，其特点具有良好的保温隔热性能，同时还具有一定的防火性能和耐腐蚀性能；

5、2)挤塑聚苯板(xps)墙体保温材料，其特点具有更好的保温性能和防潮性能，不易吸水，但价格相对较高；

6、3)矿棉板墙体保温材料，其特点具有良好的隔热性能和防火性能，但重量较大，施工难度较大；

7、4)玻璃棉板墙体保温材料：具有良好的隔热性能和防火性能，同时还具有较好的吸音性能，但价格较高。

8、综合各种因素，不难看出聚苯乙烯是当前主要的墙体保温材料，以聚苯乙烯为材料生产的泡沫板不仅用于建筑物，还广泛地用于商品包装、产品运输等，由此可见其需求规模是非常庞大，其生产过程应该考虑对应的节能方案，为双碳目标尽一份力。“碳达峰”指在某一个时点，二氧化碳的排放不再增长达到峰值，之后逐步回落。“碳中和”指在一定时间内，通过植树造林、节能减排等途径，抵消自身所产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。

9、正如前面所述，聚苯乙烯是墙体保温的主要材料，但由原材料到墙体保温板的生成通常要经历如下流程：是由原料经过预发、熟化、成型、烘干和切割等制成，即可发性聚苯乙烯珠粒经过加热预发后产生泡沫颗粒，泡沫颗粒再经过熟化、成型和烘干等流程得到泡沫板。而熟化和成型过程中需要水蒸气对模具仓体内的泡沫颗粒加热，使得泡沫颗粒迅速膨胀，填满模具仓体，多余的水蒸气经过排气管道排出。

10、目前技术考虑不全面，具有以下弊端：为保证产品质量，通常往模具仓体注入的水蒸气流量是过量的，造成能源浪费，另外，如果多余的水蒸气排放到大气中，不但造成能源浪费，增加生产成本，还会污染环境，如何在保证良品率的前提下节省水蒸气用量，以及如何利用排出水蒸气减少能源浪费是需要解决的问题。

11、为解决上述问题之一，亟待一种蒸气高效利用的方法和系统。

技术实现思路

1、根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：如何实现在保证产品良品率的条件下，旨在节省水蒸气用量、降低生产成本和保护环境，为此提供一种蒸气高效利用的方法和系统。

2、本发明所述的水蒸气高效利用的方法，其特征在于，水蒸气流量控制仪根据产品质量得分和从仓体排出的水蒸气流量，或者根据产品质量得分，控制水蒸气输入管道输送到仓体的水蒸气流量，水蒸气流量控制仪的控制方式包括：自动控制或者非自动控制；

3、当水蒸气流量控制仪对应的控制方式为自动控制时，采用强化学习算法学习输入水蒸气到仓体的最佳水蒸气流量，通过学习到的流量来配置水蒸气流量控制仪的输出量；

4、当水蒸气流量控制仪对应的控制方式为非自动控制时，采用离线算法来实现流量控制。

5、优选地，采用强化学习算法学习输入水蒸气到仓体的最佳水蒸气流量，通过学习到的流量来配置水蒸气流量控制仪的输出量，具体为：

6、s1、仓体为环境；产品的质量得分、从仓体排出的水蒸气流量为状态(state，s)；根据产品质量得分和从仓体排出的水蒸气流量来确定奖赏值(reward，r)，例如，产品质量得分越高，排出的水蒸气流量越小，奖赏值就越大；往仓体注入的水蒸气流量为动作(action，a)；

7、s2、采用强化学习算法学习最佳策略及状态空间到动作空间的映射，映射值即水蒸气流量控制仪的输出量(也就是往仓体注入的水蒸气流量)。

8、优选地，采用离线算法来实现流量控制的具体方法为：

9、a1、设置水蒸气流量控制仪1的输出量为一个初始值(即设置一个初始的输出量)；

10、a2、针对给定的输出量进行n次生产，人工对每次生产的产品质量进行打分；

11、a3、根据n次打分结果计算均值和标准差；

12、a4、根据均值和标准差调整水蒸气流量控制仪的输出量，并记录输出量；

13、a5、根据输出量的统计特性，确定注入到仓体的水蒸气的最佳输入量。

14、优选地，所述仓体后接水蒸汽二次利用设备，水蒸气流量控制仪根据产品质量得分和从蒸汽二次利用设备排出的水蒸气流量，控制水蒸气输入管道输送到仓体的水蒸气流量。因要保证产品质量最终从仓体排出的水蒸气很难控制到零排出，排出的水蒸气可以用特定设备收集，并二次利用(即再利用)。例如，从仓体的水蒸气输出口安装一个水蒸气管道把排出的水蒸气引流到烘干室的烘干设备，用于产品烘干。

15、上述水蒸气流量控制仪可以把蒸汽二次利用设备纳入进来，即用二次利用后的水蒸气排出量来替换上述从仓体排出的水蒸气流量，来确定流量控制仪的输出量。

16、本发明所述的水蒸气高效利用的系统，其特征在于，包括水蒸气流量控制仪和仓体，所述仓体的水蒸气输入口通过水蒸气输入管道连通至水蒸气热源，所述水蒸气输入管道上安装有水蒸气流量控制仪，所述水蒸气流量控制仪用于控制从水蒸气输入管道注入到仓体的水蒸气流量，所述仓体的水蒸气输出口连接水蒸气输出管道，所述水蒸气输出管道用于排出仓体内多余的水蒸气。

17、优选地，在仓体的水蒸气输出口增加流量探测传感器，用于感知从仓体输出的水蒸气量；在仓体内或在仓体外按装一个红外设备用于探测产品质量，所述流量探测传感器、红外设备均与智能决策单元的信号输入端连接，所述水蒸气流量控制仪与智能决策单元的信号输出端连接。

18、优选地，所述水蒸气输出管道后接水蒸汽二次利用设备，所述蒸汽二次利用设备包括与水蒸气输出管道连接的水蒸气收集设备和烘干室，所述烘干室的水蒸气输入口连接至水蒸气收集设备的水蒸气输出口。

19、优选地，所述水蒸气输出管道后接水蒸汽二次利用设备，在蒸汽二次利用设备的水蒸气输出口增加流量探测传感器，用于感知从蒸汽二次利用设备输出的水蒸气量；在仓体内或在仓体外按装一个红外设备用于探测产品质量，所述流量探测传感器、红外设备均与智能决策单元的信号输入端连接，所述水蒸气流量控制仪与智能决策单元的信号输出端连接。

20、优选地，所述蒸汽二次利用设备包括与水蒸气输出管道连接的水蒸气收集设备和烘干室，所述烘干室的水蒸气输入口连接至水蒸气收集设备的水蒸气输出口，在烘干室的水蒸气输出口增加流量探测传感器。

21、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

22、本发明所述的水蒸气高效利用的方法和系统，在保证产品良品率的条件下，使得水蒸气高效利用，旨在节省水蒸气用量、降低生产成本和保护环境。

23、本发明所述的水蒸气高效利用的方法和系统，实现蒸汽的再利用，而利用完成后，蒸汽可无害的从排气管排出，实用性强。