氮塞预警及自动处置控制方法及相关装置与流程

本申请属于工业过程控制，尤其涉及一种氮塞预警及自动处置控制方法及相关装置。

背景技术：

1、在lng（液化天然气）液化工艺和lng接收站再气化工艺中，冷箱是实现天然气深低温液化的换热设备。以常见的丙烷预冷混合制冷剂液化工艺为例，冷箱内部由数百层铝制板翅叠加钎焊形成多条相互隔离的换热通道，原料天然气在其中与混合制冷剂进行逆流换热，温度从常温逐步降低至约-162°c实现液化。在实际运行中，原料天然气中不可避免含有微量氮气。由于氮气沸点为-196°c，远低于冷箱操作温度（约-162°c），氮气在冷箱深低温段无法液化，以气态形式逐渐在换热通道冷端积聚，形成气相气阻，占据通道有效流通截面，阻碍液态烃类正常流动，导致局部传热效率逐步恶化。这一现象在lng工业中被称为氮塞。

2、现有技术针对氮塞的检测与控制主要采用单参数固定阈值报警法，即对某个关键参数设置固定的报警阈值，当该参数超过阈值时触发报警并执行统一的处置流程。然而，不同运行工况下正常参数范围的变化是不同的，使得同一个参数的波动幅度在高负荷运行状态下属于正常波动，而在低负荷运行状态下则可能具有异常信号特征。在此情况下，现有检测机制在高负荷运行期间频繁将正常波动判定为异常并触发不必要的处置动作，在低负荷或稳定运行期间对真正的早期氮塞信号识别不足，导致氮塞逐步发展至严重阶段才被发现，进而导致氮塞预警的精确性低下的问题。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种氮塞预警及自动处置控制方法及相关装置，可以解决现有技术针对氮塞的检测与控制主要采用单参数固定阈值报警法，导致氮塞预警的精确性低下的问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种氮塞预警及自动处置控制方法，包括：

3、获取冷箱各测量点的多参数实时数据；

4、确定所述多参数实时数据对应的计算数据；其中，所述多参数实时数据对应的计算数据包括热偏离度数据、异常模式数据、传感器可信度数据以及工艺安全等级数据；所述热偏离度数据用于反映所述多参数实时数据与历史时间窗口统计特性之间的差异程度；所述异常模式数据用于反映当前数据组合呈现的异常模式在历史时期内的罕见程度；所述传感器可信度数据用于反映当前传感器基于同一换热段内相邻传感器测量一致性的数据可信度权重；所述工艺安全等级数据用于反映所述多参数实时数据对应的氮塞危害等级；

5、基于所确定的计算数据确定氮塞风险数据；

6、获取冷箱的运行数据并计算当前运行工况数据；

7、基于所述运行工况数据计算应急处置阈值和增强监测阈值；

8、基于所述氮塞风险数据与所述应急处置阈值、所述增强监测阈值之间的比较结果进行分级处理。

9、本申请实施例中上述的技术方案，至少具有如下技术效果：

10、本申请提供的氮塞预警及自动处置控制方法，通过确定多参数实时数据对应的热偏离度数据、异常模式数据、传感器可信度数据和工艺安全等级数据中的计算数据，基于所确定的计算数据确定氮塞风险数据，能够基于多维度对每组多参数实时数据的氮塞风险程度进行综合量化评估，有利于提高对早期氮塞信号的识别精度；通过传感器可信度数据弱化一致性偏差较大的传感器数据对氮塞风险数据确定过程的影响，有利于降低因传感器故障或漂移导致误判出现的可能性。通过获取冷箱的运行数据并计算当前运行工况数据，基于运行工况数据计算应急处置阈值和增强监测阈值，使两项阈值的计算过程与运行工况数据关联，有利于使阈值适应不同运行状态下的参数波动特征，降低因运行工况变化导致误报或漏报出现的可能性。通过基于氮塞风险数据与应急处置阈值、增强监测阈值之间的比较结果进行分级处理，能够根据氮塞风险数据相对于两项阈值的位置执行不同级别的处置动作，实现与氮塞风险程度相匹配的差异化自动处置，有利于在保障氮塞响应及时性的同时降低误报率，进而提高氮塞预警的精确性。

11、第二方面，本申请实施例提供了一种氮塞预警及自动处置控制系统，应用于氮塞预警装置，用于实现上述第一方面中任一项所述的氮塞预警及自动处置控制方法，所述氮塞预警及自动处置控制系统，包括：

12、获取单元，用于获取冷箱各测量点的多参数实时数据；

13、分析单元，用于确定所述多参数实时数据对应的计算数据；其中，所述多参数实时数据对应的计算数据包括热偏离度数据、异常模式数据、传感器可信度数据以及工艺安全等级数据；所述热偏离度数据用于反映所述多参数实时数据与历史时间窗口统计特性之间的差异程度；所述异常模式数据用于反映当前数据组合呈现的异常模式在历史时期内的罕见程度；所述传感器可信度数据用于反映当前传感器基于同一换热段内相邻传感器测量一致性的数据可信度权重；所述工艺安全等级数据用于反映所述多参数实时数据对应的氮塞危害等级；

14、计算单元，用于基于所确定的计算数据确定氮塞风险数据；

15、采集单元，用于获取冷箱的运行数据并计算当前运行工况数据；

16、生成单元，用于基于所述运行工况数据计算应急处置阈值和增强监测阈值；

17、处理单元，用于基于所述氮塞风险数据与所述应急处置阈值、所述增强监测阈值之间的比较结果进行分级处理。

18、第三方面，本申请实施例提供了一种氮塞预警装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面中任一项所述的氮塞预警及自动处置控制方法。

19、可以理解的是，上述第二方面至第三方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

1.一种氮塞预警及自动处置控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的氮塞预警及自动处置控制方法，其特征在于，所述运行数据包括当前生产负荷率与设计处理量的比值、冷箱趋近温度偏差系数、距上次温态再生时间与设计再生周期的比值以及进料氮气摩尔分数变化率；所述获取冷箱的运行数据并计算当前运行工况数据，包括：

3.如权利要求1所述的氮塞预警及自动处置控制方法，其特征在于，所述基于所述运行工况数据计算应急处置阈值和增强监测阈值，包括：

4.如权利要求1所述的氮塞预警及自动处置控制方法，其特征在于，所述基于所述氮塞风险数据与所述应急处置阈值、所述增强监测阈值之间的比较结果进行分级处理，包括：

5.如权利要求4所述的氮塞预警及自动处置控制方法，其特征在于，所述若所述氮塞风险数据低于所述应急处置阈值且不低于所述增强监测阈值，则进行聚合趋势分析处理，包括：

6.如权利要求1所述的氮塞预警及自动处置控制方法，其特征在于，所述基于所确定的计算数据确定氮塞风险数据，包括：

7.如权利要求4所述的氮塞预警及自动处置控制方法，其特征在于，所述紧急控制动作包括：

8.如权利要求4所述的氮塞预警及自动处置控制方法，其特征在于，所述等待期内暂不重复执行当前级别的控制动作且保留向上升级响应等级的通道，包括：

9.如权利要求4所述的氮塞预警及自动处置控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

10.一种氮塞预警装置，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至9任一项所述的方法。