一种露点动态监控预警方法及系统与流程

本发明涉及工业气体测控，尤其涉及一种露点动态监控预警方法及系统。

背景技术：

1、在氩气回收工艺系统中，露点作为衡量气体干燥程度的核心指标，直接影响回收氩气的纯度和后续工序的保护效果。现有露点监控方案普遍采用固定阈值的预警机制，即预先设定一个露点阈值，当传感器检测到露点超过该固定阈值时触发报警。该类方案在干燥机处于全新状态、管路工况稳定的条件下能够基本满足使用需求，但在实际长期运行过程中，干燥机内的吸附剂会随着工作时间延长逐渐饱和，且经过多次再生循环后吸附剂微孔结构发生不可逆损伤导致除湿容量逐步衰减，同时管路传输区段受环境温湿度变化、管壁温度波动、气体流速变化等因素影响，局部结露风险处于动态变化之中。固定阈值的预警机制无法感知上述系统状态的动态变化，当干燥效能下降或管路风险升高时，原有阈值已不再适应当前系统状态，导致预警触发滞后于实际风险，待报警触发时露点往往已出现大幅波动，严重时造成氩气纯度不达标；而当系统处于低负荷低风险工况时，固定阈值又存在过于保守的问题，频繁触发不必要的预警。

2、因此，亟需一种能够随系统运行状态自适应调整预警阈值的露点监控技术方案。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术中存在的缺点，而提出一种露点动态监控预警方法，包括：s1：获取氩气回收系统中干燥机的吸附剂运行参数以及管路传输区段的管路工况参数；

2、s2：根据所述吸附剂运行参数计算吸附剂有效干燥效能系数；

3、s3：根据所述管路工况参数计算管路结露风险加权系数；

4、s4：根据所述吸附剂有效干燥效能系数和所述管路结露风险加权系数对基准露点预警阈值进行修正，生成动态预警露点阈值；

5、s5：采集管路监测位置的实时露点测量值，将所述实时露点测量值与所述动态预警露点阈值进行比较，根据比较结果生成预警触发指令。

6、优选的，所述获取氩气回收系统中干燥机的吸附剂运行参数以及管路传输区段的管路工况参数包括：在干燥机入口位置采集入口水汽质量流量；通过计时器累计吸附剂当前周期的连续运行时长；通过计数器记录吸附剂投入使用以来的累计再生次数；在管路内壁表面布置温度传感器采集管壁温度数据；在管路截面布置流速传感器采集管内气体流速数据；在管路外部环境布置温湿度传感器采集环境水汽分压数据；在管路内部布置压力传感器采集管内气体水汽分压数据。

7、进一步优选的，所述根据所述吸附剂运行参数计算吸附剂有效干燥效能系数包括：读取参数存储单元中的吸附剂标称单周期工作时长参数；读取参数存储单元中的吸附剂标称最大再生次数参数；读取参数存储单元中的干燥机额定入口水汽质量流量参数；将时间衰减效应项、再生衰减效应项以及入口负荷效应项进行乘积运算，得到所述吸附剂有效干燥效能系数；所述时间衰减效应项对应吸附剂吸附容量随工作时间的饱和变化量，所述再生衰减效应项对应多次再生循环后吸附剂微孔结构损伤导致的容量下降量，所述入口负荷效应项对应入口水汽负荷偏离额定工况时吸附剂有效容量的消耗变化量。

8、进一步优选的，所述根据所述管路工况参数计算管路结露风险加权系数包括：读取参数存储单元中的参考温度差标定值参数；读取参数存储单元中的管路标称设计流速参数；读取参数存储单元中的标准大气压力参数；将壁温梯度风险项、流速影响风险项以及环境渗透风险项进行加权求和运算，得到所述管路结露风险加权系数；所述壁温梯度风险项对应管壁温度与气体露点差值驱动的壁面结露热力学驱动力，所述流速影响风险项对应气体流速变化引起的边界层水汽扩散程度变化量，所述环境渗透风险项对应管路内外水汽分压差驱动的水汽渗透通量。

9、进一步优选的，所述根据所述吸附剂有效干燥效能系数和所述管路结露风险加权系数对基准露点预警阈值进行修正包括：以干燥效能下降幅度和结露风险升高幅度作为修正输入量；以预警温度裕量作为修正幅度基准值；分别将干燥效能修正系数与干燥效能下降幅度相乘得到第一修正量，将结露风险修正系数与结露风险升高幅度相乘得到第二修正量；从基准露点预警阈值中减去所述第一修正量和所述第二修正量，得到所述动态预警露点阈值。

10、进一步优选的，所述根据比较结果生成预警触发指令包括：配置一级预警等级、二级预警等级以及三级预警等级；为每个预警等级配置对应的露点超出幅度区间；计算所述实时露点测量值与所述动态预警露点阈值的差值；判断所述差值落入的超出幅度区间，根据判断结果匹配对应的预警等级；生成与所述预警等级相对应的预警触发指令。

11、进一步优选的，所述方法还包括：根据预警触发指令携带的预警等级信息生成对应的工艺调控参数；将干燥机再生提前启动指令发送至干燥机再生控制单元；将吸附塔切换时序调整指令发送至吸附塔切换控制单元；将管路流量分配调整指令发送至管路流量调节单元；将管壁加热补偿启动指令发送至管路伴热控制单元。

12、进一步优选的，所述方法还包括：按照预先设定的采样时间间隔存储历史运行数据集，所述历史运行数据集包含各时刻的吸附剂运行参数、管路工况参数、吸附剂有效干燥效能系数、管路结露风险加权系数、动态预警露点阈值以及实时露点测量值；记录每次预警触发事件的触发时刻、触发阈值以及后续实际露点变化轨迹；统计预先设定的统计周期内的预警准确率以及漏报率；根据所述预警准确率以及所述漏报率采用迭代优化算法对时间衰减权重因子、时间衰减形状因子、再生衰减权重因子、入口负荷影响因子、壁温梯度影响权重、流速影响权重、环境渗透影响权重、干燥效能修正系数以及结露风险修正系数进行自适应校准；将校准后的时间衰减权重因子、时间衰减形状因子、再生衰减权重因子、入口负荷影响因子、壁温梯度影响权重、流速影响权重、环境渗透影响权重、干燥效能修正系数和结露风险修正系数作为更新后的参数值。

13、一种露点动态监控预警系统，应用于上述任意一项所述的露点动态监控预警方法，包括：数据采集模块、干燥效能计算模块、管路风险评估模块、动态阈值生成模块以及预警判定模块；所述数据采集模块用于获取氩气回收系统中干燥机的吸附剂运行参数以及管路传输区段的管路工况参数，以及采集管路监测位置的实时露点测量值；所述干燥效能计算模块用于根据所述吸附剂运行参数计算吸附剂有效干燥效能系数；所述管路风险评估模块用于根据所述管路工况参数计算管路结露风险加权系数；所述动态阈值生成模块用于根据所述吸附剂有效干燥效能系数和所述管路结露风险加权系数对基准露点预警阈值进行修正，生成动态预警露点阈值；所述预警判定模块用于将所述实时露点测量值与所述动态预警露点阈值进行比较，根据比较结果生成预警触发指令。

14、进一步优选的，所述数据采集模块的输出端与所述干燥效能计算模块的输入端以及所述管路风险评估模块的输入端连接；所述干燥效能计算模块的输出端与所述动态阈值生成模块的第一输入端连接；所述管路风险评估模块的输出端与所述动态阈值生成模块的第二输入端连接；所述动态阈值生成模块的输出端与所述预警判定模块的阈值输入端连接；所述数据采集模块的露点数据输出端与所述预警判定模块的测量值输入端连接；所述系统还包括工艺调控模块和参数自校准模块；所述工艺调控模块的输入端与所述预警判定模块的输出端连接，所述工艺调控模块用于根据预警触发指令生成多路工艺调控信号；所述参数自校准模块的输入端与所述数据采集模块的历史数据输出端以及所述预警判定模块的预警记录输出端连接，所述参数自校准模块的输出端与所述干燥效能计算模块的参数配置端、所述管路风险评估模块的参数配置端和所述动态阈值生成模块的参数配置端连接，所述参数自校准模块用于根据历史运行数据以及预警效果记录对模型参数进行迭代校准。

15、技术效果包括：

16、本发明通过吸附剂有效干燥效能系数反映干燥机除湿能力的动态衰减，通过管路结露风险加权系数反映传输区段的局部结露风险变化，再利用上述两个系数共同对基准预警阈值进行双向修正，生成随系统运行状态实时变化的动态预警露点阈值。相较于传统固定阈值方案，本发明能够在干燥效能下降或管路风险升高时自动降低预警阈值，实现风险前置预警，避免露点失控后才触发报警；在系统处于低风险工况时维持相对宽松的阈值，减少不必要的预警触发。该方案解决了固定阈值预警机制无法适配系统动态状态变化的核心问题，提升了氩气回收过程露点监控的预警及时性与准确性。