基于PSI动态模型与模糊阈值判定的循环冷却水结垢动态预警方法及系统与流程

本发明涉及工业循环冷却水结垢监测，具体地说，涉及基于psi动态模型与模糊阈值判定的循环冷却水结垢动态预警方法及系统。

背景技术：

1、工业循环冷却水结垢监测技术是一项重要的技术，具体应用于工业循环冷却水系统的结垢风险实时判定与预警环节，通过psi动态模型与模糊阈值适配实现结垢精准预警。循环冷却水结垢趋势判定以帕科拉兹指数psi为核心指标，需依托总碱度、钙硬度、总溶解固体等水质参数开展计算，由于上述关键水质参数仅能通过实验室离线化验获取、无法实现在线连续监测，导致psi指数计算与结垢判定存在显著滞后性，进而难以结合阻垢剂投加工况、补水水源切换及季节水质波动实现psi临界阈值动态适配与结垢风险实时预警，为了解决这一技术问题，于是我们提供了基于psi动态模型与模糊阈值判定的循环冷却水结垢动态预警方法及系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于psi动态模型与模糊阈值判定的循环冷却水结垢动态预警方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明目的之一在于，提供了基于psi动态模型与模糊阈值判定的循环冷却水结垢动态预警方法，包括以下步骤：

3、s1、建立结垢趋势诊断模型，以帕科拉兹指数为诊断指标，结合水温、总溶解固体、钙硬度以及总碱度水质参数分别计算碳酸钙饱和平衡ph值与平衡ph值，通过碳酸钙饱和平衡ph值与平衡ph值之间的关系确定用于判断结垢倾向的psi值；

4、s2、未投加阻垢剂时采用常规稳定阈值作为结垢判断依据，投加阻垢剂时通过循环水动态模拟试验确定系统结垢临界点与极限浓缩倍率，检测对应水质参数并反演计算，得到该工况下的psi临界阈值；

5、s3、搭建动态实时psi监测指标转换体系，将psi计算中在线监测的总碱度、钙硬度和总溶解固体指标转换为ph值、电导率与水温指标；

6、s4、选取固定时间跨度的水质分析数据，将钙硬度、总溶解固体与电导率建立线性模糊关联模型，将总碱度与ph值、电导率通过多元线性回归方法构建模糊关联模型；

7、s5、水源组成固定时按周期采集水质分析数据修正模糊关联模型，以适配季节水质变化，水源发生切换时重新建立模糊关联模型，基于在线监测的水温、ph值以及电导率数据，经模糊关联模型换算后实时计算psi值，依据临界阈值判定结垢趋势，实现循环冷却水结垢的连续监测与预警。

8、本发明目的之二在于，提供了一种用于实现包括上述任意一项所述的基于psi动态模型与模糊阈值判定的循环冷却水结垢动态预警方法的系统，包括：

9、数据采集单元通过在线监测仪表持续获取循环冷却水系统的实时水温、实时ph值与实时电导率数据；

10、数据转换单元内存储有模糊关联模型组，所述数据转换单元（2）被配置为调用所述模糊关联模型组将实时电导率数据通过第一线性模糊关联模型与第二线性模糊关联模型分别转换为虚拟钙硬度与虚拟总溶解固体数据，并将接收到的实时ph值与实时电导率数据通过多元线性回归模糊关联模型转换为虚拟总碱度数据；

11、计算与诊断单元内集成有结垢趋势诊断模型并预存有psi临界阈值，所述计算与诊断单元被配置为接收所述虚拟钙硬度、虚拟总溶解固体、虚拟总碱度数据以及实时水温数据，调用所述结垢趋势诊断模型实时计算得到实时psi值，并将该实时psi值与所述psi临界阈值进行比对以判定结垢趋势；

12、预警与响应单元根据所述计算与诊断单元的判定结果，在实时psi值超过psi临界阈值时，根据超出程度触发不同级别的预警信号。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果：

14、本发明通过构建在线监测参数模糊转换模型与psi动态计算方法，将传统依赖实验室离线化验的结垢监测转变为实时在线计算，有效消除检测滞后性，可全天候精准反映循环冷却水系统结垢趋势，依托动态阈值适配机制，能根据补水水源、阻垢剂投加及季节水质波动自动调整预警阈值，显著提升结垢预警的准确性与工况适应性，实现结垢风险自动化、智能化预警，可提前识别结垢早期征兆，便于及时调控系统运行参数与药剂投加，有效延缓设备结垢、延长换热设备使用寿命，提升循环冷却水系统运行稳定性与换热效率。

1.基于psi动态模型与模糊阈值判定的循环冷却水结垢动态预警方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于psi动态模型与模糊阈值判定的循环冷却水结垢动态预警方法，其特征在于：s2中，所述通过循环水动态模拟试验确定系统结垢临界点与极限浓缩倍率，具体过程为：

3.根据权利要求2所述的基于psi动态模型与模糊阈值判定的循环冷却水结垢动态预警方法，其特征在于：所述psi临界阈值被应用于构建动态预警体系，动态预警体系基于动态实时psi监测指标转换体系，通过在线监测仪表持续采集循环冷却水系统的实时水温、实时ph值与实时电导率数据，并利用模糊关联模型将所述实时水温、实时ph值与实时电导率数据换算为计算psi值所必需的虚拟总碱度、虚拟钙硬度与虚拟总溶解固体数据，实时计算，得出当前系统的实时psi值，所述动态预警体系将实时psi值与所述psi临界阈值进行连续比对，当实时psi值超过所述psi临界阈值，则自动触发结垢预警信号。

4.根据权利要求3所述的基于psi动态模型与模糊阈值判定的循环冷却水结垢动态预警方法，其特征在于：动态实时psi监测指标转换体系通过历史周期采集的钙硬度、总溶解固体、总碱度、水温、ph值及电导率数据的水质分析数据集，建立钙硬度与电导率之间的线性模糊关联模型，建立总溶解固体与电导率之间的线性模糊关联模型，并建立总碱度与ph值、电导率之间的多元线性回归模糊关联模型，形成模糊关联模型组。

5.根据权利要求4所述的基于psi动态模型与模糊阈值判定的循环冷却水结垢动态预警方法，其特征在于：所述建立模糊关联模型组的过程是：

6.根据权利要求5所述的基于psi动态模型与模糊阈值判定的循环冷却水结垢动态预警方法，其特征在于：s5中设置有模型修正机制，当循环冷却水系统的补水水源组成固定时，按预设周期采集包含钙硬度、总溶解固体、总碱度、水温、ph值及电导率的完整水质分析数据，利用完整水质分析数据对所述第一线性模糊关联模型、第二线性模糊关联模型及多元线性回归模糊关联模型的参数进行重新拟合与修正，以适配因季节变化等因素引起的水质波动。

7.根据权利要求6所述的基于psi动态模型与模糊阈值判定的循环冷却水结垢动态预警方法，其特征在于：当触发结垢预警信号时，同步启动水源与模型检查流程，水源与模型检查流程判断近期是否执行过水源切换操作，若已切换，则重新建立模糊关联模型组，若未切换则自动启动水质分析数据采集与模型修正过程，利用最新的化验数据对模糊关联模型组进行修正。

8.根据权利要求7所述的基于psi动态模型与模糊阈值判定的循环冷却水结垢动态预警方法，其特征在于：将实时psi值超过psi临界阈值的程度划分为不同的预警级别；

9.根据权利要求8所述的基于psi动态模型与模糊阈值判定的循环冷却水结垢动态预警方法，其特征在于：持续计算并输出实时psi值，实时psi值的计算由结垢趋势诊断模型进行，虚拟钙硬度与虚拟总溶解固体数据通过所述第一线性模糊关联模型与第二线性模糊关联模型，由实时电导率数据换算获取，虚拟总碱度数据是通过所述多元线性回归模糊关联模型，由实时ph值与实时电导率数据共同获取，最终结合实时水温数据完成计算。

10.一种用于实现包括权利要求1-9中任意一项所述的基于psi动态模型与模糊阈值判定的循环冷却水结垢动态预警方法的系统，其特征在于，包括：