一种仓泵输灰防堵管系统及防堵控制方法与流程

本发明涉及气力输灰防堵智能控制，具体涉及一种仓泵输灰防堵管系统及防堵控制方法，主要适用于火电厂、化工、冶金等行业的正压浓相仓泵气力输灰管路的智能防堵、自动清堵运维场景。

背景技术：

1、仓泵式浓相气力输灰是工业领域干灰物料输送的主流技术，以压缩空气为动力载体，将仓泵内的粉煤灰等粉状物料沿密闭管路输送至储灰设备，具备输送量大、密封性好、物料损耗低、基础自动化程度高的优势，被广泛应用于各大工业生产场景。但在实际长期运行过程中，受粉煤灰湿度不均、输灰气源压力波动、灰气配比失衡、长距离管路阻力渐变、环境温度变化等多重因素影响，输送管路内部极易出现粉状物料缓慢沉积、聚集粘连的情况，逐步形成稳定灰栓，若无法及时干预，会快速发展为管路堵管故障。

2、当前行业内传统输灰防堵技术主要采用全域恒压持续助吹、固定点位手动吹扫、定时批量吹扫三种模式，存在显著的技术短板。其一，监测方式粗放单一，仅能够识别输灰管路整体压力异常，无法精准捕捉局部管段的微弱压力波动，难以定位初生灰栓的具体位置，只能在堵管完全成型、系统压力大幅异常后感知故障，干预时机严重滞后；其二，控制逻辑固化死板，多采用定时、定量、定压的统一吹扫策略，无法根据管路实时堵塞状态自适应调整作业参数，存在大量无效补气作业，系统能耗偏高，同时长期无效气流冲刷会加剧管路内壁磨损；其三，运维自动化程度低，重度堵管发生后需停机开展人工清堵作业，不仅大幅降低输灰系统连续运行效率，频繁的设备启停还会加速仓泵、空压机、输送管路等设备老化，显著提升设备运维成本与停机损失。

3、更为关键的是，现有防堵技术无法实现软硬件深度协同，多数设备仅具备机械式吹扫功能，无智能感知与数据研判能力，少量搭载压力监测的系统也仅依靠固定阈值简单判断，无数据训练、特征提取与自学习优化能力，无法识别初生灰栓的微弱异常信号，无法实现预判式主动防堵。针对现有技术的诸多缺陷，研发一种可分段精准监测、智能识别预判、定点自适应破栓的仓泵输灰智能防堵系统及控制方法，成为当前行业亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中堵管预判能力弱、故障定位不准、清堵干预滞后、能耗高、智能化程度低、适配性差的缺陷，提供一种仓泵输灰防堵管系统及防堵控制方法，通过在相邻仓泵间布设独立的ics输送执行器，结合大数据机器学习训练的智能管控软件，构建“硬件分段感知执行+软件智能研判调控”的软硬件协同防控体系，实现输灰管路灰栓精准识别、堵管提前预判、定点自动破栓，从根源上降低管路堵管故障率，提升输灰系统运行稳定性与节能性。

2、为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明公开了一种仓泵输灰防堵管系统，包括多组串联布设的仓泵、输灰管路、若干ics输送执行器及智能防堵管控软件系统。相邻仓泵通过输灰管路连通形成完整输灰通道，每两组相邻仓泵之间的独立管路段均单独安装一台ics输送执行器，实现输灰管路分段全覆盖、无死角监测与作业。ics输送执行器集成高频压力采集单元、可调式补气助吹单元与双向通讯控制单元，可独立完成单段管路压力数据采集、信号上传与指令执行作业。智能防堵管控软件系统基于海量全工况压力数据训练生成灰栓堵管智能识别模型，可实时解析各管段压力波动特征，精准判定管路运行工况、定位故障点位，并根据堵塞程度下发差异化控制指令，驱动对应ics输送执行器完成自适应补气破栓作业。

4、本发明还公开了对应的仓泵输灰防堵控制方法，核心涵盖模型离线训练、全域实时数据采集、智能工况研判定位、分级自适应破栓、闭环状态监测、数据自学习迭代六大核心流程。本发明通过对多工况压力数据进行标注训练，让模型精准捕捉不同故障状态的压力特征差异，摒弃传统固定阈值判断的粗放模式；在线运行阶段针对初生灰栓、成型堵管等不同故障状态，采用差异化补气策略，实现轻微隐患提前消除、重度故障快速疏通，全程无需人工干预，形成完整自动化防控闭环，同时依托自学习功能持续优化防控效果，适配复杂多变的输灰工况。

5、本发明与现有传统输灰防堵技术相比，具备如下显著有益效果：

6、1、分段全域监测，故障精准定位：采用相邻仓泵间一对一布设ics输送执行器的分段式硬件架构，实现输灰管路逐段独立监测、独立管控，彻底解决传统整体监测无法识别局部细微故障、无法定位堵管点位的技术难题，实现故障精准锁定、精准处置。

7、2、智能预判干预，防控前置化：依托大数据机器学习模型，可捕捉初生灰栓的微弱压力异常信号，实现堵管故障提前预判，将传统故障发生后的被动清堵模式，转变为隐患萌芽阶段的主动防堵模式，大幅降低管路堵管故障率。

8、3、分级自适应作业，节能减耗：根据管路堵塞程度自适应调节补气压力、时长、流量，针对不同故障工况采用差异化作业策略，杜绝传统全域定时吹扫的无效能耗，有效降低系统运行功耗，同时减少气流对管路的冲刷磨损，延长设备使用寿命。

9、4、软硬件闭环控制，自动化程度高：构建硬件感知执行+软件智能研判的全自动防控闭环，全程无需人工监测、人工干预，自动完成监测、识别、破栓、复位全流程作业，大幅降低人工运维工作量，提升输灰系统自动化运行水平。

10、5、自主迭代优化，适配性强：系统具备数据自学习能力，可依托历史运行数据持续优化模型参数与控制逻辑，自适应适配物料、工况、环境的动态变化，长期运行防控效果持续优化，适配各类复杂输灰场景。

1.一种仓泵输灰防堵管系统，其特征在于，包括多组串联布设的仓泵、输灰管路、若干ics输送执行器以及智能防堵管控软件系统；所述输灰管路连通相邻仓泵，构成连续的气力输灰通道；每两个相邻仓泵之间的独立输灰管路段均单独安装一台ics输送执行器；

2.根据权利要求1所述的一种仓泵输灰防堵管系统，其特征在于，所述ics输送执行器与相邻两仓泵之间的管路段一一对应配置，实现单段管路独立感知、独立控制、独立清堵，完成输灰管路全域无死角故障监测与精准破栓作业。

3.根据权利要求1所述的一种仓泵输灰防堵管系统，其特征在于，所述压力采集单元采用高频高精度压力传感器，采样频率不低于100hz，能够捕捉管路微小压力波动信号，精准识别初生灰栓形成的微弱压力异常，实现故障提前预判。

4.根据权利要求1所述的一种仓泵输灰防堵管系统，其特征在于，所述可控补气单元对接厂区压缩空气气源，内置可控电磁阀与流量调节阀，可根据软件系统的研判指令，自适应调节补气压力、补气时长与补气流量，适配不同灰栓厚度、不同堵塞程度的破栓作业需求。

5.根据权利要求1所述的一种仓泵输灰防堵管系统，其特征在于，所述智能防堵管控软件系统包括数据采集模块、模型训练模块、实时识别研判模块、指令输出模块、数据存储模块与人机交互模块；

6.一种仓泵输灰防堵控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-5任一项所述的仓泵输灰防堵管系统，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种仓泵输灰防堵控制方法，其特征在于：步骤s2中，训练样本覆盖高低负荷交替、气源压力波动、粉煤灰干湿状态变化等极端工况，保证训练后的模型可适配全场景、全天候稳定运行。

8.根据权利要求6所述的一种仓泵输灰防堵控制方法，其特征在于：步骤s5中，系统预设多级压力阈值，对应正常运行、灰栓预警、轻微堵管、重度堵管四种工作模式，实现分级、自适应精准助吹，杜绝全域无效补气，降低系统运行能耗与设备磨损。