本發(fā)明涉及機(jī)械裝備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于全氟三丙胺生產(chǎn)的管道流量監(jiān)控裝置。

背景技術(shù)：

1、全氟三丙胺連續(xù)生產(chǎn)中的氟化反應(yīng)控制系統(tǒng)面臨著一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)難題：在氟化劑進(jìn)料管道內(nèi)，由于管壁結(jié)垢厚度不同，導(dǎo)致進(jìn)料流量出現(xiàn)波動(dòng)。這種進(jìn)料流量波動(dòng)會(huì)直接影響到氟化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量和收率。具體來(lái)說(shuō)，隨著生產(chǎn)時(shí)間的推移，氟化劑存在雜質(zhì)，因此在進(jìn)料管道內(nèi)壁上會(huì)逐漸沉積，形成一層結(jié)垢。結(jié)垢的厚度分布并不均勻，這導(dǎo)致管道內(nèi)的有效截面積發(fā)生變化。當(dāng)結(jié)垢較厚的部位與結(jié)垢較薄的部位交替出現(xiàn)時(shí)，進(jìn)料流量就會(huì)出現(xiàn)周期性的波動(dòng)。流量忽大忽小，使得進(jìn)入反應(yīng)器的氟化劑量時(shí)多時(shí)少，反應(yīng)條件難以維持穩(wěn)定。不穩(wěn)定的進(jìn)料量會(huì)擾亂反應(yīng)器內(nèi)的物料配比和停留時(shí)間分布，導(dǎo)致氟化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率出現(xiàn)波動(dòng)。轉(zhuǎn)化率的波動(dòng)會(huì)直接影響下游產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)，如純度和收率等。此外，由于反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的不穩(wěn)定，還可能引發(fā)安全隱患。這一技術(shù)難題的核心在于，如何在結(jié)垢存在的情況下，實(shí)現(xiàn)氟化劑進(jìn)料的均勻穩(wěn)定，減小進(jìn)料波動(dòng)對(duì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種用于全氟三丙胺生產(chǎn)的管道流量監(jiān)控裝置，包括：

2、所述用于全氟三丙胺生產(chǎn)的管道流量監(jiān)控裝置包括氟化劑進(jìn)料單元，電解槽以及控制單元；所述氟化劑進(jìn)料單元包括與所述電解槽頂部連通的氟化劑進(jìn)料管道，設(shè)置于所述氟化劑進(jìn)料管道靠近所述電解槽一端的檢測(cè)口，可通過(guò)所述檢測(cè)口進(jìn)入到所述氟化劑進(jìn)料管道內(nèi)部的內(nèi)窺鏡，以及設(shè)置于所述氟化劑進(jìn)料管道上的壓力傳感器、流量傳感器和溫度傳感器；所述電解槽、內(nèi)窺鏡、壓力傳感器、流量傳感器以及溫度傳感器均分別與所述控制單元連接：

3、所述控制單元用于獲取氟化劑進(jìn)料管道內(nèi)壁的結(jié)垢圖像數(shù)據(jù)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，提取管壁結(jié)垢區(qū)域的圖像特征，根據(jù)預(yù)設(shè)的結(jié)垢厚度評(píng)估指標(biāo)，計(jì)算當(dāng)前管道內(nèi)壁的結(jié)垢厚度數(shù)值；

4、所述控制單元還進(jìn)一步用于通過(guò)歷史數(shù)據(jù)分析結(jié)垢厚度與進(jìn)料流量波動(dòng)之間的關(guān)聯(lián)規(guī)律，預(yù)測(cè)當(dāng)前結(jié)垢厚度下，在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的進(jìn)料流量波動(dòng)情況；根據(jù)在當(dāng)前結(jié)垢厚度下，在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的進(jìn)料流量波動(dòng)情況，確定是否需要對(duì)氟化劑進(jìn)料管道進(jìn)行清洗維護(hù)，若預(yù)測(cè)的進(jìn)料流量波動(dòng)程度超過(guò)預(yù)設(shè)的波動(dòng)安全閾值，則觸發(fā)管道清洗流程，對(duì)管道內(nèi)壁進(jìn)行清理，去除結(jié)垢；

5、所述控制單元還進(jìn)一步用于實(shí)時(shí)采集氟化劑進(jìn)料過(guò)程中進(jìn)料管道的壓力和流量，并對(duì)進(jìn)料管道的壓力和流量進(jìn)行曲線擬合處理，得到壓力和流量的變化趨勢(shì)，基于壓力和流量的變化趨勢(shì)得到壓力和流量的變化幅度和頻率，判斷進(jìn)料過(guò)程是否出現(xiàn)壓力驟升或驟降，若是，則及時(shí)調(diào)整進(jìn)料泵的轉(zhuǎn)速，將波動(dòng)幅度控制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；

6、所述控制單元還進(jìn)一步用于獲取進(jìn)料流量波動(dòng)數(shù)據(jù)，采用頻譜分析方法，得到波動(dòng)信號(hào)的頻率特征，通過(guò)與預(yù)設(shè)的頻率閾值進(jìn)行比對(duì)，判斷波動(dòng)的頻率是否處于波動(dòng)頻率的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，若超出波動(dòng)頻率的預(yù)設(shè)范圍，則生成預(yù)警信息，提示存在管道結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)。

7、本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：

8、本發(fā)明公開(kāi)了一種用于全氟三丙胺生產(chǎn)的管道流量監(jiān)控裝置。該管道流量監(jiān)控裝置通過(guò)獲取管道內(nèi)壁結(jié)垢圖像，提取特征并計(jì)算結(jié)垢厚度，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練的預(yù)測(cè)模型，分析結(jié)垢厚度與進(jìn)料流量波動(dòng)的關(guān)聯(lián)規(guī)律。根據(jù)預(yù)測(cè)的流量波動(dòng)情況，判斷是否需要清洗管道。同時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)進(jìn)料壓力和流量，分析其變化趨勢(shì)，及時(shí)調(diào)整進(jìn)料泵轉(zhuǎn)速。此外，對(duì)流量波動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，判斷是否存在結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)。最后，所述管道流量監(jiān)控裝置還可以基于反應(yīng)釜溫度和壓力，建立工況與轉(zhuǎn)化率的預(yù)測(cè)模型，并將進(jìn)料波動(dòng)與轉(zhuǎn)化率預(yù)測(cè)結(jié)果關(guān)聯(lián)分析，建立修正模型。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)氟化反應(yīng)過(guò)程的全面監(jiān)控和優(yōu)化，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

技術(shù)特征：

1.一種用于全氟三丙胺生產(chǎn)的管道流量監(jiān)控裝置，其特征在于，所述用于全氟三丙胺生產(chǎn)的管道流量監(jiān)控裝置包括氟化劑進(jìn)料單元，電解槽以及控制單元；所述氟化劑進(jìn)料單元包括與所述電解槽頂部連通的氟化劑進(jìn)料管道，設(shè)置于所述氟化劑進(jìn)料管道靠近所述電解槽一端的檢測(cè)口，可通過(guò)所述檢測(cè)口進(jìn)入到所述氟化劑進(jìn)料管道內(nèi)部的內(nèi)窺鏡，以及設(shè)置于所述氟化劑進(jìn)料管道上的壓力傳感器、流量傳感器和溫度傳感器；所述電解槽、內(nèi)窺鏡、壓力傳感器、流量傳感器以及溫度傳感器均分別與所述控制單元連接：所述內(nèi)窺鏡用于獲取氟化劑進(jìn)料管道內(nèi)壁的結(jié)垢圖像數(shù)據(jù)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于全氟三丙胺生產(chǎn)的管道流量監(jiān)控裝置，其特征在于，所述根據(jù)氟化劑進(jìn)料管道內(nèi)壁的結(jié)垢圖像數(shù)據(jù)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，提取管壁結(jié)垢區(qū)域的圖像特征，根據(jù)預(yù)設(shè)的結(jié)垢厚度評(píng)估指標(biāo)，計(jì)算當(dāng)前管道內(nèi)壁的結(jié)垢厚度數(shù)值，包括:

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于全氟三丙胺生產(chǎn)的管道流量監(jiān)控裝置，其特征在于，所述通過(guò)歷史數(shù)據(jù)分析結(jié)垢厚度與進(jìn)料流量波動(dòng)之間的關(guān)聯(lián)規(guī)律，預(yù)測(cè)當(dāng)前結(jié)垢厚度下，在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的進(jìn)料流量波動(dòng)情況，包括:

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于全氟三丙胺生產(chǎn)的管道流量監(jiān)控裝置，其特征在于，所述根據(jù)在當(dāng)前結(jié)垢厚度下，在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的進(jìn)料流量波動(dòng)情況，確定是否需要對(duì)氟化劑進(jìn)料管道進(jìn)行清洗維護(hù)，若預(yù)測(cè)的進(jìn)料流量波動(dòng)程度超過(guò)預(yù)設(shè)的波動(dòng)安全閾值，則觸發(fā)管道清洗流程，對(duì)管道內(nèi)壁進(jìn)行清理，去除結(jié)垢，包括:

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于全氟三丙胺生產(chǎn)的管道流量監(jiān)控裝置，其特征在于，所述實(shí)時(shí)采集氟化劑進(jìn)料過(guò)程中氟化劑進(jìn)料管道的壓力和流量，并對(duì)氟化劑進(jìn)料管道的壓力和流量進(jìn)行曲線擬合處理，得到壓力和流量的變化趨勢(shì)，基于壓力和流量的變化趨勢(shì)得到壓力和流量的變化幅度和頻率，判斷進(jìn)料過(guò)程是否出現(xiàn)壓力驟升或驟降，若是，則及時(shí)調(diào)整進(jìn)料泵的轉(zhuǎn)速，將波動(dòng)幅度控制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，包括:

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于全氟三丙胺生產(chǎn)的管道流量監(jiān)控裝置，其特征在于，所述獲取進(jìn)料流量波動(dòng)數(shù)據(jù)，采用頻譜分析方法，得到波動(dòng)信號(hào)的頻率特征，通過(guò)與預(yù)設(shè)的頻率閾值進(jìn)行比對(duì)，判斷波動(dòng)的頻率是否處于波動(dòng)頻率的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，若超出波動(dòng)頻率的預(yù)設(shè)范圍，則生成預(yù)警信息，提示存在管道結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)，包括:

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于全氟三丙胺生產(chǎn)的管道流量監(jiān)控裝置，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于全氟三丙胺生產(chǎn)的管道流量監(jiān)控裝置，其特征在于，所述獲取氟化反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)釜的溫度和壓力，通過(guò)反應(yīng)釜中的溫度和壓力實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)當(dāng)前工況下的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率水平，通過(guò)轉(zhuǎn)化率指標(biāo)評(píng)估反應(yīng)過(guò)程的完成度和效率，所述轉(zhuǎn)化率指標(biāo)包括產(chǎn)品收率、單程轉(zhuǎn)化率和總轉(zhuǎn)化率，包括:

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于全氟三丙胺生產(chǎn)的管道流量監(jiān)控裝置，其特征在于，所述將進(jìn)料流量波動(dòng)數(shù)據(jù)與反應(yīng)轉(zhuǎn)化率預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，挖掘進(jìn)料波動(dòng)頻率、幅度與轉(zhuǎn)化率之間的影響規(guī)律，進(jìn)行進(jìn)料波動(dòng)影響下轉(zhuǎn)化率的預(yù)測(cè)修正，用波動(dòng)頻率和幅度的變化百分比來(lái)校正轉(zhuǎn)化率預(yù)測(cè)值，得到修正轉(zhuǎn)化率，包括:

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N用于全氟三丙胺生產(chǎn)的管道流量監(jiān)控裝置。該管道流量監(jiān)控裝置通過(guò)獲取管道內(nèi)壁結(jié)垢圖像，提取特征并計(jì)算結(jié)垢厚度，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練的預(yù)測(cè)模型，分析結(jié)垢厚度與進(jìn)料流量波動(dòng)的關(guān)聯(lián)規(guī)律。根據(jù)預(yù)測(cè)的流量波動(dòng)情況，判斷是否需要清洗管道。同時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)進(jìn)料壓力和流量，分析其變化趨勢(shì)，及時(shí)調(diào)整進(jìn)料泵轉(zhuǎn)速。此外，對(duì)流量波動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，判斷是否存在結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：曾熙,藍(lán)偉雄,黃蒼鋒,張鴻銓,余根瑋,湯淑琴
受保護(hù)的技術(shù)使用者：福建德?tīng)柨萍脊煞萦邢薰?br/>技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6