本發(fā)明涉及l(fā)ng加注，具體是一種基于模糊控制算法的lng儲罐壓力控制系統(tǒng)及方法。

背景技術：

1、lng加氣站主要包括lng儲罐、lng潛液泵、lng泵池、lng加氣機及控制系統(tǒng)等組成，用于將液化天然氣增壓，并向天然氣車輛提供安全、高效的加注服務。

2、中西部區(qū)域lng加氣站由于加注量大，lng儲罐內(nèi)液位快速下降，儲罐內(nèi)的氣相空間增大，壓力也隨之下降，lng儲罐壓力過低時，lng潛液泵進口壓力也低，導致加注壓力不能滿足加注要求。同時運行過程中l(wèi)ng儲罐、泵池、管線吸收熱量，儲罐內(nèi)的lng溫度也逐漸升高，裝置的氣蝕余量不夠，系統(tǒng)發(fā)生氣蝕報警聯(lián)鎖，影響站點正常運行。

3、在現(xiàn)有技術中，有對儲罐進行調(diào)飽和的功能，但系統(tǒng)壓力、溫度控制粗糙，有些設備增壓時會影響對車輛加注，lng加氣站運行過程中較少使用。

4、又如專利號為202211421268.3，申請日期為2022年11月14日的一種lng潛液泵的凈正壓頭檢測調(diào)控方法及系統(tǒng)；調(diào)控時需要使用潛液泵，耗時30分鐘以上，調(diào)控時間長，且會占用lng潛液泵，導致調(diào)控時系統(tǒng)無法正常運行。

技術實現(xiàn)思路

1、為克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種基于模糊控制算法的lng儲罐壓力控制系統(tǒng)及方法，解決現(xiàn)有技術存在的難以在在不影響加液的條件下提升卸車效率等問題。

2、本發(fā)明解決上述問題所采用的技術方案是：

3、一種基于模糊控制算法的lng儲罐壓力控制系統(tǒng)，包括lng儲罐、lng泵池、lng潛液泵，lng潛液泵設于lng泵池內(nèi)，lng儲罐與lng潛液泵相互連接，lng儲罐上設有液位傳感器、壓力傳感器，lng泵池的進口和出口設有壓力傳感器。

4、一種基于模糊控制算法的lng儲罐壓力控制方法，采用所述的一種基于模糊控制算法的lng儲罐壓力控制系統(tǒng)，根據(jù)加氣站的運行條件將壓力控制過程劃分為加注階段、卸車準備階段、卸車階段三個階段，結合模糊控制算法實現(xiàn)對lng儲罐壓力的控制。

5、作為一種優(yōu)選的技術方案，加注階段時，通過控制系統(tǒng)計算出最優(yōu)儲罐壓力，讓lng潛液泵運行在最優(yōu)工況；卸車準備階段時，lng儲罐的壓力降低，為卸車做準備；卸車階段時，通過控制系統(tǒng)計算出最優(yōu)儲罐壓力。

6、作為一種優(yōu)選的技術方案，構建模糊控制算法時，以lng儲罐壓力、液位、氣蝕余量為lng儲罐壓力控制的輸入變量，并對每個輸入變量定義低、中、高三個模糊集合。

7、作為一種優(yōu)選的技術方案，構建模糊控制算法時，在控制系統(tǒng)中計算得出lng儲罐的最小工作壓力，并計算出管線摩擦阻力損失，然后根據(jù)已建不同站點計算出總阻力系數(shù)的平均值，以估算適用于各類站點的管線摩擦阻力損失；計算lng潛液泵進口壓力，計算公式為：lng潛液泵進口壓力＝加注壓力-lng潛液泵額定增壓壓力+管線摩擦阻力損失；lng潛液泵進口壓力即為lng儲罐的最小工作壓力；其中，lng潛液泵額定增壓壓力由液體壓強公式計算得出，加注壓力為控制系統(tǒng)預設的可修改壓力。

8、作為一種優(yōu)選的技術方案，將lng儲罐液位為加注液位、卸車準備液位、卸車液位，根據(jù)lng儲罐不同形式以及統(tǒng)計的經(jīng)驗數(shù)據(jù)劃分對應加注階段、卸車準備階段、卸車階段三個階段的液位值范圍。

9、作為一種優(yōu)選的技術方案，以lng泵池溫度計算氣蝕余量，計算公式為：

10、氣蝕余量＝裝置氣蝕余量–必須氣蝕余量；

11、控制系統(tǒng)通過差分算法計算氣蝕余量的連續(xù)數(shù)據(jù)點之間的差異來進行氣蝕余量數(shù)據(jù)的上升、下降或者平緩的趨勢預測。

12、作為一種優(yōu)選的技術方案，裝置氣蝕余量計算公式為：

13、npsha＝p+ph-pf–ps；

14、式中，p為lng儲罐的氣相壓力，ph為lng儲罐內(nèi)液體產(chǎn)生的靜壓，pf為lng儲罐到泵池入口管線摩擦阻力損失，ps為lng泵池內(nèi)lng的飽和蒸氣壓力，必須氣蝕余量根據(jù)lng潛液泵的實時轉(zhuǎn)速、流量結合泵廠家提供的特性曲線對應出此時的必須氣蝕余量。

15、作為一種優(yōu)選的技術方案，模糊控制算法的模糊控制規(guī)則為：

16、如果lng儲罐液位在加注液位且氣蝕余量高，氣蝕余量趨勢為上升或者平緩，則控制信號是保持當前壓力；

17、如果lng儲罐液位在加注液位且氣蝕余量高，氣蝕余量趨勢為下降，則控制信號是輕微增壓；

18、如果lng儲罐液位在加注液位且氣蝕余量低，氣蝕余量趨勢為上升，則控制信號是輕微增壓；

19、如果lng儲罐液位在加注液位且氣蝕余量低，氣蝕余量趨勢為平緩，則控制信號是中度增壓；

20、如果lng儲罐液位在加注液位且氣蝕余量低，氣蝕余量趨勢為下降，則控制信號是全力增壓；

21、如果lng儲罐液位在加注液位且氣蝕余量負，氣蝕余量趨勢為上升，則控制信號是全力增壓；

22、如果lng儲罐液位在卸車準備液位且氣蝕余量高，氣蝕余量趨勢為上升或者平緩，則控制信號是降低壓力；

23、如果lng儲罐液位在卸車準備液位且氣蝕余量高，氣蝕余量趨勢為下降，則控制信號是保持當前壓力；

24、如果lng儲罐液位在卸車準備液位且氣蝕余量低，氣蝕余量趨勢為上升，則控制信號是保持當前壓力；

25、如果lng儲罐液位在卸車準備液位且氣蝕余量低，氣蝕余量趨勢為平緩，則控制信號是輕微增壓；

26、如果lng儲罐液位在卸車準備液位且氣蝕余量低，氣蝕余量趨勢為下降，則控制信號是輕中度增壓；

27、如果lng儲罐液位在卸車準備液位且氣蝕余量負，氣蝕余量趨勢為上升，則控制信號是輕中度增壓；

28、如果lng儲罐液位在卸車準備液位且氣蝕余量負，氣蝕余量趨勢為平緩，則控制信號是輕中度增壓；

29、如果lng儲罐液位在卸車準備液位且氣蝕余量負，氣蝕余量趨勢為負，則控制信號是中度增壓；

30、如果lng儲罐液位在卸車液位且氣蝕余量高，氣蝕余量趨勢為上升或者平緩，則控制信號是保持當前壓力；

31、如果lng儲罐液位在卸車液位且氣蝕余量高，氣蝕余量趨勢為下降，則控制信號是保持當前壓力；

32、如果lng儲罐液位在卸車液位且氣蝕余量低，氣蝕余量趨勢為上升，則控制信號是保持當前壓力；

33、如果lng儲罐液位在卸車液位且氣蝕余量低，氣蝕余量趨勢為平緩，則控制信號是保持當前壓力；

34、如果lng儲罐液位在卸車液位且氣蝕余量低，氣蝕余量趨勢為下降，則控制信號是輕微增壓；

35、如果lng儲罐液位在卸車液位且氣蝕余量負，氣蝕余量趨勢為上升，則控制信號是輕微增壓；

36、如果lng儲罐液位在卸車液位且氣蝕余量負，氣蝕余量趨勢為平緩，則控制信號是輕微增壓；

37、如果lng儲罐液位在卸車液位且氣蝕余量負，氣蝕余量趨勢為下降，則控制信號是輕中度增壓。

38、作為一種優(yōu)選的技術方案，模糊控制算法中，使用加權平均法，計算每個控制信號輸出模糊集合的隸屬度與每個控制信號輸出模糊集合的控制值的加權平均，將模糊的控制值轉(zhuǎn)化為精確的控制值，將精確的控制值作為lng儲罐壓力目標壓力。

39、本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術，具有以下有益效果：

40、本發(fā)明結合模糊控制算法實現(xiàn)對lng儲罐壓力的高效智能控制，減少人員操作，壓力控制時對車輛加注無影響，提高lng加氣站的運行效率。