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龙图腾网获悉吉林电力股份有限公司四平第一热电公司申请的专利电化学除垢过程离子浓度动态均衡控制方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121317961B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511821164.5，技术领域涉及：C02F1/46；该发明授权电化学除垢过程离子浓度动态均衡控制方法及系统是由张磊;王明洋;陈宇强;郎旭东;郑凯文设计研发完成，并于2025-12-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本电化学除垢过程离子浓度动态均衡控制方法及系统在说明书摘要公布了：本申请公开了电化学除垢过程离子浓度动态均衡控制方法及系统，涉及循环冷却水系统的水处理领域，其中该方法包括：通过部署多参数传感器实时采集钙、镁离子浓度及pH、电导率、流量等多维数据，结合电化学沉积动态模型，动态评估离子浓度的时序变化趋势；构建离子浓度动态均衡控制算法，通过综合离子浓度偏差与历史积分偏差计算电流密度调节量，从而自适应调整电化学反应器的目标电流密度，使系统在不同进水水质与负载条件下始终维持在目标浓度区间内，通过周期性调节电源输出实现精准电解控制，有效平衡除垢效率与能耗。由此，实现了电化学除垢过程的自适应调节，显著提升了除垢过程的稳定性与自适应性。

本发明授权电化学除垢过程离子浓度动态均衡控制方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种电化学除垢过程离子浓度动态均衡控制方法，其特征在于，所述方法包括： 基于多参数传感器监测循环冷却水的传感采集数据，所述传感采集数据包含钙离子浓度、镁离子浓度、pH值、电导率及流量；所述多参数传感器安装于循环冷却水系统的供回水管路； 基于电化学沉积动态模型结合所述传感采集数据动态评估成垢离子浓度变化趋势，生成对应下一控制周期的离子浓度动态评估值； 根据所述离子浓度动态评估值与预设的目标浓度区间之间的偏差，通过离子浓度动态均衡控制算法计算电流密度；所述离子浓度动态均衡控制算法定义了根据成垢离子浓度偏差和历史累积偏差计算电流密度调节量的函数关系，电流密度调节量用于在控制周期内自适应调整电化学反应器的目标电流密度，以使输出离子浓度维持在所述目标浓度区间； 基于所述目标电流密度在所述下一控制周期内调节电化学反应器的电源输出，对循环冷却水进行电解处理，以调控循环冷却水的成垢离子的迁移与沉积； 其中，所述电化学沉积动态模型包含质量平衡方程和电化学沉积动力学关系； 所述质量平衡方程定义了循环冷却水系统中进出水流量、反应池体积以及成垢离子进出量之间的守恒关系，用于描述在单位时间内成垢离子的物质量平衡；以及 所述电化学沉积动力学关系定义了成垢离子在阴极区的沉积速率与电流密度、pH值、电导率及电极有效反应面积之间的函数关系，用于反映不同运行参数对离子去除速率的影响； 其中，所述电化学沉积动态模型通过下式表达： ， ， 式中，与分别表示钙离子与镁离子浓度随时间的变化速率；为在时刻的循环冷却水流量，为反应池体积；和分别为循环水系统的进水中钙离子浓度和镁离子浓度；和分别表示在时刻的循环水中的钙离子浓度和镁离子浓度；和分别为在时刻的钙离子的电化学沉积效率和镁离子的电化学沉积效率，用于表征在电流作用下被电极捕获并沉积的离子比例；为电化学反应器在时刻的工作电流强度； 其中，针对电化学沉积效率的计算，包括： 基于历史实验数据构建电化学沉积效率的对数线性经验模型，用于拟合钙离子和镁离子的电化学沉积效率，其参数更新满足以下递归最小二乘更新关系式： ， , 其中，表示成垢离子类型，其包含钙离子与镁离子；表示第次实验采样的样本；为基于第次实验样本计算的参数向量，包含比例常数和指数系数；为递归最小二乘增益系数，为第次实验样本对应的实测离子去除效率；为矢量转置操作，为观测向量，表示第次实验样本的溶液酸碱度，表示第次实验样本的溶液电导率，为实验采样时间间隔，为第次实验样本的电化学反应的电流密度，为电极有效反应面积，为第次实验采样时的循环冷却水流量，和分别为第次实验中循环冷却水的进水离子浓度和出水离子浓度； 当参数迭代收敛后，得到各类离子对应的固定参数集合； 在系统运行阶段，根据所得到的固定参数集合，并结合传感采集数据中的pH值和电导率，确定电化学沉积效率： ， 式中，为第类离子在时刻的电化学沉积效率，为第类离子的经验比例系数，和分别为在时刻所采集的pH值和电导率； 其中，所述根据所述离子浓度动态评估值与预设的目标浓度区间之间的偏差，通过离子浓度动态均衡控制算法计算目标电流密度，包括： 计算对应所述下一控制周期的成垢离子的离子浓度偏差： ， 式中，为下一控制周期内的离散采样时刻，为第类离子的目标浓度区间的参考值，为离子浓度动态评估值，表示第类离子在下一控制周期内的离散采样时刻的预估浓度；表示第类离子下一控制周期内的时刻的浓度偏差； 针对各类离子浓度偏差，计算加权综合偏差： ， 式中，为第类成垢离子的离子权重因子，表示时刻的加权综合偏差； 根据加权综合偏差计算历史积分补偿量： ， 式中，为积分增益系数，为积分时间窗口，表示积分时间窗口内的连续时间变量，表示在时刻的电流密度积分补偿量； 根据比例环节与积分环节输出的叠加结果，确定下一控制周期的初始电流密度： ， 式中，为比例增益系数，为对应时刻的初始电流密度； 对所述初始电流密度进行限幅与平滑处理，以得到用于驱动电化学反应器的目标电流密度： ， 式中，为区间限幅函数，表示将限制在区间；和分别表示系统允许的最小电流密度和最大电流密度，表示电流密度变化率上限，表示在时刻的目标电流密度； 其中，所述基于所述目标电流密度在所述下一控制周期内调节电化学反应器的电源输出，包括： 在每一控制周期内，根据所述目标电流密度生成对应的脉冲电流输出指令，以实时调节电源输出电流； ， 式中，表示电化学反应器的电源控制单元在时刻的执行指令输出电流，为电极有效反应面积；为符号函数，用于产生方波型脉冲电流信号；为脉冲频率，其表示单位时间内脉冲电流通断的次数；为占空比，表示脉冲周期内的导通时间比例。

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