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正文內(nèi)容

化工生產(chǎn)設(shè)備—蒸煮罐控制系統(tǒng)研究(編輯修改稿)

2024-07-25 01:50 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 后,過濾后的消毒液經(jīng)過流量泵進入攪拌罐。兩種液體在攪拌罐中經(jīng)攪拌后,通過橙色管網(wǎng)、水調(diào)閥送入汽化裝置。在經(jīng)過汽化后,通過淺藍色管網(wǎng)、水調(diào)閥、流量泵進入主罐殺菌罐。(,除紅線和綠線外) Ⅰ殺菌罐②對加熱管控制Ⅱ水凈化罐③對閥控制Ⅲ消毒液罐④對閥控制Ⅳ攪拌罐⑤對排氣閥控制Ⅴ手動設(shè)置氣化裝置⑥對閥控制Ⅵ加熱裝置⑦對閥控制Ⅶ過濾網(wǎng)⑧對M2控制1液位控制器接頭⑨對M3控制2加熱裝置接頭⑩對閥控制3自動壓力表接頭?對閥控制4自動控制表接頭5加熱管接頭6氣化裝置接頭7液位控制器接頭8液位控制器接頭9電動機接頭10流量泵接頭11流量泵接頭①對M1控制在本案中,化工生產(chǎn)設(shè)備—蒸煮罐控制系統(tǒng)以大型化工基地為目標(biāo),以食品、醫(yī)療、消毒、殺菌業(yè)的上下游有機結(jié)合、協(xié)調(diào)發(fā)展為特色。主要包括:三個必須罐子、一個或若干個殺菌罐、若干鋼管。為了在滿足大規(guī)模殺菌區(qū)域負荷的需求的同時,整合若干個殺菌主罐,同時本著著眼于未來的發(fā)展、服務(wù)社會的原則,加強食品衛(wèi)生的理念,按照節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟的原則,即在本設(shè)計中采用大容量、高參數(shù)、高效率管網(wǎng)設(shè)備以取代已建成的現(xiàn)有小容量、低參數(shù)、低效率,實現(xiàn)區(qū)域綜合發(fā)展,實現(xiàn)控制資源消耗以及主要污染物排放的目的。在這里,區(qū)域殺菌業(yè)熱負荷指標(biāo)需要區(qū)域殺菌業(yè)產(chǎn)業(yè)特點進行預(yù)測。一般情況下,食品加工、醫(yī)療、消毒業(yè)多的地區(qū),其負荷往往較大,對區(qū)域負荷的預(yù)測應(yīng)遵循各企業(yè)生產(chǎn)過程的特點,通過綜合考慮各個方面的影響因素,確定區(qū)域的中遠期目標(biāo),本案地區(qū)采取企業(yè)生產(chǎn)用管網(wǎng)建設(shè), MPa。根據(jù)計算結(jié)果得到各節(jié)點的水壓后,即可在管網(wǎng)平面圖上用插值法按比例繪出等水壓線。也可從節(jié)點水壓減去地面標(biāo)高得出各節(jié)點的自由水壓,在管網(wǎng)平面圖上繪出等自由水壓線。本案中等水壓線的意義作用(): 隨著區(qū)域企業(yè)數(shù)量的增加,殺菌管、水凈化罐、消毒液罐、攪拌罐相應(yīng)的管網(wǎng)建設(shè)將不斷增加。為了進一步提高供水可靠性,可在平行管線之間用連接管相連(本案不涉及,但有預(yù)留口)。這樣做,當(dāng)管線某處損壞時,無需整條管線全部停止工作,而只須用閥門關(guān)閉損壞的一段進行檢修。設(shè)平行管線數(shù)n,每條管線的摩阻s,水泵流量Q,輸水系統(tǒng)流量降落比α, Qa隨α升高而提高,Sa隨α升高而提高,連接管段數(shù)m,則每根管被分成(m+1)段(全部管段直徑一樣)。正常工作時: 一段損壞時: m=0時:, 實際管網(wǎng)中,有許多控制、安全、量測設(shè)施,如控制閥、流量泵、壓力表、溫控閥等附件,對管網(wǎng)運行產(chǎn)生重要影響。傳統(tǒng)計算方法都未涉及到管網(wǎng)附件問題,不僅使計算準確性受損,而且其計算程序無法用于日常治理工作。圖論法處理管網(wǎng)附件時,將附件所在管段視為非凡管段,這些管段的摩損式要根據(jù)其附件的水力學(xué)特征計算摩損值,再加入到管網(wǎng)中進行水力平衡計算。在此本案給出幾種較常見管網(wǎng)附件的處理方法。閘板式閥門是用得最多的一種閥門,在一般的水力計算過程中,閘板式閥門的水頭損失計算一般引用公式hf=ξv2/2g,(ξ沿程摩阻系數(shù),v斷面平均流速,g重力加速度)。安全法(減壓閥)可控制管網(wǎng)中設(shè)備壓力值保持在某一范圍內(nèi),而不致壓力太高,且兼有逆止閥的作用。安全法有一額定工作壓力,當(dāng)其上游壓力超過工作壓力時,其下游端會維持一恒定的壓力。若上游壓力低于工作壓力,則減壓閥不起作用。若下游水頭高于上游,PRV相當(dāng)于處于工作狀態(tài)的逆止閥,管段流量為零。安全法的工作狀態(tài)如下:設(shè)上游節(jié)點i,下游節(jié)點j,管長L,整個管段的傳導(dǎo)系數(shù)yk,上游端水頭值He,額定工作水頭值Hset,管段上游節(jié)點水頭值Hi,管段下游節(jié)點水頭值Hj。(1).當(dāng)He<Hset且Hi>Hj,減壓閥對水流沒有影響,可視為普通管段,傳導(dǎo)系數(shù)就是yk。(2).當(dāng)He>Hset且Hi>Hj,減壓閥處于工作狀態(tài),下游端水壓力等于Hset,管段流量qk是水頭Hset和Hj以及傳導(dǎo)系數(shù)的函數(shù)。這種情況就好象在減壓閥處有一固定水頭為Hset的水庫在向其供水,管段流量可表示為:qk=0。(3).當(dāng)Hi<Hj,減壓閥就相當(dāng)于一個逆止閥,管段中沒有流量通過,傳導(dǎo)系數(shù)為零,yk=0。水流流過水泵之后,水頭不僅未象普通管段那樣減少,反而增加了,這就是水泵揚程。但也可把揚程視為“管段”的“水頭損失”,只是這“水頭損失”是負值。流量泵一般選用離心泵,其流量和揚程關(guān)系可由水泵特性曲線表示。對水泵來說,有實際意義的是落在水泵高效區(qū)的一小段曲線。因此可用適合管網(wǎng)計算的曲線擬合水泵特性曲線。 任何管道的水力計算都可以用管段流量q,水頭損失h,管徑D,管長L和管壁條件C等5個因素來描述。一般D、L和C為已知條件,只有q和h未知。因此,求解一個管網(wǎng)的水力平衡問題,可從兩方面考慮:一是利用q和h的關(guān)系,消去h,以q為未知量計算,求出q后,反求h;二是首先消去q,以h為未知量計算;解出h之后,再反求。圖論法也可從這兩方面入手,即求流量式和求枝摩損式。前者只適用于環(huán)狀網(wǎng),而后者則適用于所有類型的管網(wǎng),所以本案著重介紹后者。設(shè)一管網(wǎng)有J個節(jié)點,P條管段,L個環(huán),則三者滿足L=P-J+1的關(guān)系。管網(wǎng)的每一管段都有q和h兩個未知量,因而未知量的個數(shù)為2P。但管網(wǎng)環(huán)方程有L個,線性無關(guān)的連續(xù)性方程有J-1個,總數(shù)為L+J-1=P個,不能求解2P個未知量。因此,必須借助P個管段摩損方程式才可以求出結(jié)果來。3.電網(wǎng)控制系統(tǒng)研究蒸煮罐設(shè)備控制,是近幾十年來開發(fā)的一項新技術(shù),它是軟件、硬件、自動控制、罐體節(jié)能等幾項技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物,我國目前大多數(shù)工業(yè)蒸煮罐設(shè)備仍處于能耗高、浪費大、環(huán)境污染嚴重的生產(chǎn)狀態(tài)。提高熱效率,降低耗煤量,降低耗電量,用微機進行控制是一件具有深遠意義的工作。工業(yè)蒸煮罐設(shè)備采用微機控制和原有的控制方式相比具有以下明顯優(yōu)勢: 1.直觀而集中的顯示罐體各運行參數(shù)。能快速計算出機組在正常運行和啟停過程中的有用數(shù)據(jù),能在顯示器上同時顯示罐體運行的水位、壓力、罐膛負壓、蒸汽含量、測點溫度等數(shù)十個運行參量的瞬時值、累計值及給定值,并能按需要在罐體的結(jié)構(gòu)示意畫面的相應(yīng)位置上顯示出參數(shù)值。給人直觀形象,減少觀察的疲勞和失誤; 2.可以按需要隨時打印或定時打印,能對運行狀況進行準確地記錄,便于事故追查和分析,防止事故的瞞報漏報現(xiàn)象; 3.在運行中可以隨時方便的修改各種運行參數(shù)的控制值,并修改系統(tǒng)的控制參數(shù); 4.減少了顯示儀表,還可利用軟件來代替許多復(fù)雜的儀表單元,從而減少了投資也減少了故障率; 5.提高罐內(nèi)的熱效率。從已在運行的系統(tǒng)來看,采用PLC控制后熱效率可比以前提高510%; 6.罐體是一個多輸入多數(shù)出、非線性動態(tài)對象,諸多調(diào)解量和被調(diào)量間存在著耦合通道。例如當(dāng)罐膛內(nèi)的負荷變化時,所有的被調(diào)量都會發(fā)生變化。故而理想控制應(yīng)該采用多變量解偶控制方案,而建立解偶模型和算法通過PLC實現(xiàn)比較方便;7.蒸煮罐設(shè)備微機控制系統(tǒng)經(jīng)擴展后可構(gòu)成分級控制系統(tǒng),可與工廠內(nèi)其他節(jié)點構(gòu)成工業(yè)以太網(wǎng),這是企業(yè)現(xiàn)代化管理不可缺少的;8.作為蒸煮罐設(shè)備控制裝置,其最重要的是保證罐的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行,減輕操作人員的勞動強度。在采用PLC控制的蒸煮罐設(shè)備控制系統(tǒng)中,有十分周到的安全機制,可以設(shè)置多點聲光報警,和自動連鎖停罐。杜絕由于人為疏忽造成的重大事故。綜合以上所述種種優(yōu)點可以預(yù)見采用PLC控制蒸煮罐設(shè)備系統(tǒng)是行業(yè)的大勢所趨。下面我們來共同探討蒸煮罐設(shè)備電路控制系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)。冷水通過藍色管網(wǎng)供水,水調(diào)閥進行控制開啟,通過給水調(diào)節(jié)閥進入凈水罐,冷水在經(jīng)過凈水罐的凈化后,存入凈水罐中下層,當(dāng)水達到一定高度時,傳感器反饋信息到控制臺,并且自動關(guān)閉水調(diào)閥,當(dāng)超過一定值時,自動打開安全閥。在后水經(jīng)過加熱裝置加熱到預(yù)定值,此時,冷水變?yōu)闊崴H缓?,熱水在?jīng)過橙色管網(wǎng)流入流量泵,然后進入攪拌罐,流量泵經(jīng)控制臺人工設(shè)置后進行自動控制,達到將要與消毒液配比出的濃度。在水經(jīng)過此過程的同時,消毒液也通過藍色管網(wǎng)供給,水調(diào)閥進行控制開啟,通過給水調(diào)節(jié)閥進入殺毒液罐,當(dāng)達到消毒液時,傳感器反饋信息到控制臺,并且自動關(guān)閉水調(diào)閥,當(dāng)超過一定值時,自動打開安全閥。然后消毒液經(jīng)過過濾裝置,再經(jīng)過流量泵進入攪拌罐。當(dāng)兩種液體進入攪拌罐時,經(jīng)人工或傳感器反饋開啟攪拌器。兩種液體在攪拌罐中經(jīng)攪拌后,通過橙色管網(wǎng)、水調(diào)閥送入汽化裝置,汽化裝置為人工設(shè)置。在經(jīng)過汽化后,通過淺藍色管網(wǎng)、水調(diào)閥、流量泵進入主罐殺菌罐,在主罐中噴汽管管壁有壓力傳感器噴汽小管,當(dāng)溫度不夠時,溫度傳感器反饋信息到流量泵,流量增大,壓力增大,壓力傳感器噴汽小管打開,當(dāng)超過一定值時,自動打開安全閥。() 蒸煮罐設(shè)備電路控制蒸煮罐設(shè)備控制系統(tǒng),一般由以下幾部分組成,即由罐體本體、儀表、PLC、上位機、手自動切換操作、執(zhí)行機構(gòu)及閥、電動機等部分組成,儀表將罐內(nèi)的溫度、壓力、液量、轉(zhuǎn)速等量轉(zhuǎn)換成電壓、電流等送入PLC微機??刂葡到y(tǒng)包括手動和自動操作部分,手動控制時由操作人員手動控制,用操作器控制變頻器、電機及閥等,自動控制時對微機發(fā)出控制信號經(jīng)執(zhí)行部分進行自動操作。PLC微機對整個系統(tǒng)的運行進行監(jiān)測、報警、控制以保證系統(tǒng)正常、可靠地運行,除此以外為保證系統(tǒng)運行的安全,在進行PLC微機系統(tǒng)設(shè)計時,對罐內(nèi)水位、壓力、溫度等重要參數(shù)應(yīng)設(shè)置常規(guī)儀表及報警裝置,以保證水位和汽壓有雙重甚至三重報警裝置,以免系統(tǒng)發(fā)生重大事故。PLC微機控制系統(tǒng)由工控機、顯示器、打印機、PLC、手操器、報警裝
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