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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(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 后,過(guò)濾后的消毒液經(jīng)過(guò)流量泵進(jìn)入攪拌罐。兩種液體在攪拌罐中經(jīng)攪拌后,通過(guò)橙色管網(wǎng)、水調(diào)閥送入汽化裝置。在經(jīng)過(guò)汽化后,通過(guò)淺藍(lán)色管網(wǎng)、水調(diào)閥、流量泵進(jìn)入主罐殺菌罐。(,除紅線(xiàn)和綠線(xiàn)外) Ⅰ殺菌罐②對(duì)加熱管控制Ⅱ水凈化罐③對(duì)閥控制Ⅲ消毒液罐④對(duì)閥控制Ⅳ攪拌罐⑤對(duì)排氣閥控制Ⅴ手動(dòng)設(shè)置氣化裝置⑥對(duì)閥控制Ⅵ加熱裝置⑦對(duì)閥控制Ⅶ過(guò)濾網(wǎng)⑧對(duì)M2控制1液位控制器接頭⑨對(duì)M3控制2加熱裝置接頭⑩對(duì)閥控制3自動(dòng)壓力表接頭?對(duì)閥控制4自動(dòng)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(dòng)機(jī)接頭10流量泵接頭11流量泵接頭①對(duì)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(jī)結(jié)合、協(xié)調(diào)發(fā)展為特色。主要包括:三個(gè)必須罐子、一個(gè)或若干個(gè)殺菌罐、若干鋼管。為了在滿(mǎn)足大規(guī)模殺菌區(qū)域負(fù)荷的需求的同時(shí),整合若干個(gè)殺菌主罐,同時(shí)本著著眼于未來(lái)的發(fā)展、服務(wù)社會(huì)的原則,加強(qiáng)食品衛(wèi)生的理念,按照節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的原則,即在本設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)區(qū)域綜合發(fā)展,實(shí)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(fù)荷指標(biāo)需要區(qū)域殺菌業(yè)產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)。一般情況下,食品加工、醫(yī)療、消毒業(yè)多的地區(qū),其負(fù)荷往往較大,對(duì)區(qū)域負(fù)荷的預(yù)測(cè)應(yīng)遵循各企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn),通過(guò)綜合考慮各個(gè)方面的影響因素,確定區(qū)域的中遠(yuǎn)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(jì)算結(jié)果得到各節(jié)點(diǎn)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(xiàn)。也可從節(jié)點(diǎn)水壓減去地面標(biāo)高得出各節(jié)點(diǎn)的自由水壓,在管網(wǎng)平面圖上繪出等自由水壓線(xiàn)。本案中等水壓線(xiàn)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(jìn)一步提高供水可靠性,可在平行管線(xiàn)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(xiàn)某處損壞時(shí),無(wú)需整條管線(xiàn)全部停止工作,而只須用閥門(mén)關(guān)閉損壞的一段進(jìn)行檢修。設(shè)平行管線(xiàn)數(shù)n,每條管線(xiàn)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(shí): 一段損壞時(shí): m=0時(shí):, 實(shí)際管網(wǎng)中,有許多控制、安全、量測(cè)設(shè)施,如控制閥、流量泵、壓力表、溫控閥等附件,對(duì)管網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生重要影響。傳統(tǒng)計(jì)算方法都未涉及到管網(wǎng)附件問(wèn)題,不僅使計(jì)算準(zhǔn)確性受損,而且其計(jì)算程序無(wú)法用于日常治理工作。圖論法處理管網(wǎng)附件時(shí),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(jì)算摩損值,再加入到管網(wǎng)中進(jìn)行水力平衡計(jì)算。在此本案給出幾種較常見(jiàn)管網(wǎng)附件的處理方法。閘板式閥門(mén)是用得最多的一種閥門(mén),在一般的水力計(jì)算過(guò)程中,閘板式閥門(mén)的水頭損失計(jì)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(guò)工作壓力時(shí),其下游端會(huì)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(diǎn)i,下游節(jié)點(diǎn)j,管長(zhǎng)L,整個(gè)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(diǎn)水頭值Hi,管段下游節(jié)點(diǎn)水頭值Hj。(1).當(dāng)He<Hset且Hi>Hj,減壓閥對(duì)水流沒(méi)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(kù)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(gè)逆止閥,管段中沒(méi)有流量通過(guò),傳導(dǎo)系數(shù)為零,yk=0。水流流過(guò)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(yáng)程。但也可把揚(yáng)程視為“管段”的“水頭損失”,只是這“水頭損失”是負(fù)值。流量泵一般選用離心泵,其流量和揚(yáng)程關(guān)系可由水泵特性曲線(xiàn)表示。對(duì)水泵來(lái)說(shuō),有實(shí)際意義的是落在水泵高效區(qū)的一小段曲線(xiàn)。因此可用適合管網(wǎng)計(jì)算的曲線(xiàn)擬合水泵特性曲線(xiàn)。 任何管道的水力計(jì)算都可以用管段流量q,水頭損失h,管徑D,管長(zhǎng)L和管壁條件C等5個(gè)因素來(lái)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(gè)管網(wǎng)的水力平衡問(wèn)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(jì)算,求出q后,反求h;二是首先消去q,以h為未知量計(jì)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(lèi)型的管網(wǎng),所以本案著重介紹后者。設(shè)一管網(wǎng)有J個(gè)節(jié)點(diǎn),P條管段,L個(gè)環(huán),則三者滿(mǎn)足L=P-J+1的關(guān)系。管網(wǎng)的每一管段都有q和h兩個(gè)未知量,因而未知量的個(gè)數(shù)為2P。但管網(wǎng)環(huán)方程有L個(gè),線(xiàn)性無(wú)關(guān)的連續(xù)性方程有J-1個(gè),總數(shù)為L(zhǎng)+J-1=P個(gè),不能求解2P個(gè)未知量。因此,必須借助P個(gè)管段摩損方程式才可以求出結(jié)果來(lái)。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(lái)開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù),它是軟件、硬件、自動(dòng)控制、罐體節(jié)能等幾項(xiàng)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物,我國(guó)目前大多數(shù)工業(yè)蒸煮罐設(shè)備仍處于能耗高、浪費(fèi)大、環(huán)境污染嚴(yán)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(jī)進(jìn)行控制是一件具有深遠(yuǎn)意義的工作。工業(yè)蒸煮罐設(shè)備采用微機(jī)控制和原有的控制方式相比具有以下明顯優(yōu)勢(shì): 1.直觀而集中的顯示罐體各運(yùn)行參數(shù)。能快速計(jì)算出機(jī)組在正常運(yùn)行和啟停過(guò)程中的有用數(shù)據(jù),能在顯示器上同時(shí)顯示罐體運(yùn)行的水位、壓力、罐膛負(fù)壓、蒸汽含量、測(cè)點(diǎn)溫度等數(shù)十個(gè)運(yùn)行參量的瞬時(shí)值、累計(jì)值及給定值,并能按需要在罐體的結(jié)構(gòu)示意畫(huà)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(shí)打印或定時(shí)打印,能對(duì)運(yùn)行狀況進(jìn)行準(zhǔn)確地記錄,便于事故追查和分析,防止事故的瞞報(bào)漏報(bào)現(xiàn)象; 3.在運(yùn)行中可以隨時(shí)方便的修改各種運(yùn)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(lái)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(yùn)行的系統(tǒng)來(lái)看,采用PLC控制后熱效率可比以前提高510%; 6.罐體是一個(gè)多輸入多數(shù)出、非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)對(duì)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(fù)荷變化時(shí),所有的被調(diào)量都會(huì)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(guò)PLC實(shí)現(xiàn)比較方便;7.蒸煮罐設(shè)備微機(jī)控制系統(tǒng)經(jīng)擴(kuò)展后可構(gòu)成分級(jí)控制系統(tǒng),可與工廠內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)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(jì)運(yùn)行,減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)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(jī)制,可以設(shè)置多點(diǎn)聲光報(bào)警,和自動(dòng)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(diǎn)可以預(yù)見(jiàn)采用PLC控制蒸煮罐設(shè)備系統(tǒng)是行業(yè)的大勢(shì)所趨。下面我們來(lái)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(guò)藍(lán)色管網(wǎng)供水,水調(diào)閥進(jìn)行控制開(kāi)啟,通過(guò)給水調(diào)節(jié)閥進(jìn)入凈水罐,冷水在經(jīng)過(guò)凈水罐的凈化后,存入凈水罐中下層,當(dāng)水達(dá)到一定高度時(shí),傳感器反饋信息到控制臺(tái),并且自動(dòng)關(guān)閉水調(diào)閥,當(dāng)超過(guò)一定值時(shí),自動(dòng)打開(kāi)安全閥。在后水經(jīng)過(guò)加熱裝置加熱到預(yù)定值,此時(shí),冷水變?yōu)闊崴?。然后,熱水在?jīng)過(guò)橙色管網(wǎng)流入流量泵,然后進(jìn)入攪拌罐,流量泵經(jīng)控制臺(tái)人工設(shè)置后進(jìn)行自動(dòng)控制,達(dá)到將要與消毒液配比出的濃度。在水經(jīng)過(guò)此過(guò)程的同時(shí),消毒液也通過(guò)藍(lán)色管網(wǎng)供給,水調(diào)閥進(jìn)行控制開(kāi)啟,通過(guò)給水調(diào)節(jié)閥進(jìn)入殺毒液罐,當(dāng)達(dá)到消毒液時(shí),傳感器反饋信息到控制臺(tái),并且自動(dòng)關(guān)閉水調(diào)閥,當(dāng)超過(guò)一定值時(shí),自動(dòng)打開(kāi)安全閥。然后消毒液經(jīng)過(guò)過(guò)濾裝置,再經(jīng)過(guò)流量泵進(jìn)入攪拌罐。當(dāng)兩種液體進(jìn)入攪拌罐時(shí),經(jīng)人工或傳感器反饋開(kāi)啟攪拌器。兩種液體在攪拌罐中經(jīng)攪拌后,通過(guò)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(guò)汽化后,通過(guò)淺藍(lán)色管網(wǎng)、水調(diào)閥、流量泵進(jìn)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(shí),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(kāi),當(dāng)超過(guò)一定值時(shí),自動(dòng)打開(kāi)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(jī)、手自動(dòng)切換操作、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及閥、電動(dòng)機(jī)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(jī)??刂葡到y(tǒng)包括手動(dòng)和自動(dòng)操作部分,手動(dòng)控制時(shí)由操作人員手動(dòng)控制,用操作器控制變頻器、電機(jī)及閥等,自動(dòng)控制時(shí)對(duì)微機(jī)發(fā)出控制信號(hào)經(jīng)執(zhí)行部分進(jìn)行自動(dòng)操作。PLC微機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測(cè)、報(bào)警、控制以保證系統(tǒng)正常、可靠地運(yùn)行,除此以外為保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全,在進(jìn)行PLC微機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)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(bào)警裝置,以保證水位和汽壓有雙重甚至三重報(bào)警裝置,以免系統(tǒng)發(fā)生重大事故。PLC微機(jī)控制系統(tǒng)由工控機(jī)、顯示器、打印機(jī)、PLC、手操器、報(bào)警裝
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