CN104133449A - 蒸汽降温罐的全自动控制系统 - Google Patents

Abstract

一种蒸汽降温罐的全自动控制系统，在降温罐罐体内设有降温层，通过在降温罐的出汽口设置温度传感器采集温度参数，参数传送到PLC控制器处理后，自动控制连接降温层的降温水调节阀开度；在降温罐的蒸汽入口设有蒸汽调节阀，蒸汽出口设有流量计，流量计采集到降温罐处理后蒸汽量参数后，传送给PLC处理，并通过处理的数据来自动控制蒸汽调节阀的开度，从而控制进汽量和出汽量。本发明能够广泛适应各类工业蒸汽热能需求，并进行高效合理控制。

Description

蒸汽降温罐的全自动控制系统

技术领域

本发明涉及一种自动控制装置，尤其涉及一种能全自动控制产出蒸汽的温度和流量的蒸汽降温罐的全自动控制系统。

背景技术

随着我国国民经济快速增长，尤其是纺织、丝绸、印染、医药化工、造纸、制糖、皮革等产业的快速发展，企业对蒸汽供热的需求也持续上升；并对蒸汽供给要求多样化。传统的降温减压阀不适合大量供热需求。

传统的降温罐由容器式罐体、罐体底部、罐体外自上而下的盘旋的水管、罐体上开设的喷淋水入口、蒸汽进口、蒸汽出口、冷凝液排出口组成。减温水（除氧水）经过盘管通过喷嘴喷入罐体内部，蒸汽自上而下与减温水混合后，达到工艺生产的参数后，通过罐内的内部中心管排出。监控方式是由人工观察蒸汽温度情况，视蒸汽温度变化情况打开或者关闭降温水阀门来进行温度控制。

公开文献报道了一些蒸汽发生装置，摘录如下：

中国专利 一种可调压蒸汽机的蒸汽发生罐 申请(专利)号： CN201120546251.1 申请日： 2011.12.23   授权公告号： CN202470017U  授权公告日： 2012.10.03  申请权利人： 浙江融信科技发展有限公司   发明设计人： 尚佳;王道宏;钟国强   摘要：蒸汽发生设备技术领域，具体地说是一种可调压蒸汽机的蒸汽发生罐。该可调压蒸汽机的蒸汽发生罐包括蒸汽罐和控制罐，所述控制罐与蒸汽罐相连接，所述蒸汽罐包括蒸汽罐体、第一接头和第二接头，所述第一接头通过方管与蒸汽罐体相连通，所述第二接头与蒸汽罐体相连通，所述蒸汽罐体上设有三通接头和管；所述控制罐包括控制罐体、第三接头、第四接头、第五接头和三通，所述第四接头设于控制罐体一端，所述第三接头设于控制罐体侧壁上，所述三通和第五接头通过连接管与控制罐体相连通，所述控制罐上设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔与所述管相连接，所述第二通孔与三通接头相连接。

中国专利 一种可调压蒸汽机 申请(专利)号： CN201120546251.1 申请日： 2011.12.23  授权公告号： CN202470017U  授权公告日： 2012.10.03  申请权利人： 浙江融信科技发展有限公司   发明设计人： 尚佳;王道宏;钟国强   摘要：一种可调压蒸汽机。该可调压蒸汽机包括机体、外壳、蒸汽发生罐、加热器、换热器、风机和控制箱，所述机体外设有外壳，所述蒸汽发生罐包括蒸汽罐和控制罐，并设于机体上，所述蒸汽罐通过管道与控制罐相连接，所述连接蒸汽罐和控制罐之间的管道上设有压力感应器，并与控制箱电连接，所述加热器包括火排组件和火排座板，所述火排组件设于蒸汽罐内部和底部，并与控制箱电连接，通过火排座板固定，所述排风箱与所述风机相连接，所述换热器通过管道与蒸汽罐相连接，所述蒸汽罐上设有蒸汽出口。本实用新型提供一种结构简单、易操作的可调压蒸汽机。  

中国专利一种可调式蒸汽发生器过压保护装置 申请(专利)号： CN201310484658.X 申请日： 2013.10.17  申请公布号： CN103542397A  公开公告日： 2014.01.29  申请权利人： 郑州树仁科技发展有限公司   发明设计人： 孙国富;孙铭洲;赵扬;李成未;蔡庄红;李应选;陶牮   摘要：一种可调式蒸汽发生器过压保护装置其是在现有主要由放空管路(1)、蒸汽输出管(2)、压力传感器(3)、温度传感器(4)、蒸汽罐体(5)、加热器(7)构成的蒸汽发生器装置结构基础上，在所述蒸汽罐体(5)侧面设置侧支管深入液封管(9)内液面下靠近底部，液封管(9)侧面设置的液位计(10)上设置有刻度尺(11)。本发明的有益效果是，通过液体液位控制蒸汽出口压力，液体压强与液柱高度可准确换算，可快速准确的设定出蒸汽出口压力，同时蒸汽泄出时液体可以将蒸汽降温液化或吸收，有效的避免了高温蒸汽排放到实验空间所造成的安全问题。

上述文献可见，采用这种降温罐装置及监控方式存在一下问题：

1、蒸汽进入该装置后，减温水通过喷嘴喷入，蒸汽与减温水不能达到充分均匀的混合，减温效果不佳，大量的喷淋水从冷凝液排出口排出，不仅浪费减温水（除氧水），且降温罐出口温度波动大，影响后续工艺生产。

2、人工观察蒸汽出口温度，控制阀门的工作量较大。

3、人工调整减温水阀门开度，准确度不够，不易精确控制。当蒸汽温度不能达到工艺使用要求时，则工艺生产存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的是为了广泛适应各类工业蒸汽热能需求并高效合理控制而推出的一种全自动控制系统。该系统能降低劳动强度，提高作业效率，合理的利用热能，并全程实现自动化控制。

本发明的技术方案是： 

一种蒸汽降温罐的全自动控制系统，所述降温罐罐体内设有若干个降温层，所述降温层分别从进汽口算起第一层、第二层、第三层和第N层，第一、二、三层分别用环形管道与均匀分布喷淋入水口连接，环管与进水管连接，调节阀安装在进水管上，第N层为独立控制层，每个喷淋入水口直接与进水管连接，每条管道上分别安装调节阀；降温罐蒸汽出口管道上安装流量计，在降温罐蒸汽入口管道上安装调节阀；

所述的全自动控制系统包括主控制系统、降温控制系统、蒸汽流量控制系统、喷淋系统、疏水系统和报警系统，LED显示触摸屏通过现场总线或无线网络与上述系统连接,并连接到安装在控制室的中心计算机，在中心计算机或LED显示触摸屏上设定生产工艺参数，并对各个控制系统进行监控；

其中全自动控制系统是通过主控制系统的PLC控制器，控制降温水调节阀对降温层进行降温、控制蒸汽调节阀对降温罐的蒸汽入口的蒸汽流量、控制喷淋口调节阀对降温罐进行喷淋降温、控制疏水阀对降温罐底部进行疏水以及对设备异常进行告警。

优选地，降温控制系统包括降温层、温度传感器和降温水调节阀，在降温罐罐体内设有降温层，通过在降温罐的出汽口设置温度传感器采集温度参数，参数传送到主控制系统PLC控制器处理后，自动控制降温层的降温水调节阀开度大小。

优选地，蒸汽流量控制系统包括流量计和蒸汽调节阀，在降温罐的蒸汽入口设有蒸汽调节阀，蒸汽出口设有流量计，流量计采集到降温罐处理后蒸汽量参数后，传送给主控制系统PLC处理，自动控制蒸汽调节阀的开度大小，从而控制进汽量和出汽量。

优选地，喷淋系统包括喷淋口、进水管和喷淋口调节阀，当降温罐达到设定温度，温度传感器将温度数据传输到主控制系统PLC控制器处理，由所述PLC控制器发出控制信号控制喷淋口调节阀开度，对降温罐进行降温处理。

优选地，疏水系统包括进气孔、疏水口、液位传感器和疏水阀，在降温罐中心管底部设置进气孔、疏水口和液位传感器，进气孔把降温后的蒸汽引中心管，再充分混合；当液位传感器感应到积水量到达到设定值后，液位传感器发送信号到主控制系统PLC控制器处理，由所述PLC控制器发出控制信号控制疏水阀排放降温罐内冷凝积水。

优选地，报警系统包括设备故障告警、系统及异常告警、温度超限告警以及电源故障告警，报警系统连接蜂鸣器能够声音告警。

优选地，降温罐设有降温层，罐体外设计检查口，用于观察和检修。

本发明的有益效果是：

1、    本发明的蒸汽降温罐的全自动控制系统具有可靠性强、自动化程度高、使用操作简便、显示信息丰富直观，性价比高等优点；

2、    本发明的蒸汽降温罐的全自动控制系统由主控制系统对降温控制系统、蒸汽流量控制系统、喷淋系统、疏水系统和报警系统智能控制，能够调节温度，蒸汽的进、出汽量，并具有报警功能，降低劳动强度，提高作业效率；

3、    本发明的蒸汽降温罐的全自动控制系统设有疏水口，能够智能的排掉降温罐底部积水；

4、    本发明的蒸汽降温罐的全自动控制系统在蒸汽降温罐罐体外设有检查口，便于观察和发生故障时进行人工检修；

5、    本发明的蒸汽降温罐的全自动控制系统提供了一种能够根据生产需求自动降低蒸汽温度至生产工艺需求温度，根据生产工艺需求的蒸汽量自动调节蒸汽的进汽量，整个系统无动力设备。

附图说明    

图1是本发明蒸汽降温罐的全自动控制系统的结构示意图；

图2是本发明蒸汽降温罐的全自动控制系统的蒸汽降温罐的结构示意图；

其中：降温罐罐体1，喷淋口2，检查口3，降温水调节阀4，上花孔板5，降温水盘管6，压力传感器7，排放口8，疏水阀9，蒸汽调节阀10，温度传感器11，流量计12，中心管13，中心管进气孔14、进汽口15、出汽口16。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图2所示，本发明的结构包括降温罐罐体1、进汽口15、喷淋口2、中心管13、出汽口16，其特征在于：在降温罐内根据蒸汽的走向分别设计第一、第二、第三和第四降温层，每层用花孔板5间隔，每层分别设置喷淋口2、检查口3，第一、第二、第三降温层喷淋口2分别于对于的降温水盘管6连接，盘管与降温水调节阀4连接，第四降温层每个喷淋口2独立连接一个降温水调节阀4；在降温罐进汽口15设置蒸汽调节阀10，根据出汽口16的流量计12来调节进汽口15的蒸汽调节阀10；在降温罐出汽口16处设置温度传感器11；在降温罐中心处焊置中心管13，在中心管13下部开中心管进汽孔14，在中心管13底部开排放口8；在降温罐底部设置疏水阀9；在降温罐下部设置压力传感器7；所有的传感器、调节阀与PLC控制器连接。

全自动控制系统包括主控制系统、降温控制系统、蒸汽流量控制系统、喷淋系统、疏水系统和报警系统，LED显示触摸屏通过现场总线或无线网络与上述系统连接,并连接到安装在控制室的中心计算机，在中心计算机或LED显示触摸屏上设定生产工艺参数，并对各个控制系统进行监控；

其中全自动控制系统是通过主控制系统的PLC控制器，控制降温水调节阀对降温层进行降温、控制蒸汽调节阀对降温罐的蒸汽入口的蒸汽流量、控制喷淋口调节阀对降温罐进行喷淋降温、控制疏水阀对降温罐底部进行疏水以及对设备异常进行告警。

降温控制系统包括降温层、温度传感器和降温水调节阀，在降温罐罐体内设有降温层，通过在降温罐的出汽口设置温度传感器采集温度参数，参数传送到主控制系统PLC控制器处理后，自动控制降温层的降温水调节阀开度大小。

蒸汽流量控制系统包括流量计和蒸汽调节阀，在降温罐的蒸汽入口设有蒸汽调节阀，蒸汽出口设有流量计，流量计采集到降温罐处理后蒸汽量参数后，传送给主控制系统PLC处理，自动控制蒸汽调节阀的开度大小，从而控制进汽量和出汽量。

喷淋系统包括喷淋口、进水管和喷淋口调节阀，当降温罐达到设定温度，温度传感器将温度数据传输到主控制系统PLC控制器处理，由所述PLC控制器发出控制信号控制喷淋口调节阀开度，对降温罐进行降温处理。

疏水系统包括进气孔、疏水口、液位传感器和疏水阀，在降温罐中心管底部设置进气孔、疏水口和液位传感器，进气孔把降温后的蒸汽引中心管，再充分混合；当液位传感器感应到积水量到达到设定值后，液位传感器发送信号到主控制系统PLC控制器处理，由所述PLC控制器发出控制信号控制疏水阀排放降温罐内冷凝积水。

报警系统包括设备故障告警、系统及异常告警、温度超限告警以及电源故障告警，报警系统连接蜂鸣器能够声音告警。设备故障告警，判别条件为：设备运行故障；系统及异常告警，判别条件为：系统自检发现错误，有电子元件故障； 温度超限告警，判别条件为：系统测量到降温罐内平均温度>降温罐内允许最高温度；电源故障告警，判别条件为：通过监测电源输出和电源开关跳闸。

本发明的主要工作原理是：温度传感器11采集到出汽口16的蒸汽温度参数后，传送给PLC控制器处理，并通过处理的数据来自动控制各个降温水调节阀4；流量计12采集到降温罐处理后蒸汽量参数后，传送给PLC处理，并通过处理的数据来自动控制蒸汽调节阀10的开度，从而控制进汽量和出汽量；在每降温层之间设置花孔板5，使每层蒸汽处于均质状态；喷淋口2采用旋流喷咀，能让降温水的雾化效果更加好，更均匀；液位传感器根据降温罐底部积水的量，发送信号到PLC控制器，由PLC控制器控制疏水阀9进行疏水；降温罐中心设置中心管13起均质作用。

Claims (7)

1.一种蒸汽降温罐的全自动控制系统，其特征在于，所述降温罐罐体内设有若干个降温层，所述降温层分别从进汽口算起第一层、第二层、第三层和第N层，第一、二、三层分别用环形管道与均匀分布喷淋入水口连接，环管与进水管连接，调节阀安装在进水管上，第N层为独立控制层，每个喷淋入水口直接与进水管连接，每条管道上分别安装调节阀；降温罐蒸汽出口管道上安装流量计，在降温罐蒸汽入口管道上安装调节阀；

所述的全自动控制系统包括主控制系统、降温控制系统、蒸汽流量控制系统、喷淋系统、疏水系统和报警系统，LED显示触摸屏通过现场总线或无线网络与上述系统连接,并连接到安装在控制室的中心计算机，在中心计算机或LED显示触摸屏上设定生产工艺参数，并对各个控制系统进行监控；

其中全自动控制系统是通过主控制系统的PLC控制器，控制降温水调节阀对降温层进行降温、控制蒸汽调节阀对降温罐的蒸汽入口的蒸汽流量、控制喷淋口调节阀对降温罐进行喷淋降温、控制疏水阀对降温罐底部进行疏水以及对设备异常进行告警。

2.根据权利要求1所述的蒸汽降温罐的全自动控制系统，其特征在于，所述的降温控制系统包括降温层、温度传感器和降温水调节阀，在降温罐罐体内设有降温层，通过在降温罐的出汽口设置温度传感器采集温度参数，参数传送到主控制系统PLC控制器处理后，自动控制降温层的降温水调节阀开度大小。

3.根据权利要求1所述的蒸汽降温罐的全自动控制系统，其特征在于，所述的蒸汽流量控制系统包括流量计和蒸汽调节阀，在降温罐的蒸汽入口设有蒸汽调节阀，蒸汽出口设有流量计，流量计采集到降温罐处理后蒸汽量参数后，传送给主控制系统PLC处理，自动控制蒸汽调节阀的开度大小，从而控制进汽量和出汽量。

4.根据权利要求1所述的蒸汽降温罐的全自动控制系统，其特征在于：所述的喷淋系统包括喷淋口、进水管和喷淋口调节阀，当降温罐达到设定温度，温度传感器将温度数据传输到主控制系统PLC控制器处理，由所述PLC控制器发出控制信号控制喷淋口调节阀开度，对降温罐进行降温处理。

5.根据权利要求1所述的蒸汽降温罐的全自动控制系统，其特征在于：所述的疏水系统包括进气孔、疏水口、液位传感器和疏水阀，在降温罐中心管底部设置进气孔、疏水口和液位传感器，进气孔把降温后的蒸汽引中心管，再充分混合；当液位传感器感应到积水量到达到设定值后，液位传感器发送信号到主控制系统PLC控制器处理，由所述PLC控制器发出控制信号控制疏水阀排放降温罐内冷凝积水。

6.根据权利要求1所述的蒸汽降温罐的全自动控制系统，其特征在于：所述的报警系统包括设备故障告警、系统及异常告警、温度超限告警以及电源故障告警，报警系统连接蜂鸣器能够声音告警。

7.根据权利要求1所述的蒸汽降温罐的全自动控制系统，其特征还在于：降温罐设有降温层，罐体外设计检查口，用于观察和检修。