CN105525309A - 电解烟气负压控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电解烟气负压控制系统，包括主烟管及若干支烟管，若干所述支烟管的出口均与所述主烟管的入口相连通，还包括压力传感器、信号隔离器、可编程逻辑控制器、变频控制上位机、变频器、排烟风机，其中，所述压力传感器设置于所述主烟管上，所述压力传感器、信号隔离器、可编程逻辑控制器通过电信号传输线路顺次相连，所述变频控制上位机通过光信号传输线路与所述可编程逻辑控制器相连，所述变频器通过光信号传输线路和电信号传输线路与所述变频控制上位机相连，所述变频器通过电信号传输线路与所述排烟风机相连。与相关技术相比，本发明有益效果在于，电解槽散热效果好、槽况稳定、能耗较低、环保性能强。
Description
【技术领域】
本发明涉及铝电解烟气收集技术领域，尤其涉及一种电解烟气负压控制系统。
【背景技术】
铝电解过程中产生大量的含氟烟气，大多数铝厂通过烟气干法净化系统来回收处理含氟烟气，净化排烟风机产生负压将含氟烟气经支烟管汇集至主烟管，主烟管内的含氟烟气与氧化铝粉末混合反应后经布袋除尘器实现气固分离，经过净化的烟气最终经烟囱排出。生产过程中，排烟风机是以固定功率运行的。
但气温变化会影响烟气密度、排烟风机线损，从而造成电解烟气负压波动，影响电解槽散热。气温高时负压低，烟气带走的热量减少，电解槽散热减少，导致槽温升高，引起炉帮融化、分子比升高，导致槽况稳定性变差、能耗升高；电解烟气负压受外界因素影响产生波动，负压绝对值过大会造成能量的浪费，而负压绝对值过小会导致电解槽集气效率降低，厂房含氟烟气无组织排放增多，不利于环保。因而，相关技术的电解烟气收集系统存在电解槽散热效果差、槽况稳定性不足、能耗升高、环保性能较弱的不足。
因此，实有必要提供一种新的电解烟气负压控制系统及方法来克服上述技术问题。
【发明内容】
本发明需要解决的技术问题是提供一种电解槽散热效果好、槽况稳定、能耗较低、环保性能强的电解烟气负压控制系统及方法。
本发明一种电解烟气负压控制系统，包括主烟管及若干支烟管，若干所述支烟管的出口均与所述主烟管的入口相连通，所述电解烟气负压控制系统还包括压力传感器、信号隔离器、可编程逻辑控制器、变频控制上位机、变频器、排烟风机，其中，所述压力传感器设置于所述主烟管上，所述压力传感器、信号隔离器、可编程逻辑控制器通过电信号传输线路顺次相连，所述变频控制上位机通过光信号传输线路与所述可编程逻辑控制器相连，所述变频器通过光信号传输线路和电信号传输线路与所述变频控制上位机相连，所述排烟风机通过电信号传输线路与所述变频器相连。
优选的，所述压力传感器与所述信号隔离器之间的电信号传输线路所通过的电流为4～20mA。
优选的，所述压力传感器到所述主烟管入口的距离为所述主烟管直径的1.5倍。
本发明还提供了一种电解烟气负压控制方法，包括如下控制步骤：
步骤一、提供如权利要求1所述的电解烟气负压控制系统；
步骤二、所述压力传感器监测所述主烟管的压力，并将监测到的实时压力值通过电信号传输线路传输至所述信号隔离器，经信号隔离器进行信号转换后，通过电信号传输线路转送至所述可编程逻辑控制器进行数据处理，得到处理后的实时负压数据；
步骤三、所述可编程逻辑控制器通过光信号传输线路将所述实时负压数据发送至所述变频控制上位机；
步骤四、所述变频控制上位机将所述实时负压数据与设定的负压控制区间进行对比，当所述实时负压数据低于所述负压控制区间的下限时，所述变频控制上位机对所述变频器下达升频指令，直至所述实时负压数据位于所述负压控制区间内；当所述实时负压数据高于所述负压控制区间的上限时，所述变频控制上位机对所述变频器下达降频指令，直至所述实时负压数据位于所述负压控制区间内。
优选的，所述压力传感器与所述信号隔离器之间的电信号传输线路所通过的电流为4～20mA。
优选的，所述压力传感器到所述主烟管入口的距离为所述主烟管直径的1.5倍。
优选的，所述负压控制区间为-780～-720Pa。
优选的，所述步骤四中，升频和降频的速度均为每5分钟0.2赫兹。
与相关技术相比，本发明一种电解烟气负压控制系统的有益效果在于，实现了对电解含氟烟气负压的动态控制，排烟风机以动态功率运行，电解含氟烟气负压不再随电解槽上部温度的变化而变化，也不再随外界因素的变化而变化，而始终维持在稳定的负压控制区间，所述负压控制区间系根据电解槽的进行综合测试后所得到的区间值，当电解槽内烟气负压控制在所述区间值内时，能获得较佳的散热效果和电解槽热平衡效果。从而，所述电解烟气负压控制系统为电解槽提供了良好的散热效果，槽热平衡，槽况稳定，能源消耗减少，电解槽内电解烟气收集效率高，无组织排放大大减少，环保性能显著提高。
本发明一种电解烟气负压控制方法的有益效果在于，电解烟气负压控制方法，以电解烟气恒负压控制取代了传统的风机恒功率运行模式，可以消除外界因素和电解槽内温度对烟气负压的干扰，稳定电解槽上部散热，有利于电解槽热平衡。因而，电解槽散热效果好、槽况稳定、能耗较低、环保性能强。
【附图说明】
图1为本发明电解烟气负压控制系统控制示意图。
【具体实施方式】
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
参照图1所示，本发明一种电解烟气负压控制系统，包括主烟管2及若干支烟管(未图示)，若干支烟管的出口均与主烟管2的入口21相连通，所述电解烟气负压控制系统还包括压力传感器1、信号隔离器3、可编程逻辑控制器4、变频控制上位机5、变频器6、排烟风机7，其中，压力传感器1设置于主烟管2上，压力传感器1、信号隔离器3、可编程逻辑控制器4通过电信号传输线路顺次相连，信号隔离器3通过电信号传输线路L1与压力传感器1相连，可编程逻辑控制器4通过电信号传输线路(未图示)与信号隔离器3相连，变频控制上位机5通过光信号传输线路K1与可编程逻辑控制器4相连，变频器6通过光信号传输线路和电信号传输线路M1与变频控制上位机5相连，排烟风机7通过电信号传输线路L2与变频器6相连。
通过所述电解烟气负压控制系统，实现了对电解含氟烟气负压的动态控制，排烟风机以动态功率运行，电解含氟烟气负压不再随电解槽上部温度的变化而变化，也不再随外界因素的变化而变化，而始终维持在稳定的负压控制区间，所述负压控制区间系根据电解槽的进行综合测试后所得到的区间值，当电解槽内烟气负压控制在所述区间值内时，能获得较佳的散热效果和电解槽热平衡效果。从而，所述电解烟气负压控制系统为电解槽提供了良好的散热效果，槽热平衡，槽况稳定，能源消耗减少，电解槽内电解烟气收集效率高，无组织排放大大减少，环保性能显著提高。
在本发明电解烟气负压控制系统的实施方式中，压力传感器1与信号隔离器3之间的电信号传输线路L1所通过的电流为4-20mA。由此，保证了信号传输的稳定可靠，有利于控制系统的稳定高效运行。
在本发明电解烟气负压控制系统的本实施方式中，压力传感器1到主烟管2入口21的距离为主烟管2直径的1.5倍。由此，对主烟管2内含氟烟气的负压监测更为稳定有效。
本发明还提供了一种电解烟气负压控制方法，包括如下控制步骤：
步骤一、提供上述电解烟气负压控制系统；
步骤二、压力传感器1监测主烟管2的压力，并将监测到的实时压力值通过电信号传输线路L1传输至信号隔离器3，经信号隔离器3进行信号转换后，通过电信号传输线路转送至可编程逻辑控制器4进行数据处理，得到处理后的实时负压数据；
步骤三、可编程逻辑控制器4通过光信号传输线路K1将实时负压数据发送至变频控制上位机5；
步骤四、变频控制上位机5将实时负压数据与设定的负压控制区间进行对比，当实时负压数据低于负压控制区间的下限时，变频控制上位机5通过光信号传输线路和电信号传输线路M1对变频器6下达升频指令，直至实时负压数据位于负压控制区间内；当实时负压数据高于负压控制区间的上限时，变频控制上位机5通过光信号传输线路和电信号传输线路M1对变频器6下达降频指令，直至实时负压数据位于负压控制区间内。值得注意的是所述实时负压数据是随着主烟管2内的压力值变化而变化的，其最终经调控后，位于负压控制区间内。
通过所述电解烟气负压控制方法，以电解烟气恒负压控制取代了传统的风机恒功率运行模式，可以消除外界因素和电解槽内温度对烟气负压的干扰，稳定电解槽上部散热，有利于电解槽热平衡。因而，电解槽散热效果好、槽况稳定、能耗较低、环保性能强。
在本发明电解烟气负压控制方法的实施方式中，压力传感器1与信号隔离器3之间的电信号传输线路L1所通过的电流为4-20mA。由此，有利于控制系统的稳定高效运行。
在本发明电解烟气负压控制方法的实施方式中，压力传感器1到主烟管2入口21的距离为主烟管2直径的1.5倍。由此，有利于实时负压数据的准确监测，监测结果更为稳定有效。
在本发明电解烟气负压控制方法的实施方式中，负压控制区间为-780～-720Pa。由此，综合了电解槽的槽况与系统的运行效率，实现了较优配置。
在本发明电解烟气负压控制方法的实施方式中，步骤四中，升频和降频的速度均为每5分钟0.2赫兹。由此，升频和降频的速度得到保证，对负压的调控更为及时，且不影响电解烟气负压控制系统的正常运行。
如压力传感器1监测到的实时负压数据为-750Pa，而变频控制上位机5设定的负压控制区间为-770～-760Pa，则变频控制上位机5向变频器6下达升频命令，以每5分钟0.2赫兹的速度不断上调排烟风机7运行频率，直至负压传感器1检测到的实时负压数据位于-770～-760Pa区间内。
与相关技术相比，本发明的有益效果主要在于，电解槽散热效果好、槽况稳定、能耗较低、环保性能强。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种电解烟气负压控制系统，包括主烟管及若干支烟管，若干所述支烟管的出口均与所述主烟管的入口相连通，其特征在于：还包括压力传感器、信号隔离器、可编程逻辑控制器、变频控制上位机、变频器、排烟风机，其中，所述压力传感器设置于所述主烟管上，所述压力传感器、信号隔离器、可编程逻辑控制器通过电信号传输线路顺次相连，所述变频控制上位机通过光信号传输线路与所述可编程逻辑控制器相连，所述变频器通过光信号传输线路和电信号传输线路与所述变频控制上位机相连，所述排烟风机通过电信号传输线路与所述变频器相连。
2.根据权利要求1所述的电解烟气负压控制系统，其特征在于：所述压力传感器与所述信号隔离器之间的电信号传输线路所通过的电流为4～20mA。
3.根据权利要求1所述的电解烟气负压控制系统，其特征在于：所述压力传感器到所述主烟管入口的距离为所述主烟管直径的1.5倍。
4.一种电解烟气负压控制方法，其特征在于，包括如下控制步骤：
步骤一、提供如权利要求1所述的电解烟气负压控制系统；
步骤二、所述压力传感器监测所述主烟管的压力，并将监测到的实时压力值通过电信号传输线路传输至所述信号隔离器，经信号隔离器进行信号转换后，通过电信号传输线路转送至所述可编程逻辑控制器进行数据处理，得到处理后的实时负压数据；
步骤三、所述可编程逻辑控制器通过光信号传输线路将所述实时负压数据发送至所述变频控制上位机；
步骤四、所述变频控制上位机将所述实时负压数据与设定的负压控制区间进行对比，当所述实时负压数据低于所述负压控制区间的下限时，所述变频控制上位机对所述变频器下达升频指令，直至所述实时负压数据位于所述负压控制区间内；当所述实时负压数据高于所述负压控制区间的上限时，所述变频控制上位机对所述变频器下达降频指令，直至所述实时负压数据位于所述负压控制区间内。
5.根据权利要求4所述的电解烟气负压控制方法，其特征在于：所述压力传感器与所述信号隔离器之间的电信号传输线路所通过的电流为4～20mA。
6.根据权利要求4所述的电解烟气负压控制方法，其特征在于：所述压力传感器到所述主烟管入口的距离为所述主烟管直径的1.5倍。
7.根据权利要求4所述的电解烟气负压控制方法，其特征在于：所述负压控制区间为-780～-720Pa。
8.根据权利要求7所述的电解烟气负压控制方法，其特征在于：所述步骤四中，升频和降频的速度均为每5分钟0.2赫兹。
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