CN109916644A - 离心铀浓缩工艺系统补压机机电试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于补压机机电试验技术领域，具体涉及一种离心铀浓缩工艺系统补压机机电试验装置。压缩空气进气阀分别与手动截止阀A、手动截止阀B连接；手动截止阀A、手动截止阀B分别与电动真空阀A、电动真空阀B连接；电动真空阀A、电动真空阀B分别与工作缓冲罐A、工作缓冲罐B连接；压缩空气压力表安装在手动截止阀A与手动截止阀B之间的管道上；真空泵分别与真空电磁阀A、真空电磁阀B连接；真空电磁阀A、真空电磁阀B分别与工作缓冲罐A、工作缓冲罐B连接。本发明模拟补压机在工艺系统上处于空载状态、负载状态以及超负荷状态，通过启动电流、启动时间、摩擦功耗等参数判断补压机的电机、转子、轴承运行状况。

Description

离心铀浓缩工艺系统补压机机电试验装置

技术领域

本发明属于补压机机电试验技术领域，具体涉及一种离心铀浓缩工艺系统补压机机电试验装置，用于验证补压机的检修质量，按照不同的补压机自动调整实验参数，完成实验并输出实验数据。

背景技术

离心铀浓缩生产工艺中，离心铀浓缩工艺系统补压机作为工艺系统中的压力补充的重要设备，其制造水平的好坏直接关系到铀浓缩生产线平稳运行及产品质量。因此在补压机安装到工艺系统前，需对其进行机电试验来验证其制造水平。目前，我国多座离心铀浓缩生产厂对离心铀浓缩工艺系统补压机进行机电试验的装置一直采用上世纪50年代俄方提供的试验装置，国内同类型装置处理空白。俄方提供的补压机机电试验装置设备线路老化，损坏的仪表因已被市场淘汰，无法采购相同仪表替换；并且多采用手动控制，自动化程度低，试验效率不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离心铀浓缩工艺系统补压机机电试验装置，以克服现有技术存在的上述不足。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种离心铀浓缩工艺系统补压机机电试验装置，压缩空气进气阀分别与手动截止阀A、手动截止阀B连接；手动截止阀A、手动截止阀B分别与电动真空阀A、电动真空阀B连接；电动真空阀A、电动真空阀B分别与工作缓冲罐A、工作缓冲罐B连接；压缩空气压力表安装在手动截止阀A与手动截止阀B之间的管道上；真空泵分别与真空电磁阀A、真空电磁阀B连接；真空电磁阀A、真空电磁阀B分别与工作缓冲罐A、工作缓冲罐B连接；离心式清水泵的出水口分别与进水电磁阀A、进水电磁阀B连接；进水电磁阀A、进水电磁阀B分别与补压机壳体A、补压机壳体B底部连接；补压机壳体A、补压机壳体B分别与出水电磁阀A、出水电磁阀B连接；出水电磁阀A、出水电磁阀B与离心式清水泵回水口连接；水压开关A安装在补压机壳体A与出水电磁阀A之间的管道上；水压开关B安装在出水电磁阀B与补压机壳体B之间的管道上；补压机壳体A、补压机壳体B上端通过管道分别与工作缓冲罐A、工作缓冲罐B上端链接；工作缓冲罐A、工作缓冲罐B下端通过管道分别与补压机壳体A、补压机壳体B下端连接；压力表A、压力表B分别与工作缓冲罐A、工作缓冲罐B侧面连接，并通过控制电缆连接到PLC控制柜端子排；真空电磁阀A、真空电磁阀B、手动截止阀A、手动截止阀B、进水电磁阀A、出水电磁阀A、出水电磁阀B、进水电磁阀B、水压开关A和水压开关B通过控制电缆连接到PLC控制柜端子排；真空泵、补压机壳体A和补压机壳体B通过电缆连接到变频柜接线端子上；变频柜与PLC控制柜通过控制电缆连接。

所述的压缩空气进气阀通过铜管分别与手动截止阀A、手动截止阀B连接。

所述的手动截止阀A、手动截止阀B通过铜管分别与电动真空阀A、电动真空阀B连接。

所述的电动真空阀A、电动真空阀B通过铜管分别与工作缓冲罐A、工作缓冲罐B连接。

所述的真空泵通过无缝钢管分别与真空电磁阀A、真空电磁阀B连接。

所述的真空电磁阀A、真空电磁阀B通过无缝钢管分别与工作缓冲罐A、工作缓冲罐B连接。

所述的离心式清水泵的出水口通过镀锌钢管分别与进水电磁阀A、进水电磁阀B连接。

所述的进水电磁阀A、进水电磁阀B通过镀锌钢管分别与补压机壳体A、补压机壳体B底部连接。

所述的补压机壳体A、补压机壳体B通过镀锌钢管分别与出水电磁阀A、出水电磁阀B连接；出水电磁阀A、出水电磁阀B通过镀锌钢管与离心式清水泵回水口连接。

补压机机电试验程序为：第一次空载试验、负荷试验、第一次机械损耗功率测量、50％过负荷试验、第二次空载试验以及第二次机械损耗功率测量；

空载试验时，将补压机的管道系统连接好后，给变频柜和PLC控制柜送电，确认无误后将变频柜上的转换开关转到自动位置，按下所需试验的补压机启动按钮，按下空载试验按钮，自动启动真空泵和离心式清水泵，并将真空电磁阀A和真空电磁阀B开启；在真空达到要求后，PLC控制柜得到开关信号后关闭真空电磁阀A和真空电磁阀B，停止真空泵；延迟5秒后进水电磁阀A和进水电磁阀B自动开启，随后自动切换到380V电压，同时给变频器发出启动信号，补压机开始运行；在运行频率达到100Hz，补压机运行平稳后，操作人员可以在补压机运行状态窗口读取工作电压、电流、频率、功率、启动时间运行数据，在试验结束之前无需人工干预；如果补压机在规定时间内电流未能下降到正常工作电流，停止补压机的转动，等待3分钟后，自动重新开始空载试验；若第三次试验电流依然未能下降到正常工作电流，PLC控制柜停止所有外围运行设备，并发出报警信号；

负载试验在空载试验正常情况下进行，按下PLC控制柜上负载试验按钮，PLC控制柜打开压缩空气电磁阀，向补压机内充入干燥压缩空气，在电流达到规定值后自动关闭压缩空气电磁阀；操作人员可以在补压机运行状态窗口读取工作电压、电流、频率、功率、启动时间运行数据；负荷试验需持续4小时，每小时将电压、频率、负荷电流和负荷功率及冷却水温度参数记录一次，在2小时后进行第一次参数测量；

负荷试验2h后，开始第一次机械损耗功率测量，按下机械损耗功率测量按钮，PLC控制柜自动进行抽空至0.5mmHg，然后在380±19V电压下启动补压机，待启动电流下降至工作电流值以后，自动转入100±5V电压下运行，关闭进水电磁阀A和进水电磁阀B，暂停供给各冷却腔冷却水；运行2-3min后，同样在补压机运行状态窗口读取运行数据并记录；

过负荷试验自动向补压机充入更多干燥压缩空气，过负荷试验合格后，可以进行第二次空载试验和第二次机械损耗功率测量，步骤和标准与第一次相同。

本发明所取得的有益效果为：

本发明根据离心铀浓缩工艺系统中补压机工作基本原理，模拟补压机在工艺系统上处于空载状态、负载状态以及超负荷状态下，通过启动电流、启动时间、摩擦功耗等参数判断补压机的电机、转子、轴承等的运行状况，进而判定补压机制造过程中零部件加工、装配是否符合制造要求。

本发明集机械、电气、仪表控制为一体，优化了系统管线，提高了制造出厂后补压机试验可靠性与精确性；可同时进行两种型号的补压机机电试验，在控制方面更是实现了测量系统数字化，操作控制自动化；提高了试验效率，减少了试验人员，有很强的经济性；保证了离心主工艺设备补压机的检修、制造质量，确保工艺系统稳定运行，为我国离心工艺系统补压机制造、检修创造了有利条件。

本发明硬件采用PLC作为主控单元，采用触摸屏作为人机交互系统，并利用变频器的变频作用提供补压机工作所需频率；软件上PLC内置程序可根据实际情况，按照不同的补压机自动调整实验参数，完成实验并输出实验数据。内部使用了先进的霍尔交流电流传感器测量交流电流信号；传感器将霍尔元件感应出的交流信号经过AC-DC及其他转换模块，变为标准直流信号输出到数模扩展模块，触摸屏可以利用该信号自动计算功率。经过实际生产中验证补压机机电试验装置提高了工作的稳定性，便捷性，取得了良好的效果。保证了主工艺设备补压机的检修、制造质量，确保了工艺系统稳定运行。

控制单元内变频柜、PLC控制柜采用数字化计量仪器、仪表，并使用PLC编程，实现试验自动化控制，同时保留了手动控制功能部分，以方便操作人员在需要的时候进行手动操控；外围辅助系统所有管道阀门采用电磁阀，达到自动化控制，提高试验效率。

附图说明

图1为离心铀浓缩工艺系统补压机机电试验装置结构图；

图中：1、变频柜；2、离心式清水泵；3、进水电磁阀A；4、出水电磁阀A；5、水压开关A；6、补压机壳体A；7、工作缓冲罐A；8、压力表A；9、电动真空阀A；10、手动截止阀A；11、真空电磁阀A；12、真空泵；13、压缩空气压力表；14、出水电磁阀B；15、水压开关B；16、进水电磁阀B；17、补压机壳体B；18、压力表B；19、工作缓冲罐B；20、电动真空阀B；21、手动截止阀B；22、真空电磁阀B；23、PLC控制柜；24、压缩空气进气阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明所述离心铀浓缩工艺系统补压机机电试验装置包括控制单元和外围辅助系统；控制单元包括变频柜1与PLC控制柜23；

外围辅助系统包括补压机壳体A6、补压机壳体B17；工作缓冲罐A7、工作缓冲罐B19；抽空系统包括真空泵12、真空电磁阀A11、真空电磁阀B22及其连接管道；冷却水循环系统包括离心式清水泵2、进水电磁阀A3、进水电磁阀B16、出水电磁阀A4、出水电磁阀B14、水压开关A5、水压开关B15及其连接管道；干压缩空气系统包括电动真空阀A9、电动真空阀B20、手动截止阀A10、手动截止阀B21、压缩空气压力表13、压缩空气进气阀24及其连接管道。

干压缩空气系统连接方式：压缩空气进气阀24通过铜管分别与手动截止阀A10、手动截止阀B21连接；手动截止阀A10、手动截止阀B21通过铜管分别与电动真空阀A9、电动真空阀B20连接；电动真空阀A9、电动真空阀B20通过铜管分别与工作缓冲罐A7、工作缓冲罐B19连接；压缩空气压力表13安装在手动截止阀A10与手动截止阀B21之间管道上，组成干压缩空气系统。

抽空系统连接方式：真空泵12通过无缝钢管分别与真空电磁阀A11、真空电磁阀B22连接；真空电磁阀A11、真空电磁阀B22通过无缝钢管分别与工作缓冲罐A7、工作缓冲罐B19连接，组成抽空系统。

冷却水循环系统连接方式：离心式清水泵2的出水口通过镀锌钢管分别与进水电磁阀A3、进水电磁阀B16连接；进水电磁阀A3、进水电磁阀B16通过镀锌钢管分别与补压机壳体A6、补压机壳体B17底部连接；补压机壳体A6、补压机壳体B17通过镀锌钢管分别与出水电磁阀A4、出水电磁阀B14连接；出水电磁阀A4、出水电磁阀B14通过镀锌钢管与离心式清水泵2回水口连接，组成循环回路；水压开关A5安装在补压机壳体A6与出水电磁阀A4之间的管道上；水压开关B15安装在出水电磁阀B14与补压机壳体B17之间的管道上，组成冷却水循环系统。

内部循环连接方式：补压机壳体A6、补压机壳体B17上端通过管道分别与工作缓冲罐A7、工作缓冲罐B19上端链接；工作缓冲罐A7、工作缓冲罐B19下端通过管道分别与补压机壳体A6、补压机壳体B17下端连接，组成内部循环工作回路。

电气与控制回路连接方式：压力表A8、压力表B18分别与工作缓冲罐A7、工作缓冲罐B19侧面连接，并通过控制电缆连接到PLC控制柜23端子排；真空电磁阀A11、真空电磁阀B22、手动截止阀A10、手动截止阀B21、进水电磁阀A3、出水电磁阀A4、出水电磁阀B14、进水电磁阀B16、水压开关A5、水压开关B15通过控制电缆连接到PLC控制柜23端子排；真空泵12、补压机壳体A6、补压机壳体B17通过电缆连接到变频柜1接线端子上；变频柜1与PLC控制柜23通过控制电缆连接；PLC控制柜23通过控制电缆控制所有连接的用电设备。

补压机机电试验程序为：第一次空载试验、负荷试验、第一次机械损耗功率测量、50％过负荷试验、第二次空载试验、第二次机械损耗功率测量。

空载试验时，将补压机的管道系统连接好后，给变频柜1、PLC控制柜23送电。确认无误后将变频柜1上的转换开关转到自动位置，按下所需试验的补压机启动按钮，按下空载试验按钮，控制系统会自动启动真空泵12、离心式清水泵2，并将真空电磁阀A11、真空电磁阀B22开启。在真空达到要求后，热电阻真空计会发出一个开关信号送至PLC控制柜23，PLC控制柜23得到信号后会关闭真空电磁阀A11、真空电磁阀B22，停止真空泵12。延迟5秒后进水电磁阀A3、进水电磁阀B16会自动开启，随后自动切换到380V电压，同时给变频器1发出启动信号，补压机开始运行。在运行频率达到100Hz，补压机运行平稳后操作人员可以在补压机运行状态窗口读取工作电压、电流、频率、功率、启动时间等运行数据，在试验结束之前无需人工干预。如果补压机在规定时间内电流未能下降到正常工作电流，试验台会停止补压机的转动，等待3分钟后，自动重新开始空载试验。若第三次试验电流依然未能下降到正常工作电流，PLC控制柜23会停止所有外围运行设备，并发出报警信号。

负载试验在空载试验正常情况下进行，直接按下PLC控制柜23上负载试验按钮。PLC控制柜23会打开压缩空气电磁阀24，向补压机内充入干燥压缩空气。在电流达到规定值后自动关闭压缩空气电磁阀24。同样，操作人员可以在补压机运行状态窗口读取工作电压、电流、频率、功率、启动时间等运行数据。负荷试验需持续4小时，每小时将电压、频率、负荷电流和负荷功率及冷却水温度等参数记录一次，在2小时后进行第一次参数测量。

负荷试验2h后，开始第一次机械损耗功率测量。按下机械损耗功率测量按钮，PLC控制柜23自动进行抽空至0.5mmHg，然后在380±19V电压下启动补压机，待启动电流下降至工作电流值以后，自动转入100±5V电压下运行，关闭进水电磁阀A3、进水电磁阀B16，暂停供给各冷却腔冷却水。运行2-3min后，同样在补压机运行状态窗口读取运行数据并记录。

过负荷试验与负荷试验类似，过负荷试验会自动向补压机充入更多干燥压缩空气。过负荷试验合格后，可以进行第二次空载试验和第二次机械损耗功率测量，步骤、标准与第一次相同。

Claims (10)

1.一种离心铀浓缩工艺系统补压机机电试验装置，其特征在于：压缩空气进气阀(24)分别与手动截止阀A(10)、手动截止阀B(21)连接；手动截止阀A(10)、手动截止阀B(21)分别与电动真空阀A(9)、电动真空阀B(20)连接；电动真空阀A(9)、电动真空阀B(20)分别与工作缓冲罐A(7)、工作缓冲罐B(19)连接；压缩空气压力表(13)安装在手动截止阀A(10)与手动截止阀B(21)之间的管道上；真空泵(12)分别与真空电磁阀A(11)、真空电磁阀B(22)连接；真空电磁阀A(11)、真空电磁阀B(22)分别与工作缓冲罐A(7)、工作缓冲罐B(19)连接；离心式清水泵(2)的出水口分别与进水电磁阀A(3)、进水电磁阀B(16)连接；进水电磁阀A(3)、进水电磁阀B(16)分别与补压机壳体A(6)、补压机壳体B(17)底部连接；补压机壳体A(6)、补压机壳体B(17)分别与出水电磁阀A(4)、出水电磁阀B(14)连接；出水电磁阀A(4)、出水电磁阀B(14)与离心式清水泵(2)回水口连接；水压开关A(5)安装在补压机壳体A(6)与出水电磁阀A(4)之间的管道上；水压开关B(15)安装在出水电磁阀B(14)与补压机壳体B(17)之间的管道上；补压机壳体A(6)、补压机壳体B(17)上端通过管道分别与工作缓冲罐A(7)、工作缓冲罐B(19)上端链接；工作缓冲罐A(7)、工作缓冲罐B(19)下端通过管道分别与补压机壳体A(6)、补压机壳体B(17)下端连接；压力表A(8)、压力表B(18)分别与工作缓冲罐A(7)、工作缓冲罐B(19)侧面连接，并通过控制电缆连接到PLC控制柜(23)端子排；真空电磁阀A(11)、真空电磁阀B(22)、手动截止阀A(10)、手动截止阀B(21)、进水电磁阀A(3)、出水电磁阀A(4)、出水电磁阀B(14)、进水电磁阀B(16)、水压开关A(5)和水压开关B(15)通过控制电缆连接到PLC控制柜(23)端子排；真空泵(12)、补压机壳体A(6)和补压机壳体B(17)通过电缆连接到变频柜(1)接线端子上；变频柜(1)与PLC控制柜(23)通过控制电缆连接。

2.根据权利要求1所述的离心铀浓缩工艺系统补压机机电试验装置，其特征在于：所述的压缩空气进气阀(24)通过铜管分别与手动截止阀A(10)、手动截止阀B(21)连接。

3.根据权利要求1所述的离心铀浓缩工艺系统补压机机电试验装置，其特征在于：所述的手动截止阀A(10)、手动截止阀B(21)通过铜管分别与电动真空阀A(9)、电动真空阀B(20)连接。

4.根据权利要求1所述的离心铀浓缩工艺系统补压机机电试验装置，其特征在于：所述的电动真空阀A(9)、电动真空阀B(20)通过铜管分别与工作缓冲罐A(7)、工作缓冲罐B(19)连接。

5.根据权利要求1所述的离心铀浓缩工艺系统补压机机电试验装置，其特征在于：所述的真空泵(12)通过无缝钢管分别与真空电磁阀A(11)、真空电磁阀B(22)连接。

6.根据权利要求1所述的离心铀浓缩工艺系统补压机机电试验装置，其特征在于：所述的真空电磁阀A(11)、真空电磁阀B(22)通过无缝钢管分别与工作缓冲罐A(7)、工作缓冲罐B(19)连接。

7.根据权利要求1所述的离心铀浓缩工艺系统补压机机电试验装置，其特征在于：所述的离心式清水泵(2)的出水口通过镀锌钢管分别与进水电磁阀A(3)、进水电磁阀B(16)连接。

8.根据权利要求1所述的离心铀浓缩工艺系统补压机机电试验装置，其特征在于：所述的进水电磁阀A(3)、进水电磁阀B(16)通过镀锌钢管分别与补压机壳体A(6)、补压机壳体B(17)底部连接。

9.根据权利要求1所述的离心铀浓缩工艺系统补压机机电试验装置，其特征在于：所述的补压机壳体A(6)、补压机壳体B(17)通过镀锌钢管分别与出水电磁阀A(4)、出水电磁阀B(14)连接；出水电磁阀A(4)、出水电磁阀B(14)通过镀锌钢管与离心式清水泵(2)回水口连接。

10.根据权利要求1所述的离心铀浓缩工艺系统补压机机电试验装置，其特征在于：补压机机电试验程序为：第一次空载试验、负荷试验、第一次机械损耗功率测量、50％过负荷试验、第二次空载试验以及第二次机械损耗功率测量；

空载试验时，将补压机的管道系统连接好后，给变频柜(1)和PLC控制柜(23)送电，确认无误后将变频柜(1)上的转换开关转到自动位置，按下所需试验的补压机启动按钮，按下空载试验按钮，自动启动真空泵(12)和离心式清水泵(2)，并将真空电磁阀A(11)和真空电磁阀B(22)开启；在真空达到要求后，PLC控制柜(23)得到开关信号后关闭真空电磁阀A(11)和真空电磁阀B(22)，停止真空泵(12)；延迟5秒后进水电磁阀A(3)和进水电磁阀B(16)自动开启，随后自动切换到380V电压，同时给变频器(1)发出启动信号，补压机开始运行；在运行频率达到100Hz，补压机运行平稳后，操作人员可以在补压机运行状态窗口读取工作电压、电流、频率、功率、启动时间运行数据，在试验结束之前无需人工干预；如果补压机在规定时间内电流未能下降到正常工作电流，停止补压机的转动，等待3分钟后，自动重新开始空载试验；若第三次试验电流依然未能下降到正常工作电流，PLC控制柜(23)停止所有外围运行设备，并发出报警信号；

负载试验在空载试验正常情况下进行，按下PLC控制柜(23)上负载试验按钮，PLC控制柜(23)打开压缩空气电磁阀(24)，向补压机内充入干燥压缩空气，在电流达到规定值后自动关闭压缩空气电磁阀(24)；操作人员可以在补压机运行状态窗口读取工作电压、电流、频率、功率、启动时间运行数据；负荷试验需持续4小时，每小时将电压、频率、负荷电流和负荷功率及冷却水温度参数记录一次，在2小时后进行第一次参数测量；

负荷试验2h后，开始第一次机械损耗功率测量，按下机械损耗功率测量按钮，PLC控制柜(23)自动进行抽空至0.5mmHg，然后在380±19V电压下启动补压机，待启动电流下降至工作电流值以后，自动转入100±5V电压下运行，关闭进水电磁阀A(3)和进水电磁阀B(16)，暂停供给各冷却腔冷却水；运行2-3min后，同样在补压机运行状态窗口读取运行数据并记录；

过负荷试验自动向补压机充入更多干燥压缩空气，过负荷试验合格后，可以进行第二次空载试验和第二次机械损耗功率测量，步骤和标准与第一次相同。