CN110412936B - 一种加热炉汽化热水循环泵的应急控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加热炉汽化热水循环泵的应急控制系统，包括PLC控制器、切换控制电路、热水循环泵、备用热水循环泵，所述PLC控制器输出端与切换控制电路连接，切换控制电路分别连接热水循环泵、备用热水循环泵，用于根据PLC控制器的信号控制热水循环泵、备用泵的工作，PLC控制器的输入端分别连接汽包压力传感器、出水集管压力传感器，汽包压力传感器用于检测汽包压力信号，所述出水集管压力传感器用于检测出水集管内的压力信号，所述PLC控制器计算出出水集管压力与汽包压力之间的压力差值，并根据压力差值控制切换热水循环泵、备用热水循环泵接入工作。本发明可以更加准确的启动备用热水泵，避免了备用热水泵的误启动，保证了汽化系统的安全运行。

Description

一种加热炉汽化热水循环泵的应急控制系统

技术领域

本发明涉及冶金汽化冷却技术领域，特别涉及一种加热炉汽化热水循环泵的应急控制系统。

背景技术

热水循环泵一般一路外部供电(单回路控制)，采用一备一用设计。备用泵自动启动设计中，PLC控制采用失电及低于出口压力正常工作值以下某个安全值作为2选1启动条件。当电机损坏或外部停电，失电条件满足，备用泵立即启动；此时，循环泵出口压力低于正常工作值以下设定安全值时，同样满足备用泵启动条件。

现有技术的热水循环泵的应急控制系统具有如下缺陷：

1、采用单供电回路控制，当外部电路故障时，电动热水循环泵因无外部供电无法启动；

2、热水泵膜片联轴器脱落时，泵体已经停止运行，汽化管路强制循环实际已经中断，但电机依然保持运转状态，因电机未失电，无失电反馈信号，备用泵不会启动；此时，热水泵出口压力低于正常工作值以下设定值启动条件，备用泵可以启动。但在日常工作中，如炉温波动较大、计划检修保温等情况下，因炉温降低，热水循环泵出口压力也会降低，低于正常工作值以下设定安全值，此时，备用泵会误启动，多台泵同时运转现象发生。

3、热水循环泵故障停机时，原设计出口压力低于设定值时会闪烁提醒，但往往操作人员不能及时发现。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种加热炉汽化热水循环泵的应急控制系统，可以做到准备切换备用热水循环泵工作，从而保证系统的安全性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种加热炉汽化热水循环泵的应急控制系统，包括PLC控制器、切换控制电路、热水循环泵、备用热水循环泵，所述PLC控制器输出端与切换控制电路连接，所述切换控制电路分别连接热水循环泵、备用热水循环泵，用于根据PLC控制器的信号控制热水循环泵、备用泵的工作，所述PLC控制器的输入端分别连接汽包压力传感器、热水泵出水集管压力传感器，所述汽包压力传感器用于检测汽包压力信号，所述出水集管压力传感器用于检测热水泵出水集管内的压力信号，所述PLC控制器计算出出水集管压力与汽包压力之间的压力差值，并根据压力差值控制切换热水循环泵、备用热水循环泵接入工作。

所述PLC控制器中预设标准压差值，所述PLC根据计算的压力差值与标准压差值比较，在压力差值小于标准压差值时控制备用热水循环泵启动工作。设置的压差值为以正常工作条件下汽包压力传感器检测压力与热水泵出口集管传感器检测压力差作为基准条件，考虑到测量值外部因素波动，实际设定值比基准条件对应的两者压差值的计算值－0.1MPa作为设定，此值需根据现场工况微调。

所述热水循环泵的供电电路包括供电电源，供电电源经过断路器QF1、接触器KM1与热水循环泵连接，所述备用热水循环泵包括备用供电电源，所述备用供电电源依次通过断路器QF2、接触器KM2后与备用热水循环泵连接。

所述PLC控制器的输出信号分别至接触器KM1、KM2，用于通过控制KM1、KM2工作来控制启动热水循环泵和备用热水循环泵的工作。

所述PLC控制器与触控屏连接，用于通过触控屏显示提醒信息。

在控制热水循环泵和备用热水循环泵切换工作时，PLC控制器控制触控屏以弹出对话框的方式给出提醒，并在对话框中显示热水循环泵、备用热水循环泵的工作状态。

所述PLC控制器控制触控屏显示对话框直至触控屏上采集到触控信号。

本发明的优点在于：采用热水循环泵出口的出水集管压力与汽包压力差值作为切换备用热水循环泵的判断条件，在压力差值低于设定的标准压差值时切换备用热水循环泵启动工作，可以更加准确的启动备用热水泵，避免了备用热水泵的误启动，保证了汽化系统的安全运行；采用双路供电方式，保证了系统的供电，避免了单路供电由于断电造成的停机故障；采用PLC控制器的触控屏以弹窗的形式给出提醒信号，提醒操作人员循环泵的切换工作状态，让操作人员及时发现。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明差压采集示意图；

图2为本发明控制系统结构原理图；

图3为本发明双路供电结构示意图；

图4为热水循环泵和备用热水循环泵联动控制中1#热水泵控制原理图；

图5为热水循环泵和备用热水循环泵联动控制中2#备用热水循环泵控制原理图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1、2所示，一种加热炉汽化热水循环泵的应急控制系统，包括PLC控制器、切换控制电路、热水循环泵、备用热水循环泵，PLC控制器采用工业常用的PLC控制器如西门子S7-200等系列。系统设置两个热水泵：热水循环泵和备用热水循环泵，如图1所示分别为1#热水泵、2#热水泵。2#热水泵为备用的热水循环泵，在1#出现故障时可以切换启动2#热水泵继续工作。PLC控制器输出端与切换控制电路连接，切换控制电路分别连接热水循环泵、备用热水循环泵，用于根据PLC控制器的信号控制热水循环泵、备用泵的工作，根据实际需要切换备用的2#热水循环泵启动工作。

PLC控制器的输入端分别连接汽包压力传感器、出水集管压力传感器，汽包压力传感器用于检测汽包压力信号，出水集管压力传感器用于检测出水集管内的压力信号，PLC控制器计算出热水泵出水集管压力与汽包压力之间的压力差值，并根据压力差值控制切换热水循环泵、备用热水循环泵接入工作。PLC控制器中预设标准压差值，PLC根据计算的压力差值与标准压差值比较，在压力差值小于标准压差值时控制备用热水循环泵启动工作。

热水循环泵出口压力与汽包压力呈现正比变化，热水循环泵出口压力与汽包压力差在设备正常运行中是相对稳定值，波动不大，在泵体停机或电机停运后，差压会低于正常运转差压值。为此在程序中设计新增差压启动条件：差压低于设定压差值时自动启动备用泵2#。这样，在联轴器脱落及电机停运故障发生时，热水泵出口压力与汽包压力在短时间内差压值均会低于正常工作差压，此时备用泵启动。这一设计方案，同时解决了一路电停运、电机损坏停机、联轴器脱落、热水循环泵故障等故障发生时，备用电动泵能及时启动，确保了汽化系统运行安全。热水泵出口压力的采集由于采集的是正在工作的热水循环泵的工作压力，由于1#热水泵、2#热水泵的出口会通过并用的出水集管与加热炉连接，故而采集工作中的热水循环泵的出口压力的压力传感器直接设置在出水集管中采集压力信号即为此时正在工作的热水循环泵的出口压力，然后根据该压力与汽包压力的压差来控制备用的热水泵的启动工作，从而可以在出现故障时及时切换启动备用热水泵，相较于现有技术采用断电信号、出口压力来切换，本申请设置的启动切换条件可以更加准确可以靠的切换启动备用的热水循环泵。

在一个优选的实施例中，采用两路外网供电接入，两路供电输入分别控制一台热水循环泵，从而做到双路供电方案设计。如图3所示，交流供电电源ABC，交流供电电源经过断路器QF1、接触器KM1与1#热水循环泵连接，备用供电电源，所述备用供电电源A1B1C1依次通过断路器QF2、接触器KM2后与备用热水循环泵连接。启动切换模块即为图中的接触器KM1、KM2，PLC控制器的输出信号分别至接触器KM1、KM2，用于通过控制KM1、KM2工作来控制启动热水循环泵和备用热水循环泵的工作。PLC控制器通过输出控制信号驱动接触器KM1、KM2的线圈通电来控制串接在电路中的各接触器的常开触点的开闭和。正常工作过程中，PLC控制器驱动控制KM1保持闭合，KM2由于没有接收到PLC的驱动信号其常开触点断开状态，当出现故障后，PLC控制器会转而驱动KM2的闭合，从而启动备用循环泵启动工作。此时PLC控制器会取消驱动KM1的闭合，使得KM1的常开触点处于断开状态，从而保证KM1、KM2两者的闭合处于互锁状态，两者不会处于同时闭合，从而避免了出现两个循环泵同时工作的风险故障。

在另一个优选的实施例中，如图4、5所示，PLC控制器中设置软件互锁，使得接触器KM1、KM2软件互锁，两者不会出现同时闭合。PLC控制器的程序中预设联动控制，将接触器KM1、接触器KM2之间互锁。如图4、5所示为PLC软件程序梯形图，1#、2#运行信号是接触器KM1、KM2中的辅助常开点，实现互锁。实现自动切换前已经通过手动启动了其中一台泵，然后将两台泵投入联动，当1#泵正常运行，2#泵是处于停止备用状态。当1#突然停止运行或者压差低于设定值时，1#运行信号断开，程序中1#运行下降沿接通，此时2#运行命令给出。相同情况2#停止1#可以及时运行，从而实现联动。

PLC发出1#泵运行命令，输出给1#泵的中间继电器，1#泵的中间继电器得电后，触发接触器KM1动作，使KM1闭合，则1#泵得电运转。

同样地，PLC发出2#泵运行命令，输出给2#泵的中间继电器，2#泵的中间继电器得电后，触发接触器KM2动作，使KM2闭合，则2#泵得电运转。

图中所示逻辑输出(没有S)就是控制中间继电器KM1或KM2的。由于水泵的运行下降沿信号在PLC中只存在一个运行周期，所以逻辑输出(即图中的运行命令)如果不带自保程序，则只能存在一个运行周期(可能只有几毫秒)。并联一个逻辑输出信号后，2#泵运行下降沿到来后(以1#泵为例)，1#泵运行命令立即输出，在第二个运行周期，2#泵运行下降沿虽然消失了，但是并联的1#泵运行命令(即图中的1#运行命令自保)能够保持该信号不中断，这样就能够使得1#泵得电运转。同样地，在联动投入的情况下，如果差压低信号到来，也能够使得1#泵得电运转。即使差压低信号后来消失了，由于并联的1#泵运行命令能够保持输出不中断，1#泵会持续运转。2#泵的情况与1#泵相同。

在另一个优选的实施例中，由于PLC控制器自动切换启动备用循环泵2#后需要通知技术人员或操作人员知道该情况，方便排查故障以及后续操作故而，增设热水循环泵停机启动时弹出对话框，醒目提醒哪台泵停运，哪台泵运行，让操作人员及时发现。PLC控制器与触控屏连接，用于通过触控屏显示提醒信息。在控制热水循环泵和备用热水循环泵切换工作时，PLC控制器控制触控屏以弹出对话框的方式给出提醒，并在对话框中显示热水循环泵、备用热水循环泵的工作状态。PLC控制器控制触控屏显示对话框直至触控屏上采集到触控信号。通过PLC程序来控制触控屏弹出对话框，当切换启动备用热水泵时给出提醒，方便操作人员及时发现，进一步的为了PLC控制器通过采集触控屏的上触控信号，只有当采集到触控信号后才取消对话框，从而给出形目提醒。

本申请的设计方案，同时解决了一路电停运、电机损坏停机、联轴器脱落、热水循环泵损坏停机等故障发生时，备用电动泵能及时启动，确保了汽化系统运行安全。而且进一步的采用双路供电电源供电保证了供电安全可靠；进一步给出了弹窗提醒，使得操作人员及时发现备用泵的启动，方便及时发现故障切换信息，以方便及时检修等后续操作。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种加热炉汽化热水循环泵的应急控制系统，包括PLC控制器、切换控制电路、热水循环泵、备用热水循环泵，所述PLC控制器输出端与切换控制电路连接，所述切换控制电路分别连接热水循环泵、备用热水循环泵，用于根据PLC控制器的信号控制热水循环泵、备用泵的工作，其特征在于：所述PLC控制器的输入端分别连接汽包压力传感器、热水泵出水集管压力传感器，所述汽包压力传感器用于检测汽包压力信号，所述热水泵出水集管压力传感器用于检测热水泵出水集管内的压力信号，所述PLC控制器计算出出水集管压力与汽包压力之间的压力差值，并根据压力差值控制切换热水循环泵、备用热水循环泵接入工作；

所述PLC控制器中预设标准压差值，所述PLC根据计算的压力差值与标准压差值比较，在压力差值小于标准压差值时控制备用热水循环泵启动工作。

2.如权利要求1所述的一种加热炉汽化热水循环泵的应急控制系统，其特征在于：所述热水循环泵的供电电路包括供电电源，供电电源经过断路器QF1、接触器KM1与热水循环泵连接，所述备用热水循环泵包括备用供电电源，所述备用供电电源依次通过断路器QF2、接触器KM2后与备用热水循环泵连接。

3.如权利要求2所述的一种加热炉汽化热水循环泵的应急控制系统，其特征在于：所述PLC控制器的输出信号分别至接触器KM1、KM2，用于通过控制KM1、KM2工作来控制启动热水循环泵和备用热水循环泵的工作。

4.如权利要求1所述的一种加热炉汽化热水循环泵的应急控制系统，其特征在于：所述PLC控制器与触控屏连接，用于通过触控屏显示提醒信息。

5.如权利要求4所述的一种加热炉汽化热水循环泵的应急控制系统，其特征在于：在控制热水循环泵和备用热水循环泵切换工作时，PLC控制器控制触控屏以弹出对话框的方式给出提醒，并在对话框中显示热水循环泵、备用热水循环泵的工作状态。

6.如权利要求5所述的一种加热炉汽化热水循环泵的应急控制系统，其特征在于：所述PLC控制器控制触控屏显示对话框直至触控屏上采集到触控信号。

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