CN110592291A

CN110592291A - 制糖蒸发智能控制系统

Info

Publication number: CN110592291A
Application number: CN201911005702.8A
Authority: CN
Inventors: 李松; 梁雨曦; 朱少华; 欧阳希斐
Original assignee: China Light Industry Nanning Design Engineering Co Ltd
Current assignee: China Light Industry Nanning Design Engineering Co Ltd
Priority date: 2019-10-22
Filing date: 2019-10-22
Publication date: 2019-12-20

Abstract

本申请公开了一种制糖蒸发智能控制系统，包括1#‑6#蒸发罐、糖浆平衡箱和冷凝器，通过在连接管道上设置若干液位计和若干控制阀、在末端蒸发罐顶部装设有压力传感器以及在糖浆平衡箱上设有锤度计，上述元件通过信号电缆与DCS系统连接，当DCS系统接收到液位计发出液位信号之后，DCS系统输出信号控制控制阀的开度，保持1#‑6#蒸发罐中液位的稳定。本申请能实现蒸发工段的无人化操作，降低人工成本，得到锤度稳定的糖浆，不但提高了产品的品质，而且能减小蒸汽能耗损失，实现节能减排。

Description

制糖蒸发智能控制系统

技术领域

本发明涉及白砂糖制备的技术领域，具体是制糖蒸发智能控制系统。

背景技术

制糖工业是食品行业的基础工业，又是造纸、化工、发酵、医药、建材、家具等多种产品的原料工业，在国民经济中占有重要地位。

蒸发系统是制炼车间的核心，也是与锅炉车间、压榨车间联动的节点。国内对多效蒸发系统控制应用上的研究明显滞后于国外。国外早在 1999年就有工业系统动态过程控制的研究，建立如神经网络模型、广义预测模型等能动态反映系统特征的模型，进而研究系统控制策略，仿真效果较好。而国内相关研究起步较晚，有这方面的研究也是针对简单的蒸发系统的研究，其所建的模型也是简单的对稳态数学模型的离散化动态分解或是在假定的前提下对系统的一些关键值线性化逻辑控制，具有一定的约束性。

在糖厂制糖生产中，蒸发工段是所有生产线中蒸汽消耗最大的工段。根据工艺要求，清汁经过蒸发工段，最终应该得到65°Bx的糖浆。传统的蒸发工段都是人工操作，因为糖浆的锤度数据无法得到实时监测，人工操作不精确，糖浆锤度无法得到保证，使设备的蒸汽消耗增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种制糖蒸发智能控制系统，能实现蒸发工段的无人化操作，降低人工成本，得到锤度稳定的糖浆，不但提高了产品的品质，而且能减小蒸汽能耗损失，实现节能减排。

本发明通过下述技术方案实现：

一种制糖蒸发智能控制系统，包括1#-6#蒸发罐；糖浆平衡箱和冷凝器，清汁管道分别连接到位于1#-6#蒸发罐底部的入口与出口，清汁管道与糖浆平衡箱相连接，清汁由清汁管道最终流入糖浆平衡箱，并由管道输送到下一工段；

汁汽管道分别连接到1#-6#蒸发罐右侧下方的汁汽出口；其中1#-6#蒸发罐的汁汽管道分别与清汁管道相接；

蒸汽入口管道分别接入1#-6#蒸发罐左侧下方的蒸汽管入口；

蒸汽出口管道分别接在1#-6#蒸发罐顶部的蒸汽出口，并最终一同接入冷凝器；

冷凝水通过冷凝水管道接入冷凝器。

需要进一步说明的是，在清汁管道上分别安装手动阀，在3#蒸发罐和4#蒸发罐的蒸汽入口管道上分别安装手动阀，在冷凝水管道上安装手动阀。进行最普通的手工操作。

需要进一步说明的是，所述糖浆平衡箱内糖浆的锤度维持在60-70°Bx之间。

需要进一步说明的是，所述糖浆平衡箱内糖浆的锤度设定为65°Bx。

需要进一步说明的是，在1#-6#蒸发罐的底部分别安装液位计；在糖浆平衡箱上安装锤度计；在6#蒸发罐顶部安装压力传感器；

在清汁管道上分别安装控制阀；在3#蒸发罐和4#蒸发罐的蒸汽入口管道上分别安装控制阀，在冷凝水管道上安装控制阀；

上述的液位计、控制阀、压力传感器和锤度计通过信号电缆与DCS系统连接；

其控制过程包括以下步骤：

①当生产其他环节具备之后，操作人员启动DCS系统，DCS系统接收到液位计发出液位信号之后，DCS系统输出信号控制控制阀的开度，保持1#-6#蒸发罐中液位的稳定；

当液位计检测到蒸发罐中的液位信号过高时，DCS系统发出信号开大控制阀，当液位计检测到蒸发罐中的液位信号过低时，DCS系统发出信号关小控制阀；

②DCS系统根据安装在6#蒸发罐上的压力传感器传来的信号，控制冷凝水管道上的控制阀的开度来保持真空度的稳定：当检测到的压力信号过大，DCS系统发出信号关小控制阀，减小冷凝水流量；当检测到的压力信号过小，DCS发出信号开大控制阀，增加冷凝水流量；

③DCS系统根据安装在糖浆平衡箱上的锤度计传来的信号，控制3#蒸发罐和4#蒸发罐的蒸汽入口管道上控制阀的开度，使输出的糖浆锤度值稳定在设定值：当检测到的锤度小于设定值时，DCS发出信号开大控制阀，增加蒸汽流量；当检测到的锤度大于设定值时，DCS发出信号关小控制阀，减小蒸汽流量。

本方案的蒸发罐不限定为6个，可根据需要减少或增加，按照本申请方案的原理进行设置即可。

本发明的优点是：

1、本申请的制糖蒸发智能控制系统，能实现蒸发工段的无人化操作，降低人工成本，得到锤度稳定的糖浆，不但提高了产品的品质，而且能减小蒸汽能耗损失，实现节能减排；

2、在生产正常时，实现了无人干预操作的自动化智能化，生产过程保持在较好的高效率、低耗能水平上，为制糖行业的绿色、低碳、循环发展、提高综合效益发挥积极的作用；

3、控制器采用DCS系统，直观明了，操作简单，维护量少；

4、本系统成本低，耗材少，收效高，若在我国的制糖行业推广使用，将会给整个行业带来巨大的经济和节能减排效益。

附图说明

图1是本发明制糖蒸发智能控制系统的工艺设备图；

图2是本发明制糖蒸发智能控制系统的控制线路图；

其中，图中标号及名称为：1-清汁管道；3-汁汽管道；14-管道；15-蒸汽入口管道；20-蒸汽出口管道；26-冷凝水管道；27-1#蒸发罐；28-2#蒸发罐；29-3#蒸发罐；30-4#蒸发罐；31-5#蒸发罐；32-6#蒸发罐；33-冷凝器；34-糖浆平衡箱；35-手动阀；44-液位计；50-压力传感器；51-锤度计；52-控制阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，一种制糖蒸发智能控制系统，其特征在于，包括1#蒸发罐27； 2#蒸发罐28；3#蒸发罐29；4#蒸发罐30；5#蒸发罐31；6#蒸发罐32；糖浆平衡箱34和冷凝器33，清汁管道1分别连接到位于1#-6#蒸发罐底部的入口与出口，清汁管道1与糖浆平衡箱34相连接，清汁由清汁管道1最终流入糖浆平衡箱34，并由管道14输送到下一工段；

汁汽管道3分别连接到1#-6#蒸发罐右侧下方的汁汽出口；其中汁汽管道3与清汁管道1相接；

蒸汽入口管道15分别接入1#-6#蒸发罐左侧下方的蒸汽管入口；

蒸汽出口管道20分别接在1#-6#蒸发罐顶部的蒸汽出口，并最终一同接入冷凝器33；

冷凝水通过冷凝水管道26接入冷凝器33。

需要进一步说明的是, 在清汁管道2上分别安装手动阀35，在3#蒸发罐29和4#蒸发罐30的蒸汽入口管道15上分别安装手动阀35，在冷凝水管道26上安装手动阀35；安装手动阀可以方便系统故障或维护时，人工进行干预。

糖浆平衡箱34内糖浆的锤度在60-70°Bx之间。

糖浆平衡箱34内糖浆的锤度为65°Bx。

如图2所示，分别在1#蒸发罐27、2#蒸发罐28、3#蒸发罐29、4#蒸发罐30、5#蒸发罐31和6#蒸发罐32的底部分别安装液位计44；在糖浆平衡箱34上安装锤度计51；在6#蒸发罐32顶部安装压力传感器50；

在清汁管道2上分别安装控制阀52；在3#蒸发罐29和4#蒸发罐30的蒸汽入口管道15上分别安装控制阀52，在冷凝水管道26上安装控制阀52；

上述的液位计44、控制阀52、压力传感器50和锤度计51通过信号电缆与DCS系统（图中未示出）连接；

其控制过程包括以下步骤：

①当生产其他环节具备之后，操作人员启动DCS系统，DCS系统接收到液位计44发出液位信号之后，DCS系统输出信号控制控制阀52的开度，保持1#蒸发罐27、2#蒸发罐28、3#蒸发罐29、4#蒸发罐30、5#蒸发罐31和6#蒸发罐32中液位的稳定；

当液位计44检测到蒸发罐中的液位信号过高时，DCS系统发出信号开大控制阀，当液位计44检测到蒸发罐中的液位信号过低时，DCS系统发出信号关小控制阀；

具体为：

当液位计44检测到1#蒸发罐中的液位信号过高时，DCS系统发出信号开大控制阀52，当液位计44检测到1#蒸发罐中的液位信号过低时，DCS系统发出信号关小控制阀52；

当液位计44检测到2#蒸发罐中的液位信号过高时，DCS系统发出信号开大控制阀52，当液位计44检测到2#蒸发罐中的液位信号过低时，DCS系统发出信号关小控制阀52；

当液位计44检测到3#蒸发罐中的液位信号过高时，DCS系统发出信号开大控制阀52，当液位计44检测到3#蒸发罐中的液位信号过低时，DCS系统发出信号关小控制阀52；

当液位计44检测到4#蒸发罐中的液位信号过高时，DCS系统发出信号开大控制阀52，当液位计44检测到4#蒸发罐中的液位信号过低时，DCS系统发出信号关小控制阀52；

当液位计44检测到5#蒸发罐中的液位信号过高时，DCS系统发出信号开大控制阀52，当液位计44检测到5#蒸发罐中的液位信号过低时，DCS系统发出信号关小控制阀52；

当液位计44检测到6#蒸发罐中的液位信号过高时，DCS系统发出信号开大控制阀52，当液位计44检测到6#蒸发罐中的液位信号过低时，DCS系统发出信号关小控制阀52；

②DCS系统根据安装在6#蒸发罐32上的压力传感器50传来的信号，控制冷凝水管道26上的控制阀58的开度来保持真空度的稳定：当检测到的压力信号过大，DCS系统发出信号关小控制阀58，减小冷凝水流量；当检测到的压力信号过小，DCS发出信号开大控制阀58，增加冷凝水流量；

③DCS系统根据安装在糖浆平衡箱34上的锤度计51传来的信号，控制3#蒸发罐29和4#蒸发罐30的蒸汽入口管道15上控制阀58的开度，使输出的糖浆锤度值稳定在设定值：当检测到的锤度小于设定值时，DCS发出信号开大控制阀58，增加蒸汽流量；当检测到的锤度大于设定值时，DCS发出信号关小控制阀58，减小蒸汽流量。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此而限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种制糖蒸发智能控制系统，其特征在于，包括1#-6#蒸发罐（27、28、29、30、31、32）；糖浆平衡箱（34）和冷凝器（33），清汁管道（1）分别连接到位于1#-6#蒸发罐（27、28、29、30、31、32）底部的入口与出口，清汁管道（1）与糖浆平衡箱（34）相连接，清汁由清汁管道（1）最终流入糖浆平衡箱（34），并由管道（14）输送到下一工段；

汁汽管道（3）分别连接到1#-6#蒸发罐（27、28、29、30、31、32）右侧下方的汁汽出口；其中汁汽管道（3）与清汁管道（1）相接；

蒸汽入口管道（15）分别接入1#-6#蒸发罐（27、28、29、30、31、32）左侧下方的蒸汽管入口；

蒸汽出口管道（20）分别接在1#-6#蒸发罐（27、28、29、30、31、32）顶部的蒸汽出口，并最终一同接入冷凝器（33）；

冷凝水通过冷凝水管道（26）接入冷凝器（33）。

2.根据权利要求1所述制糖蒸发智能控制系统，其特征在于：在清汁管道（2）上分别安装手动阀（35），在3#蒸发罐（29）和4#蒸发罐（30）的蒸汽入口管道（15）上分别安装手动阀（35），在冷凝水管道（26）上安装手动阀（35）。

3.根据权利要求1所述制糖蒸发智能控制系统，其特征在于：所述糖浆平衡箱（34）内糖浆的锤度在60-70°Bx之间。

4.根据权利要求1所述制糖蒸发智能控制系统，其特征在于：所述糖浆平衡箱（34）内糖浆的锤度为65°Bx。

5.根据权利要求1所述制糖蒸发智能控制系统，其特征在于：在1#-6#蒸发罐（27、28、29、30、31、32）的底部分别安装液位计（44）；在糖浆平衡箱（34）上安装锤度计（51）；在6#蒸发罐（32）顶部安装压力传感器（50）；

在清汁管道（2）上分别安装控制阀（52）；在3#蒸发罐（29）和4#蒸发罐（30）的蒸汽入口管道（15）上分别安装控制阀（52），在冷凝水管道（26）上安装控制阀（52）；

上述的液位计（44）、控制阀（52）、压力传感器（50）和锤度计（51）通过信号电缆与DCS系统连接；

其控制过程包括以下步骤：

①当生产其他环节具备之后，操作人员启动DCS系统，DCS系统接收到液位计（44）发出液位信号之后，DCS系统输出信号控制控制阀（52）的开度，保持1#-6#蒸发罐（27、28、29、30、31、32）中液位的稳定；

当液位计（44）检测到蒸发罐中的液位信号过高时，DCS系统发出信号开大控制阀，当液位计（44）检测到蒸发罐中的液位信号过低时，DCS系统发出信号关小控制阀；

②DCS系统根据安装在6#蒸发罐（32）上的压力传感器（50）传来的信号，控制冷凝水管道（26）上的控制阀（58）的开度来保持真空度的稳定：当检测到的压力信号过大，DCS系统发出信号关小控制阀（58），减小冷凝水流量；当检测到的压力信号过小，DCS发出信号开大控制阀（58），增加冷凝水流量；

③DCS系统根据安装在糖浆平衡箱（34）上的锤度计（51）传来的信号，控制3#蒸发罐（29）和4#蒸发罐（30）的蒸汽入口管道（15）上控制阀（58）的开度，使输出的糖浆锤度值稳定在设定值：当检测到的锤度小于设定值时，DCS发出信号开大控制阀（58），增加蒸汽流量；当检测到的锤度大于设定值时，DCS发出信号关小控制阀（58），减小蒸汽流量。