CN111838737B - 一种柔性节能真空回潮机冷却水循环系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柔性节能真空回潮机冷却水循环系统的控制方法，设定真空回潮机的入水口的冷却水的最佳温度范围，统计设定时间长度范围内的外环境的平均温度范围；第一循环水泵入口处的温度传感器将检测的即时冷却水温度传递给处理器，处理器根据即时冷却水温度及即时外环境温度进行综合判断，分别向第二循环水泵及冷却水塔风机发送相应的控制信号。本技术方案通过处理器根据各温度传感器采集的温度信号，进行实时控制，以实现提供给真空回潮机的冷却水温度相对稳定，并且达到节能降耗的目的。本技术通过将冷却循环水箱分隔为热水室和冷却水室，避免了热水和冷水的直接接触；在保证冷却水温度有效下降的同时，实现了节能降耗。

Description

一种柔性节能真空回潮机冷却水循环系统的控制方法

技术领域

本发明属于烟草制丝生产线真空回潮机辅助设备的控制技术领域，特别是指一种柔性节能真空回潮机冷却水循环系统的控制方法。

背景技术

真空回潮机主要用于制叶丝生产线上，是烟叶预处理的一道主要工序，现有真空回潮机冷却水循环系统的工作流程如图1所示，真空回潮机01排出的热水进入冷却水塔02冷却，冷却后的水流进入冷却循环水箱03，再由循环水泵04抽入真空回潮机。

在生产过程中，现有的冷却水循环系统工作模式冷却效率不高，导致真空回潮机在夏季连续工作时，经常因为冷却水温度过高导致抽空时间延长，蒸汽消耗大幅上升，严重时甚至因为冷却水水温壶高，长时间抽空导致后续工序断料，影响设备生产效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性节能真空回潮机冷却水循环系统的控制方法，以解决现技术的冷却水循环模式冷却效率不高，影响真空回潮机生产效率的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种柔性节能真空回潮机冷却水循环系统的控制方法，包括以下步骤：

S1、在稳定的设定流量下，设定真空回潮机的入水口的冷却水的最佳温度范围，并储存于处理器内；

S2、统计设定时间长度范围内的外环境的平均温度范围；

S3、设置于第一循环水泵入口处的温度传感器将检测的即时冷却水温度传递给所述处理器，所述处理器判断：

若所述第一循环水泵入口处的即时温度低于最佳温度范围的最低值，并持续第一设定时长，进入步骤S4；

若所述第一循环水泵入口处的即时温度在最佳温度范围内，所述处理器不发送调整信号；

若所述第一循环水泵入口处的即时温度高于最佳温度范围的最高值，并持续第二设定时长，进入步骤S5；

S4、若外环境的即时温度低于平均温度范围的最低值，所述处理器向第二循环水泵发送降低流量的控制信号，同时向冷却水塔风机发送降低功率的控制信号；

若外环境的即时温度在平均温度范围内，所述处理器向冷却水塔风机发送降低功率的控制信号；

若外环境的即时温度高于平均温度范围的最高值，所述处理器向冷却水塔风机发送降低功率的控制信号；

S5、若外环境的即时温度低于平均温度范围的最低值，所述处理器向第二循环水泵发送提高功率的控制信号；

若外环境的即时温度在平均温度范围内，所述处理器向冷却水塔风机发送提高功率的控制信号；

若外环境的即时温度高于平均温度范围的最高值，所述处理器同时向所述第二循环水泵及所述冷却水塔风机发送提高功率的控制信号。

优选的，步骤S2中的设定时间长度范围为一个月或一个季度中的一个。

优选的，在步骤S2与S3之间还包括根据设定的第一循环水泵入水口温度范围、设定时间长度的平均温度范围及流量，获得冷却水室内冷却水的最佳温度范围。

优选的，所述处理器接收设置于冷却水室内的温度传感器检测的冷却水室内冷却水的即时温度，并与冷却水室内冷却水的最佳温度范围进行比对，若即时温度在最佳温度范围内，所述处理器不发送控制信号；

若即时温度低于最佳温度范围，所述处理器向所述冷却水塔的风机发送降低功率或停止运行的控制信号；

若即时温度高于最佳温度范围，所述处理器同时向第二循环水泵及冷却水塔内的风机发送增加功率的控制信号。

优选的，步骤S3中还包括所述处理器接收冷却水室内冷却水的即时温度，并判断：

若冷却水室内冷却水的即时温度与第一循环水泵入口处的即时温度的差值在设定范围内，所述处理器按步骤S4或S5进行控制；

若冷却水室内冷却水的即时温度与第一循环水泵入口处的即时温度的差值大于设定范围，且所述差值为正值，所述处理器向所述冷却水塔风机发送停机控制信号，同时向所述第二循环水泵发送降低功率控制信号。

上述任一项的控制方法，利用一种柔性节能真空回潮机冷却水循环系统，包括真空回潮机、冷却水塔、第一循环水泵、第二循环水泵、冷却循环水箱、温度传感器及处理器；

所述冷却循环水箱内设置有隔板，将所述冷却循环水箱分隔为底部连通的热水室和冷却水室，在所述热水的侧部设置有热水出口，在所述冷却水室的底部设置有冷却水出口；

真空回潮机的出水口通过第一管路与热水室的上方连接；所述热水室的侧部的热水出口通过第二管路与第二循环水泵的入口连接，第二循环水泵的出口通过第三管路与冷却水塔的入口连接；

冷却水塔的出口通过第四管路与冷却水室的上方连接；所述冷却水室的底部的冷却水出口通过第五管路与第一循环水泵的入口连接，第一循环水泵的出口通过第六管路与真空回潮机的入水口连接；

在所述第一循环水泵的入口处、第二循环水泵的入口处、热水室及冷却水室均设置有温度传感器；所述处理器分别与所述温度传感器、所述第一循环水泵及所述第二循环水泵均电信号连接。

所述热水侧部的热水出口设置于液位的中部位置，所述第一管路在热水室上方的出口位于所述热水室的中心的上方。

所述第四管路的出口靠近所述隔板，所述冷却水室底部的冷却水出口设置于所述冷却水室中心偏远离隔板的一侧。

所述热水室的体积小于所述冷却水室的体积。

在所述冷却水塔内设置有风机，所述风机通过风机处理器控制，所述风机处理器与处理器电信号连接。

本发明的有益效果是：

本技术方案通过处理器根据各温度传感器采集的温度信号，进行实时控制，以实现提供给真空回潮机的冷却水温度相对稳定，并且达到节能降耗的目的。

本技术通过将冷却循环水箱分隔为热水室和冷却水室，避免了热水和冷水的直接接触；增加了一套独立的冷却水自循环管路，这样可以不间断的对冷却循环水箱内的冷却水进行循环冷却，在保证冷却水温度有效下降的同时，实现了节能降耗。

附图说明

图1为现技术真空回潮冷却水循环管路示意图；

图2为本发明真空回潮冷却水循环管路示意图；

图3为本发明冷却循环水箱分隔示意图；

图4为本发明真空回潮排水管路示意图。

附图标记说明

01真空回潮机，02冷却水塔，03冷却循环水箱，04循环水泵，1真空回潮机，2冷却水塔，3冷却循环水箱，31隔板，32冷却水室，33热水室，4第二循环水泵，5第一循环水泵，6第一管路，7第三管路，8第四管路，9第五管路，10第六管路。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

如图2至4所示，本申请提供一种柔性节能真空回潮机冷却水循环系统，包括真空回潮机1、冷却水塔2、第二循环水泵4、第一循环水泵5、冷却循环水箱3、温度传感器及处理器。

在本申请的技术方案中，真空回潮机为现有技术，在本申请的技术方案中没有进行改进，因此，在本申请的技术方案中，不对真空回潮机进行描述，真空回潮机上设置有进水口，用于进入已经被冷却的冷却水，出水口，用于排出被加热的冷却水。

冷却循环水箱3内设置有隔板31，将冷却循环水箱分隔为底部连通的热水室33和冷却水室32，冷却水室的体积大于热水室的体积，在热水的侧部设置有热水出口，在冷却水室的底部设置有冷却水出口。在本申请的技术方案中，冷却循环水箱的改进为本申请的关键技术，在现有的冷却循环水箱均如图1所示，从真空回潮机排出的热水直接打入冷却水塔，对热的冷却水进行全部冷却后进入冷却循环水箱内，此种情况在春季和秋季尚没有大的问题，但是在冬季，外环境的温度较低，全部的被加热的冷却水再经过冷却水塔的冷却后，会导致冷却水温度过低影响到真空回潮机的工作效率，并且冷却水塔的使用提高了能耗。在夏季时，被加热的冷却水全部进入冷却水塔进行冷却，结合外环境的高温，冷却塔的冷却效率不能满足冷却的需要，严重时会影响到真空回潮机的正常工作。再一方面，整个冷却水循环系统的冷却水塔及冷却循环水箱部分均受到外环境温度的影响，而外环境温度变化无规律，导致冷却水的温度不平稳，进而影响到真空回潮机的生产平稳，导致烟丝的含水率波动，影响烟丝的品质。

本技术方案通过在冷却循环水箱内设置隔板，从真空回潮机内排出的被加热的冷却水首先进入热水室内，热水室内的容积远大于循环水泵从热水室抽向冷却水塔的水量，因此，这些被加热的冷却水在热水室内首先实现水量的平衡及一个长范围内冷却水的温度的均衡，保证了去往冷却水塔的热冷却水的温度波动减少，其次，被加热的冷却水的温度即使在夏季也高于外环境的温度，通过热水室对热的冷却水进行初步的冷却降温，降低冷却水塔的工作负荷，提高冷却水的冷却效率。第三，因为热水室与冷却水室在下部连通，保证冷却水在冷却循环水箱内的液位水平。

真空回潮机1的出水口通过第一管路6与热水室33的上方连接，具体为第一管路在热水室上方的出水口与热水室的液面保持一定的距离，而不是插入热水室的液面以下，此结构的设置有利于从真空回潮机排出的被加热的冷却水在热水室内的均匀分布，并且提高与外环境的热交换效率。

热水室的侧部的热水出口通过第二管路与第二循环水泵4的入口连接，第二循环水泵的出口通过第三管路7与冷却水塔的入口连接；在本申请的技术方案中，热水室的侧部的热水出口设置于热水室的侧壁接近液面的中部位置，此处位置属于热水室的冷却水相对平静区域，从真空回潮机排出的被加热的冷却水与热水室上方的液面产生振荡，以便于热的冷却水的混合，同时，下部与冷却水室连通，两室之间因为温度差会产生流动现象。在夏季时，排往冷却水塔的水量大，会有较多的被冷却的冷却水进入到热水室，初步降低热水室内热的冷却水的温度，在冬季时，排往冷却水塔的热的冷却水的量减少或停用冷却水塔，此时热水室内的热的冷却水进入到冷却水室，加热冷却水以防止冷却水的温度过低。

冷却水塔2的出口通过第四管路8与冷却水室的上方连接，第四管路的出水口也位于冷却水室的液面的上方，以便于被冷却的冷却水与冷却水室内的原冷却水进行快速混合，防止出现暗流进入冷却水室的冷却水出口，导致真空回潮机的不稳定。

冷却水室的底部的冷却水出口通过第五管路9与第一循环水泵的入口连接，第一循环水泵的出口通过第六管路10与真空回潮机的入水口连接；第一循环水泵的流量与真空回潮机的工作相关，因为生产线作业，在通常情况下保持生产线的稳定生产是重要的要求，因此第二循环水泵的流量通常是相对稳定的。

在第一循环水泵的入口处、第二循环水泵的入口处、热水室与冷却水室均设置有温度传感器；处理器分别与温度传感器、第一循环水泵及第二循环水泵均电信号连接。

在第二循环水泵的入口处设置温度传感器的目的是用于检测进入第二循环水泵入口的水温，若是水温过高，在同样的情况下，应当提高冷却水塔的冷却效率，比如加大风机转速等，若是温度低，相应的降低冷却水塔的功率，实现节能的目的。

在第一循环水泵的入口设置温度传感器的目的是监测进入真空回潮机的冷却水的温度，当温度低于设定温度时，通过降低冷却水塔的功率、第二循环水泵的流量来提高冷却水的温度，以保持进入真空回潮机的冷却水温度在设定范围内，当温度高于设定温度时，通过加大冷却水塔的功率，加大第二循环水泵的流量来实现降温。

热水室的液位上部设置有温度传感器，用于监测从真空回潮机排出的冷却水的温度的变化情况，以便于对循环系统的调控。

在冷却水室的液位上部设置有温度传感器，用于监测冷却水室的温度，并与第一循环水泵入口的温度传感器配合，以保证进入真空回潮机的冷却水温度的稳定。

在本申请的技术方案中，温度传感器，第一循环水泵、第二循环水泵均与处理器电信号连接外，处理器还与冷却水塔的风机处理器电信号连接，以实现对冷却水塔功率的调节。

第一管路在热水室上方的出口位于热水室的中心的上方，便于从真空回潮机排出的被加热的冷却水均匀的与热水室的上方液位的混合。

第四管路的出口靠近隔板，冷却水室底部的冷却水出口设置于冷却水室的中心偏远离隔板的一侧，这样的设置是为了避免从冷却水塔出来的冷却水在进入冷却水室的过程中，对冷却水出口的水流产生干扰，并且冷却水出口偏离冷却水室的中心位置，其与连通部分增加距离，减少或避免冷热水交换时产生的波动，防止影响到冷却水出口温度的稳定。

本技术方案使用上述的柔性节能真空回潮机冷却水循环系统的控制方法，包括以下步骤：

S1、在稳定的设定流量下，设定真空回潮机的入水口的冷却水的最佳温度范围，并储存于处理器内；此部分主要是保证为真空回潮机提供稳定的冷却水量，即在真空回潮机特定的工作量的情况下所需要的冷却水量。

S2、统计设定时间长度范围内的外环境的平均温度范围；在本申请的技术方案中，通常以一个月或一个季度为一个设定时间长度，在本申请的其它实施例中，设定时间长度也可以少于一个月或多于一个季度，该数据可以自己进行统计以前相同时间的计算结果，也可以采用官方公布的数据，但是通常至少采用前三年的相同时间的温度数据进行平均获得。

S3、设置于第一循环水泵入口处的温度传感器将检测的即时冷却水温度传递给处理器，处理器判断：

若第一循环水泵入口处的即时温度低于第一循环水泵入口处的最佳温度范围的最低值，并持续第一设定时长，在本申请的技术方案中，第一设定时长通常以大于五分钟的时间为准，在本实施例中，第一设定时长为5分钟，在本申请的其它实施例中，也可以为8分钟、10分钟等，但通常不超过15分钟，若超过15分钟已经对生产线产生影响，进入步骤S4。

若第一循环水泵入口处的即时温度在最佳温度范围内，处理器不发送调整信号。

若第一循环水泵入口处的即时温度高于最佳温度范围的最高值，并持续第二设定时长，此时的外环境通常为夏季或初秋，即时外环境的温度较高，在本实施例中，第二设定时长与第一设定时长相同，在本申请的其它实施例中，第一设定时长与第二设定时长也可以不相等，进入步骤S5。

S4、若外环境的即时温度低于平均温度范围的最低值，此时通常为秋季、春季或冬季，此时的外环境温度较低，处理器向第二循环水泵发送降低流量的控制信号，同时向冷却水塔风机发送降低功率的控制信号，甚至处理器向冷却水塔风机及第二循环水泵发送停止运行控制信号，此种情况通常发生在冬季，此时已经不需要第二循环水泵运行或者冷却水塔的风机运行，从真空回潮机出来的热的冷却水经过外环境就已经能够实现对冷却水的冷却，当然，若是外环境不能对热的冷却水进行完全降温，则可以通过第二循环水泵经过冷却水塔对部分热的冷却水进行冷却后，即可达到冷却水所需要的温度。在本申请的技术方案中，第二循环水泵与冷却水塔风机的开启次序分别是第二循环水泵，然后才是冷却水塔的风机，只有当第二循环水泵开启到额定功率的75％-80％的情况下，才开启冷却水塔的风机。

若外环境的即时温度在平均温度范围内，处理器向冷却水塔风机发送降低功率的控制信号；此时，保持第二循环水泵的功率不变，维持其将热的冷却水提升到冷却水塔的量不变，通过冷却水塔的自然冷却实现对冷却水的冷却，此时，冷却水经过冷却水塔进入到冷却水室内的温度相应提高，用于将冷却水室内原来温度较低的冷却水升温，以保证提供给真空回潮机的冷却水温度的恒定。

若外环境的即时温度高于平均温度范围的最高值，处理器向冷却水塔风机发送降低功率的控制信号；此部分是通过降低冷却水塔的冷却效果，用于提高冷却水室内的冷却水温度。

S5、若外环境的即时温度低于平均温度范围的最低值，处理器向第二循环水泵发送提高功率的控制信号；此技术方案是，虽然外环境的温度较低，但是首先只通过外环境不能达到需要的降温效果，而依据冷却次序，首先应当加大第二循环水泵的功率，提高供应冷却水塔的流量，并且，此时，冷却水室内的部分冷却水进入到热水室内，并随第二循环水泵进入到冷却水塔，实现再次降温，在此情况下，能够有效的达到降温要求。

若外环境的即时温度在平均温度范围内，处理器向冷却水塔风机发送提高功率的控制信号；此时的外环境温度不会影响到冷却水的冷却效果，或者是影响较小，此时若改变第二循环水泵的流量导致冷却水的稳定性不如仅增加冷却水塔的风机功率，提高冷却效果好。

若外环境的即时温度高于平均温度范围的最高值，处理器同时向第二循环水泵及冷却水塔风机发送提高功率的控制信号，此时冷却水的温度较高，需要多重提高冷却效果。

优选的，在步骤S2与S3之间还包括根据设定的第一循环水泵入水口温度范围、设定时间长度的平均温度范围及流量，获得冷却水室内冷却水的温度范围。

优选的，冷却水室内的冷却水的即时温度与冷却水室内冷却水的温度范围进行比对，若即时温度在冷却水室内冷却水的温度范围内，处理器不发送控制信号；

若即时温度低于冷却水室内冷却水的最低温度范围，处理器向冷却水塔的风机发送降低功率或停止运行的控制信号；

若即时温度高于冷却水室内冷却水的最高温度范围，处理器同时向第二循环水泵及冷却水塔内的风机发送增加功率的控制信号。

优选的，步骤S3中还包括处理器接收设置于冷却水室内的温度传感器检测的冷却水室内冷却水的即时温度，并判断：

若冷却水室内冷却水的即时温度与第一循环水泵入口处的即时温度的差值在设定范围内，处理器按步骤S4或S5进行控制；

若冷却水室内冷却水的即时温度与第一循环水泵入口处的即时温度的差值大于设定范围，且差值为正值，处理器向冷却水塔风机发送停机控制信号，同时向第二循环水泵发送降低功率控制信号。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种柔性节能真空回潮机冷却水循环系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在稳定的设定流量下，设定真空回潮机的入水口的冷却水的最佳温度范围，并储存于处理器内；

S2、统计设定时间长度范围内的外环境的平均温度范围；

S3、设置于第一循环水泵入口处的温度传感器将检测的即时冷却水温度传递给所述处理器，所述处理器判断：

若所述第一循环水泵入口处的即时冷却水温度低于S1的最佳温度范围的最低值，并持续第一设定时长，进入步骤S4；

若所述第一循环水泵入口处的即时冷却水温度在S1的最佳温度范围内，所述处理器不发送调整信号；

若所述第一循环水泵入口处的即时冷却水温度高于S1的最佳温度范围的最高值，并持续第二设定时长，进入步骤S5；

S4、若外环境的即时温度低于平均温度范围的最低值，所述处理器向第二循环水泵发送降低功率的控制信号，同时向冷却水塔风机发送降低功率的控制信号；

若外环境的即时温度在平均温度范围内，所述处理器向冷却水塔风机发送降低功率的控制信号；

若外环境的即时温度高于平均温度范围的最高值，所述处理器向冷却水塔风机发送降低功率的控制信号；

S5、若外环境的即时温度低于平均温度范围的最低值，所述处理器向第二循环水泵发送提高功率的控制信号；

若外环境的即时温度在平均温度范围内，所述处理器向冷却水塔风机发送提高功率的控制信号；

若外环境的即时温度高于平均温度范围的最高值，所述处理器同时向所述第二循环水泵及所述冷却水塔风机发送提高功率的控制信号；

所述柔性节能真空回潮机冷却水循环系统，包括真空回潮机、冷却水塔、第一循环水泵、第二循环水泵、冷却循环水箱、温度传感器及处理器；

所述冷却循环水箱内设置有隔板，将所述冷却循环水箱分隔为底部连通的热水室和冷却水室，在所述热水的侧部设置有热水出口，在所述冷却水室的底部设置有冷却水出口；

真空回潮机的出水口通过第一管路与热水室的上方连接；所述热水室的侧部的热水出口通过第二管路与第二循环水泵的入口连接，第二循环水泵的出口通过第三管路与冷却水塔的入口连接；

冷却水塔的出口通过第四管路与冷却水室的上方连接；所述冷却水室的底部的冷却水出口通过第五管路与第一循环水泵的入口连接，第一循环水泵的出口通过第六管路与真空回潮机的入水口连接；

在所述第一循环水泵的入口处、第二循环水泵的入口处、热水室及冷却水室均设置有温度传感器；所述处理器分别与所述温度传感器、所述第一循环水泵及所述第二循环水泵均电信号连接；

在所述冷却水塔内设置有风机，所述风机通过风机处理器控制，所述风机处理器与处理器电信号连接。

2.根据权利要求1所述的柔性节能真空回潮机冷却水循环系统的控制方法，其特征在于，步骤S2中的设定时间长度范围为一个月或一个季度中的一个。

3.根据权利要求1所述的柔性节能真空回潮机冷却水循环系统的控制方法，其特征在于，在步骤S2与S3之间还包括设定第一循环水泵入口温度范围、并根据设定的第一循环水泵入口温度范围、设定时间长度范围内的外环境的平均温度范围及流量，获得冷却水室内冷却水的最佳温度范围；

所述处理器接收设置于冷却水室内的温度传感器检测的冷却水室内冷却水的即时温度，并与冷却水室内冷却水的最佳温度范围进行比对，若即时温度在最佳温度范围内，所述处理器不发送控制信号；

若即时温度低于最佳温度范围，所述处理器向所述冷却水塔的风机发送降低功率或停止运行的控制信号；

若即时温度高于最佳温度范围，所述处理器同时向第二循环水泵及冷却水塔内的风机发送增加功率的控制信号。

4.根据权利要求3所述的柔性节能真空回潮机冷却水循环系统的控制方法，其特征在于，步骤S3中还包括所述处理器接收冷却水室内冷却水的即时温度，并判断：

若冷却水室内冷却水的即时冷却水温度与第一循环水泵入口处的即时冷却水温度的差值在设定范围内，所述处理器按步骤S4进行控制；

若冷却水室内冷却水的即时冷却水温度与第一循环水泵入口处的即时冷却水温度的差值大于设定范围，且所述差值为正值，所述处理器向所述冷却水塔风机发送停机控制信号，同时向所述第二循环水泵发送降低功率控制信号。

5.根据权利要求1所述的柔性节能真空回潮机冷却水循环系统的控制方法，其特征在于，所述热水室的侧部的热水出口设置于液位的中部位置，所述第一管路在热水室上方的出口位于所述热水室的中心的上方。

6.根据权利要求1所述的柔性节能真空回潮机冷却水循环系统的控制方法，其特征在于，所述第四管路的出口靠近所述隔板，所述冷却水室底部的冷却水出口设置于所述冷却水室的中心偏远离隔板的一侧。

7.根据权利要求1所述的柔性节能真空回潮机冷却水循环系统的控制方法，其特征在于，所述热水室的体积小于所述冷却水室的体积。

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