CN112226246A - 水力除焦控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水力除焦控制系统，包括：高压水泵房，且高压水泵房的后方设置有焦炭塔，且所述高压水泵房的内部设置有高压水泵，所述高压水泵的一侧安装有钻机绞车，所述钻机绞车和高压水泵的外部安装有安全隔离栅，且所述高压水泵的上端设置有水泵阀门；主控柜，其设置在所述高压水泵房内部的一侧，且所述主控柜的内部设置有PLC控制器，且所述主控柜的内部安装有二次仪表台，且二次仪表台与PLC控制器电性连接，且所述PLC控制器的一侧设置有智能PID模块，且所述智能PID模块与PLC控制器电性连接。其实现了水力除焦程序控制系统的模糊控制、自适应、参数自整定功能，减少调试时间，提高控制精度。

Description

水力除焦控制系统

技术领域

本发明涉及水力除焦技术领域，尤其涉及一种水力除焦控制系统。

背景技术

水力除焦用于延迟焦化炭化塔的除焦方法。水力除焦有井架、无井架和平井架等形式，主要差别是高压水龙带是否固定在井架上。除焦过程是把高压水通过水龙带从一个可以升降的焦炭切割器项端喷出，将焦炭切碎，碎焦与水一起由焦炭塔底流出。有井架的需要钢材多、投资较高，但操作稳定水龙带不易破损。而无井架的，虽然投资较低，但高压胶管水龙带容易破裂，且焦质硬时切割力度不够，除焦时间较长。二者各有利弊。半井架则介于二者之间。

延迟焦化装置自1930年世界上第一套延迟焦化装置在美国诞生以来，历经90年的发展，越来越趋向于一体化、大型化、智能化的发展趋势，而早期，由于延迟焦化装置切换操作频繁，操作程序复杂，对操作人员要求较高，使得企业生产效率受限于操作工熟练程度。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种水力除焦控制系统，实现了除焦过程中的高度安全性。

为实现上述目的和一些其他的目的，本发明采用如下技术方案：

一种水力除焦控制系统，包括：

高压水泵房，且高压水泵房的后方设置有焦炭塔，且所述高压水泵房的内部设置有高压水泵，所述高压水泵的一侧安装有钻机绞车，所述钻机绞车和高压水泵的外部安装有安全隔离栅，且所述高压水泵的上端设置有水泵阀门；

主控柜，其设置在所述高压水泵房内部的一侧，且所述主控柜的内部设置有PLC控制器，且所述主控柜的内部安装有二次仪表台，且二次仪表台与PLC控制器电性连接，且所述PLC控制器的一侧设置有智能PID模块，且所述智能PID模块与PLC控制器电性连接；

上位机系统，其设置在所述主控柜的一侧，所述上位机系统的上端安装有台式工作站和显示模块，所述台式工作站的下端安装有电脑操作台，且电脑操作台与台式工作站电性连接，且所述台式工作站与显示模块电性连接；

塔顶防爆操作台，其设置在所述高压水泵的一侧，且所述塔顶防爆操作台的外部安装有焦碳塔顶平台操作间，所述焦碳塔顶平台操作间的外表面设置有防爆玻璃，所述焦炭塔的内部安装有除焦控制阀，所述除焦控制阀与塔顶防爆操作台电性连接，且所述塔顶防爆操作台的上方安装有警报灯，所述除焦控制阀的内部安装有压力传感器，所述警报灯与压力传感器电性连接；

钻杆驱动组件变频柜，其设置在所述塔顶防爆操作台的一侧，且所述钻杆驱动组件变频柜的内部安装有钻杆驱动变频器，所述钻机绞车的一侧安装有钻机钻杆，且所述钻杆驱动变频器与钻机钻杆电性连接，且所述钻杆驱动组件变频柜的内部安装有中间继电器，所述中间继电器与钻杆驱动变频器电性连接，且所述中间继电器的上方设置有开关和指示灯。

优选的是，所述焦炭塔与高压水泵之间安装有连接管道，且所述焦炭塔通过连接管道与高压水泵密封连接。

优选的是，所述高压水泵房内部的上方安装有防爆摄像头，且所述高压水泵房的上端安装有支架，所述防爆摄像头设置有两个，两个所述防爆摄像头均通过支架与高压水泵房固定连接。

优选的是，所述主控柜的外部安装有防护结构，且防护结构的防护等级设置为IP20。

优选的是，所述钻杆驱动组件变频柜的外部安装有柜门，所述柜门通过铰链与钻杆驱动组件变频柜活动连接，且所述钻杆驱动组件变频柜的下方安装有散热器，且散热器的外部设置有散热孔。

优选的是，所述钻机绞车的后方安装有钻机绞车变频柜，所述钻机绞车变频柜的内部设置有绞车变频器，所述绞车变频器与钻机绞车电性连接。

优选的是，所述高压水泵房内部的一侧安装有井架，所述井架的内部安装有井架驱动系统，且所述井架的一侧安装有井架导轨，所述井架导轨的外部安装有井架接近开关，所述井架接近开关与井架驱动系统电性连接。

优选的是，所述主控柜的输入端与电源的输出端连接，所述电源的输出端分别与防爆摄像头、电脑操作台和井架接近开关的输入端连接，所述井架接近开关的输出端与井架驱动系统的输入端连接，所述主控柜的输出端与PLC控制器的输入端连接，所述PLC控制器的输出端分别与数据传输模块和智能PID模块的输出端连接，所述台式工作站的输入端分别与数据传输模块、防爆摄像头和电脑操作台的输出端连接，所述台式工作站的输出端与显示模块的输入端连接，所述智能PID模块的输出端分别与除焦控制阀、高压水泵、绞车变频器和钻杆驱动变频器的输入端连接，所述除焦控制阀的输入端与塔顶防爆操作台的输出端连接，所述绞车变频器的输出端与钻机绞车的输入端连接，所述钻杆驱动变频器的输出端与钻机钻杆的输入端连接。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明通过在水力除焦系统中的PLC控制器模拟量控制方面，除了专门用于模拟量闭环控制的PID指令和智能PID模块，还可以实现水力除焦程序控制系统的模糊控制、自适应、参数自整定功能，减少调试时间，提高控制精度，水力除焦程序控制系统将智能化采集、分析、处理检测数据，发出智能化控制命令，实现整个控制过程的智能化，伴随科技发展，水力除焦程序控制系统将加设智能控制和网络通信功能，通过双绞线、同轴电缆或光纤联网传递信息，实现上位计算机与水力除焦程序控制系统交换数据信息。

2、本发明通过由二次仪表柜及主控柜、塔顶防爆操作台、钻杆驱动组件变频柜和钻机绞车变频柜构成，PLC控制器装在主控柜内，由主控柜完成高压水泵的选泵、选塔控制，允许启动高压水泵的信号输出和停止高压水泵的信号输出，以及各类阀门的自动开阀、关阀，钻机绞车和钻机钻杆的允许上升下降以及系统中受控对象之间的各种联锁，除焦过程中受控对象所处状态的显示模块显示，如故障状态报警、联锁停机显示等，塔顶防爆操作台也可完成钻机绞车的控制，可实现无级变速，且变频柜有变频器切换工作控制，以及对除焦控制阀的控制，钻机绞车对应焦炭塔的位置显示等，以及除焦过程中钻机绞车运行和漏焦情况的视频画面监视，除焦控制阀、钻机绞车和高压水泵的工况得到了完整的显示，安全联锁防止了误操作的发生，保证了操作工人和设备的安全，只有在塔位和钻机选择正确、各相关阀门开关位置正确、除焦控制阀工况正确的情况下，高压水泵才具备启动条件，防止可能发生的操作事故，安全性可靠。

附图说明

图1是本发明提供的水力除焦控制系统的结构示意图；

图2是本发明提供的钻杆驱动组件变频柜的内部结构图；

图3是本发明提供的水力除焦控制系统的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明，以令本领域普通技术人员参阅本说明书后能够据以实施。

如图1-3所示，一种水力除焦控制系统，包括：高压水泵房1，且高压水泵房1的后方设置有焦炭塔2，且所述高压水泵房1的内部设置有高压水泵13，所述高压水泵13的一侧安装有钻机绞车16，所述钻机绞车16和高压水泵13的外部安装有安全隔离栅12，且所述高压水泵13的上端设置有水泵阀门15；主控柜4，其设置在所述高压水泵房1内部的一侧，且所述主控柜4的内部设置有PLC控制器24，且所述主控柜4的内部安装有二次仪表台，且二次仪表台与PLC控制器24电性连接，且所述PLC控制器24的一侧设置有智能PID模块26，且所述智能PID模块26与PLC控制器24电性连接；上位机系统5，其设置在所述主控柜4的一侧，所述上位机系统5的上端安装有台式工作站7和显示模块6，所述台式工作站7的下端安装有电脑操作台，且电脑操作台与台式工作站7电性连接，且所述台式工作站7与显示模块6电性连接；塔顶防爆操作台10，其设置在所述高压水泵13的一侧，且所述塔顶防爆操作台10的外部安装有焦碳塔顶平台操作间9，所述焦碳塔顶平台操作间9的外表面设置有防爆玻璃，所述焦炭塔2的内部安装有除焦控制阀29，所述除焦控制阀29与塔顶防爆操作台10电性连接，且所述塔顶防爆操作台10的上方安装有警报灯11，所述除焦控制阀29的内部安装有压力传感器，所述警报灯11与压力传感器电性连接；钻杆驱动组件变频柜8，其设置在所述塔顶防爆操作台10的一侧，且所述钻杆驱动组件变频柜8的内部安装有钻杆驱动变频器22，所述钻机绞车16的一侧安装有钻机钻杆31，且所述钻杆驱动变频器22与钻机钻杆31电性连接，且所述钻杆驱动组件变频柜8的内部安装有中间继电器21，所述中间继电器21与钻杆驱动变频器22电性连接，且所述中间继电器21的上方设置有开关和指示灯。

以上方案中，通过在水力除焦系统中的PLC控制器模拟量控制方面，除了专门用于模拟量闭环控制的PID指令和智能PID模块，还可以实现水力除焦程序控制系统的模糊控制、自适应、参数自整定功能，减少调试时间，提高控制精度，水力除焦程序控制系统将智能化采集、分析、处理检测数据，发出智能化控制命令，实现整个控制过程的智能化。

一个优选方案中，所述焦炭塔2与高压水泵13之间安装有连接管道，且所述焦炭塔2通过连接管道与高压水泵13密封连接。

以上方案中，通过高压水泵将高压清水注入焦炭塔内部进行除焦工作。

一个优选方案中，所述高压水泵房1内部的上方安装有防爆摄像头3，且所述高压水泵房1的上端安装有支架，所述防爆摄像头3设置有两个，两个所述防爆摄像头3均通过支架与高压水泵房1固定连接。

以上方案中，通过防爆摄像头包括摄像头和镜头，采用型号为DYTC20-2。

一个优选方案中，所述主控柜4的外部安装有防护结构，且防护结构的防护等级设置为IP20。

以上方案中，PLC控制器采用型号为S7-300PLC控制器。

一个优选方案中，所述钻杆驱动组件变频柜8的外部安装有柜门20，所述柜门20通过铰链与钻杆驱动组件变频柜8活动连接，且所述钻杆驱动组件变频柜8的下方安装有散热器，且散热器的外部设置有散热孔。

以上方案中，钻机绞车和钻机钻杆的允许上升下降以及系统中受控对象之间的各种联锁。

一个优选方案中，所述钻机绞车16的后方安装有钻机绞车变频柜14，所述钻机绞车变频柜14的内部设置有绞车变频器30，所述绞车变频器30与钻机绞车16电性连接。

以上方案中，可实现无级变速，且变频柜有变频器切换工作控制，以及对除焦控制阀的控制，钻机绞车对应焦炭塔的位置显示等，以及除焦过程中钻机绞车运行和漏焦情况的视频画面监视，除焦控制阀、钻机绞车和高压水泵的工况得到了完整的显示，安全联锁防止了误操作的发生，保证了操作工人和设备的安全，只有在塔位和钻机选择正确、各相关阀门开关位置正确、除焦控制阀工况正确的情况下，高压水泵才具备启动条件，防止可能发生的操作事故，安全性可靠。

一个优选方案中，所述高压水泵房1内部的一侧安装有井架17，所述井架17的内部安装有井架驱动系统27，且所述井架17的一侧安装有井架导轨19，所述井架导轨19的外部安装有井架接近开关18，所述井架接近开关18与井架驱动系统27电性连接。

以上方案中，可通过井架接近开关进行调控井架驱动系统，从而进行控制井架移动。

一个优选方案中，所述主控柜4的输入端与电源23的输出端连接，所述电源23的输出端分别与防爆摄像头3、电脑操作台28和井架接近开关18的输入端连接，所述井架接近开关18的输出端与井架驱动系统27的输入端连接，所述主控柜4的输出端与PLC控制器24的输入端连接，所述PLC控制器24的输出端分别与数据传输模块25和智能PID模块26的输出端连接，所述台式工作站7的输入端分别与数据传输模块25、防爆摄像头3和电脑操作台28的输出端连接，所述台式工作站7的输出端与显示模块6的输入端连接，所述智能PID模块26的输出端分别与除焦控制阀29、高压水泵13、绞车变频器30和钻杆驱动变频器22的输入端连接，所述除焦控制阀29的输入端与塔顶防爆操作台10的输出端连接，所述绞车变频器30的输出端与钻机绞车16的输入端连接，所述钻杆驱动变频器22的输出端与钻机钻杆31的输入端连接。

以上方案中，由二次仪表柜及主控柜、塔顶防爆操作台、钻杆驱动组件变频柜和钻机绞车变频柜构成，PLC控制器装在主控柜内，由主控柜完成高压水泵的选泵、选塔控制，允许启动高压水泵的信号输出和停止高压水泵的信号输出，以及各类阀门的自动开阀、关阀，变频柜有变频器切换工作控制，以及对除焦控制阀的控制，台式工作站采用型号为T5810工作站，钻机绞车变频柜采用型号为FRN30G1S－4C变频柜，井架接近开关采用型号为NI50-K90SR-Y1井架接近开关。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里所示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种水力除焦控制系统，其中，包括：

高压水泵房，且高压水泵房的后方设置有焦炭塔，且所述高压水泵房的内部设置有高压水泵，所述高压水泵的一侧安装有钻机绞车，所述钻机绞车和高压水泵的外部安装有安全隔离栅，且所述高压水泵的上端设置有水泵阀门；

主控柜，其设置在所述高压水泵房内部的一侧，且所述主控柜的内部设置有PLC控制器，且所述主控柜的内部安装有二次仪表台，且二次仪表台与PLC控制器电性连接，且所述PLC控制器的一侧设置有智能PID模块，且所述智能PID模块与PLC控制器电性连接；

上位机系统，其设置在所述主控柜的一侧，所述上位机系统的上端安装有台式工作站和显示模块，所述台式工作站的下端安装有电脑操作台，且电脑操作台与台式工作站电性连接，且所述台式工作站与显示模块电性连接；

塔顶防爆操作台，其设置在所述高压水泵的一侧，且所述塔顶防爆操作台的外部安装有焦碳塔顶平台操作间，所述焦碳塔顶平台操作间的外表面设置有防爆玻璃，所述焦炭塔的内部安装有除焦控制阀，所述除焦控制阀与塔顶防爆操作台电性连接，且所述塔顶防爆操作台的上方安装有警报灯，所述除焦控制阀的内部安装有压力传感器，所述警报灯与压力传感器电性连接；

钻杆驱动组件变频柜，其设置在所述塔顶防爆操作台的一侧，且所述钻杆驱动组件变频柜的内部安装有钻杆驱动变频器，所述钻机绞车的一侧安装有钻机钻杆，且所述钻杆驱动变频器与钻机钻杆电性连接，且所述钻杆驱动组件变频柜的内部安装有中间继电器，所述中间继电器与钻杆驱动变频器电性连接，且所述中间继电器的上方设置有开关和指示灯。

2.如权利要求1所述的水力除焦控制系统，其中，所述焦炭塔与高压水泵之间安装有连接管道，且所述焦炭塔通过连接管道与高压水泵密封连接。

3.如权利要求1所述的水力除焦控制系统，其中，所述高压水泵房内部的上方安装有防爆摄像头，且所述高压水泵房的上端安装有支架，所述防爆摄像头设置有两个，两个所述防爆摄像头均通过支架与高压水泵房固定连接。

4.如权利要求1所述的水力除焦控制系统，其中，所述主控柜的外部安装有防护结构，且防护结构的防护等级设置为IP20。

5.如权利要求1所述的水力除焦控制系统，其中，所述钻杆驱动组件变频柜的外部安装有柜门，所述柜门通过铰链与钻杆驱动组件变频柜活动连接，且所述钻杆驱动组件变频柜的下方安装有散热器，且散热器的外部设置有散热孔。

6.如权利要求1所述的水力除焦控制系统，其中，所述钻机绞车的后方安装有钻机绞车变频柜，所述钻机绞车变频柜的内部设置有绞车变频器，所述绞车变频器与钻机绞车电性连接。

7.如权利要求1所述的水力除焦控制系统，其中，所述高压水泵房内部的一侧安装有井架，所述井架的内部安装有井架驱动系统，且所述井架的一侧安装有井架导轨，所述井架导轨的外部安装有井架接近开关，所述井架接近开关与井架驱动系统电性连接。

8.如权利要求1所述的水力除焦控制系统，其中，所述主控柜的输入端与电源的输出端连接，所述电源的输出端分别与防爆摄像头、电脑操作台和井架接近开关的输入端连接，所述井架接近开关的输出端与井架驱动系统的输入端连接，所述主控柜的输出端与PLC控制器的输入端连接，所述PLC控制器的输出端分别与数据传输模块和智能PID模块的输出端连接，所述台式工作站的输入端分别与数据传输模块、防爆摄像头和电脑操作台的输出端连接，所述台式工作站的输出端与显示模块的输入端连接，所述智能PID模块的输出端分别与除焦控制阀、高压水泵、绞车变频器和钻杆驱动变频器的输入端连接，所述除焦控制阀的输入端与塔顶防爆操作台的输出端连接，所述绞车变频器的输出端与钻机绞车的输入端连接，所述钻杆驱动变频器的输出端与钻机钻杆的输入端连接。

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