CN112299014A - 一种浓相闭式循环氮气输送用控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浓相闭式循环氮气输送用控制装置，整个系统在运行过程中主要分为三种工作模式：置换模式、闭式循环模式、开式循环模式以上模式均通过PLC控制系统进行自动控制，通过采用浓相闭式循环氮气输送系统增加输送距离，耗能小，输送量大通过本控制方式实现的浓相闭式循环氮气输送系统综合利用率高，功能完善，氮气回收率高，控制系统中运用了大量的连锁控制，系统故障率大大降低，减少因为设备问题出现的系统故障。

Description

一种浓相闭式循环氮气输送用控制装置

技术领域

本发明涉及应用于浓相闭式循环氮气输送系统技术领域，尤其涉及一种浓相闭式循环氮气输送用控制装置。

背景技术

目前，国内市场上利用闭式循环氮气输送系统，主要针对于稀相输送，输送距离近，耗能大，利用率低下，输送量小等。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种浓相闭式循环氮气输送用控制装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种浓相闭式循环氮气输送用控制装置，包括仓泵进气阀、仓泵进料阀、仓泵来料仓、仓泵排气阀、仓泵料位计、仓泵出料阀、仓泵灰管压力变送器、仓泵排堵阀、仓泵助吹阀、储仓氮气保护阀、一次除尘器压差变速器、一次除尘器、#氮气隔离阀、呼吸阀、储仓高料位计、储仓压力变送器、氧气浓度分析仪、储仓、储仓温度变送器、储仓低料位计、二次除尘器、#氮气放空阀、氮气回管温度变送器、低压氮气储气罐、低压氮气补充阀、氮气回管压力变送器、前冷却器、氮气压缩机、#氮气放空阀、冷干机、高压氮气储气罐、高压氮气压力变送器、仪控氮气储气罐、仓泵泵体、#氮气隔离阀、PLC控制系统以及相应的连接管道等组成，其特征在于，整个系统在运行过程中主要分为三种工作模式：置换模式、闭式循环模式、开式循环模式以上模式均通过PLC控制系统进行自动控制。

优选的，所述控制系统的控制方式为现场触摸屏操作以及与DCS进行MODBUS TCP/IP通讯。

优选的，所述置换模式工作模式为：高压氮气管网高纯度氮气由系统高压补氮管线进入高压氮气储气罐中并通过仓泵进气阀、仓泵出料阀、仓泵助吹阀以及仓泵泵体后通过输送管线后进入储仓，同时打开#氮气隔离阀，关闭#氮气隔离阀，通过回风管让置换的氮气进入二次除尘器通过低压氮气储气罐后进入前冷却器同时开启氮气压缩机通过#氮气放空阀将含氧气浓度过大的氮气排放入大气中，整个系统置换是否完成根据氧气浓度分析仪检测到氧气浓度值决定，当氧气浓度分析仪检测到氧气浓度值低于设定的值（可修改）后，系统延时5分钟依次关闭#氮气隔离阀、仓泵进气阀、仓泵出料阀、仓泵助吹阀以及切断高压氮气管网高纯度氮气管网，其余设备正常开启工作，此时进入闭式循环工作模式。

优选的，所述闭式循环工作模式为：系统运行前需要将一次除尘器、二次除尘器脉冲仪打开，物料由仓泵来料仓通过仓泵进料阀落入仓泵泵体，泵体内的气体通过仓泵排气阀排放到仓泵来料仓内，当仓泵料位计发出料满报警后，系统将依次关闭仓泵进料阀、仓泵排气阀，此时物料下料完毕，依次开启仓泵出料阀、仓泵进气阀、仓泵助吹阀此时物料通过输送管道源源不断的进入储仓，储仓上一次除尘器实现气、固分离，气力输送过来的含尘气体首先通过一次除尘器过滤后，在经过二次除尘器过滤，并通过前冷却器冷却后，保证回路上的回气洁净不会对氮气压缩机造成污染或破坏，有效的确保设备的使用寿命，仓泵灰管压力变送器的值决定着输送的是否结束当仓泵灰管压力变送器值达到设定的下限值可修改时系统判定此流程输送结束，依次关闭仓泵进气阀延时T秒可修改关闭仓泵助吹阀、仓泵出料阀进入下一个进料阶。

优选的，开式工作模式是将#氮气隔离阀打开对大气排放，后续的氮气回收系统不参与工作全部气源依靠管网供气的非正常工作模式。

优选的，所述开车准备如下：

a、开车前应该进行单机试车及联动试车；

b、开车前仪表气源压力进行调校；

c、确认电动设备可正常运转；

d、开启一次除尘器、二次除尘器气包用气源，调整气体压力为0.4MPa；

e、确认系统中气路、料路与水路管道上相应的手动阀均处于打开状态，确保整个回路系统处于畅通状态。

本发明的有益效果是：

通过采用浓相闭式循环氮气输送系统增加输送距离，耗能小，输送量大通过本控制方式实现的浓相闭式循环氮气输送系统综合利用率高，功能完善，氮气回收率高，控制系统中运用了大量的连锁控制，系统故障率大大降低，减少因为设备问题出现的系统故障。

附图说明

图1为本发明提出的一种浓相闭式循环氮气输送用控制装置的连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1，一种浓相闭式循环氮气输送用控制装置，包括仓泵进气阀1、仓泵进料阀2、仓泵来料仓3、仓泵排气阀4、仓泵料位计5、仓泵出料阀6、仓泵灰管压力变送器7、仓泵排堵阀8、仓泵助吹阀9、储仓氮气保护阀10、一次除尘器压差变速器11、一次除尘器12、1#氮气隔离阀13、呼吸阀14、储仓高料位计15、储仓压力变送器16、氧气浓度分析仪17、储仓18、储仓温度变送器19、储仓低料位计20、二次除尘器21、1#氮气放空阀22、氮气回管温度变送器23、低压氮气储气罐24、低压氮气补充阀25、氮气回管压力变送器26、前冷却器27、氮气压缩机28、2#氮气放空阀29、冷干机30、高压氮气储气罐31、高压氮气压力变送器32、仪控氮气储气罐33、仓泵泵体34、2#氮气隔离阀35、PLC控制系统36以及相应的连接管道等组成，其特征在于，整个系统在运行过程中主要分为三种工作模式：置换模式、闭式循环模式、开式循环模式以上模式均通过PLC控制系统进行自动控制，控制系统的控制方式为现场触摸屏操作以及与DCS进行MODBUS TCP/IP通讯，置换模式工作模式为：高压氮气管网高纯度氮气由系统高压补氮管线进入高压氮气储气罐31中并通过仓泵进气阀1、仓泵出料阀6、仓泵助吹阀9以及仓泵泵体34后通过输送管线后进入储仓18，同时打开1#氮气隔离阀13，关闭2#氮气隔离阀35，通过回风管让置换的氮气进入二次除尘器21通过低压氮气储气罐24后进入前冷却器27同时开启氮气压缩机28通过2#氮气放空阀29将含氧气浓度过大的氮气排放入大气中，整个系统置换是否完成根据氧气浓度分析仪17检测到氧气浓度值决定，当氧气浓度分析17仪检测到氧气浓度值低于设定的值（可修改）后，系统延时5分钟依次关闭1#氮气隔离阀13、仓泵进气阀1、仓泵出料阀6、仓泵助吹阀9以及切断高压氮气管网高纯度氮气管网，其余设备正常开启工作，此时进入闭式循环工作模式，闭式循环工作模式为：系统运行前需要将一次除尘器12、二次除尘器脉冲仪21打开，物料由仓泵3来料仓通过仓泵进料阀2落入仓泵泵体34，泵体内的气体通过仓泵排气阀4排放到仓泵3来料仓内，当仓泵料位计5发出料满报警后，系统将依次关闭仓泵进料阀2、仓泵排气阀4，此时物料下料完毕，依次开启仓泵出料阀6、仓泵进气阀1、仓泵助吹阀9此时物料通过输送管道源源不断的进入储仓18，储仓18上一次除尘器12实现气、固分离，气力输送过来的含尘气体首先通过一次除尘器12过滤后，在经过二次除尘器21过滤，并通过前冷却器27冷却后，保证回路上的回气洁净不会对氮气压缩机28造成污染或破坏，有效的确保设备的使用寿命，仓泵灰管压力变送器7的值决定着输送的是否结束当仓泵灰管压力变送器值7达到设定的下限值可修改时系统判定此流程输送结束，依次关闭仓泵1进气阀延时T秒可修改关闭仓泵助吹阀9、仓泵出料阀6进入下一个进料阶，开式工作模式是将2#氮气隔离阀35打开对大气排放，后续的氮气回收系统不参与工作全部气源依靠管网供气的非正常工作模式，开车准备如下：

a、开车前应该进行单机试车及联动试车；

b、开车前仪表气源压力进行调校；

c、确认电动设备可正常运转；

d、开启一次除尘器12、二次除尘器21气包用气源，调整气体压力为0.4MPa；

e、确认系统中气路、料路与水路管道上相应的手动阀均处于打开状态，确保整个回路系统处于畅通状态。

工作原理

（1）置换模式程序说明：

1.确保系统中输送管道与回气管道的所有手动阀门都处于打开状态。

2.参数设置完毕后，在触摸屏上点击置换自动启动按钮，在整个置换过程中由PLC控制系统36进行相关的连锁具体连锁关系如下：高压氮气压力变送器32到达下限值（此值可修改）后系统自动开启仓泵进气阀1、仓泵出料阀6、仓泵助吹阀9、1#氮气隔离阀13，当氮气回管压力变送器26检测到压力值后开启氮气压缩机28并同时将低压氮气补充阀25与氮气回管压力变送器26构成PID调节回路，氮气回管压力变送器26低于设定的启动值（可修改）时开启低压氮气补充阀25，保证氮气空压机入口的氮气压力为微正压，当氮气回管压力变送器26高于设定的安全值（可修改）时关闭低压氮气补充阀25，整个系统置换是否完成根据氧气浓度分析仪17检测到氧气浓度值决定，当氧气浓度分析仪17检测到氧气浓度值低于设定的值（可修改）后，系统延时5分钟依次关闭1#氮气隔离阀13、仓泵进气阀1、仓泵出料阀6、仓泵助吹阀9以及切断高压氮气管网高纯度氮气管网，其余设备正常开启。

此时触摸屏显示：氮气置换完毕,系统进入闭式循环工作模式。停止按钮是置换完毕后或者系统需要紧急停止时使用，正常工作中无效。

（2）闭式循环模式程序说明：

1.确认系统中置换模式已经完成。

2.置换模式完毕后系统将自动切换到闭式循环模式或者在触摸屏上点击闭式循环自动启动按钮。

3.系统将一次除尘器12、二次除尘器脉冲仪21打开后，依次打开仓泵进料阀2、仓泵排气阀4排放到，当仓泵料位计5发出料满报警后，系统将依次关闭仓泵进料阀2、仓泵排气阀4，依次开启仓泵出料阀6、仓泵进气阀1、仓泵助吹阀9，仓泵灰管压力变送器7的值决定着输送的是否结束当仓泵灰管压力变送器7值达到设定的下限值（可修改）时系统判定此流程输送结束，依次关闭仓泵进气阀1延时T秒（可修改）关闭仓泵助吹阀9、仓泵出料阀6进入下一个进料阶段。

4. 在整个闭式循环过程中由PLC控制系统36进行相关的连锁具体连锁关系如下：

4.1 高压氮气压力变送器32值达到设定的下限制(可修改)时系统才运行启动，否则处于等待阶段。

4.2 仓泵灰管压力变送7器值达到设定的上限值（可修改）时输送停止依次关闭仓泵出料阀6、仓泵进气阀1、仓泵助吹阀9同时报警提醒操作人员堵管，人工参与排堵结束后系统重新投入运行。

4.3 储仓氮气保护阀10与氧气浓度分析仪17、储仓温度变送器19连锁进行PID控制，当氧气浓度分析仪17氧气浓度升高后超过上限值（可设定）后或者储仓温度变送器19值超过温度上限值（可设定）后开启此时氧气浓度或者温度会持续降低，当氧气浓度分析仪17氧气浓度降低到极限下限值（可设定）后或者储仓温度变送器值19降低后关闭储仓氮气保护阀10。

4.4 储仓压力变送器16值达到设定上限后（可设定）打开2#氮气隔离阀释放压力，达到下限后（可设定）关闭2#氮气隔离阀35，当储仓压力变送器16值低于极下限后（可设定）打开储仓氮气保护阀10进行充气，当储仓压力变送器16值达到设定下限后（可设定）关闭储仓氮气保护阀10。

4.5 储仓高料位计15发出讯号时，系统停止操作所有设备关闭人工介入，检查物料是否出于高料位。

4.6 1#氮气放空阀22、氮气回管温度变送器23进行连锁控制，当氮气回管温度变送器23达到上限值（可修改）后打开1#氮气放空阀22释放温度，当氮气回管温度变送器23达到下限值（可修改）后关闭1#氮气放空阀22释放温度。

4.7 低压氮气补充阀25、氮气回管压力变送器26进行PID连锁控制，当氮气回管压力变送器26低于下限值（可修改）时低压氮气补充阀25进行氮气补充。

（3）开式循环模式程序说明：

触摸屏上分别设置开式循环自动启/停按钮并设置相应的参数设置窗口，开式循环是在置换模式以及闭式循环出问题后，利用综合管网供气的运行模式

1、系统将一次除尘器脉冲仪12、2#氮气隔离阀35打开后，依次打开仓泵进料阀2、仓泵排气阀4排放到，当仓泵料位计5发出料满报警后，系统将依次关闭仓泵进料阀2、仓泵排气阀4，依次开启仓泵出料阀6、仓泵进气阀1、仓泵助吹阀9，仓泵灰管压力变送器7的值决定着输送的是否结束当仓泵灰管压力变送器7值达到设定的下限值（可修改）时系统判定此流程输送结束，依次关闭仓泵进气阀1延时T秒（可修改）关闭仓泵助吹阀9、仓泵出料阀6进入下一个进料阶段。

2、在整个开式循环过程中由PLC控制系统36进行相关的连锁具体连锁关系如下：

2.1 高压氮气压力变送器32值达到设定的下限制(可修改)时系统才运行启动，否则处于等待阶段。

2.2 仓泵灰管压力变送器7值达到设定的上限值（可修改）时输送停止依次关闭仓泵出料阀6、仓泵进气阀1、仓泵助吹阀9同时报警提醒操作人员堵管，人工参与排堵结束后系统重新投入运行。

2.3储仓高料位计15发出讯号时，系统停止操作所有设备关闭人工介入，检查物料是否出于高料位。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种浓相闭式循环氮气输送用控制装置，包括仓泵进气阀（1）、仓泵进料阀（2）、仓泵来料仓（3）、仓泵排气阀（4）、仓泵料位计（5）、仓泵出料阀（6）、仓泵灰管压力变送器（7）、仓泵排堵阀（8）、仓泵助吹阀（9）、储仓氮气保护阀（10）、一次除尘器压差变速器（11）、一次除尘器（12）、1#氮气隔离阀（13）、呼吸阀（14）、储仓高料位计（15）、储仓压力变送器（16）、氧气浓度分析仪（17）、储仓（18）、储仓温度变送器（19）、储仓低料位计（20）、二次除尘器（21）、1#氮气放空阀（22）、氮气回管温度变送器（23）、低压氮气储气罐（24）、低压氮气补充阀（25）、氮气回管压力变送器（26）、前冷却器（27）、氮气压缩机（28）、2#氮气放空阀（29）、冷干机（30）、高压氮气储气罐（31）、高压氮气压力变送器（32）、仪控氮气储气罐（33）、仓泵泵体（34）、2#氮气隔离阀（35）、PLC控制系统（36）以及相应的连接管道等组成，其特征在于，整个系统在运行过程中主要分为三种工作模式：置换模式、闭式循环模式、开式循环模式以上模式均通过PLC控制系统进行自动控制。

2.根据权利要求1所述的一种浓相闭式循环氮气输送用控制装置，其特征在于，所述控制系统的控制方式为现场触摸屏操作以及与DCS进行MODBUS TCP/IP通讯。

3.根据权利要求1所述的一种浓相闭式循环氮气输送用控制装置，其特征在于，所述置换模式工作模式为：高压氮气管网高纯度氮气由系统高压补氮管线进入高压氮气储气罐（31）中并通过仓泵进气阀（1）、仓泵出料阀（6）、仓泵助吹阀（9）以及仓泵泵体（34）后通过输送管线后进入储仓（18），同时打开1#氮气隔离阀（13），关闭2#氮气隔离阀（35），通过回风管让置换的氮气进入二次除尘器（21）通过低压氮气储气罐（24）后进入前冷却器（27）同时开启氮气压缩机（28）通过2#氮气放空阀（29）将含氧气浓度过大的氮气排放入大气中，整个系统置换是否完成根据氧气浓度分析仪（17）检测到氧气浓度值决定，当氧气浓度分析（17）仪检测到氧气浓度值低于设定的值（可修改）后，系统延时5分钟依次关闭1#氮气隔离阀（13）、仓泵进气阀（1）、仓泵出料阀（6）、仓泵助吹阀（9）以及切断高压氮气管网高纯度氮气管网，其余设备正常开启工作，此时进入闭式循环工作模式。

4.根据权利要求1所述的一种浓相闭式循环氮气输送用控制装置，其特征在于，所述闭式循环工作模式为：系统运行前需要将一次除尘器（12）、二次除尘器脉冲仪（21）打开，物料由仓泵（3）来料仓通过仓泵进料阀（2）落入仓泵泵体（34），泵体内的气体通过仓泵排气阀（4）排放到仓泵（3）来料仓内，当仓泵料位计（5）发出料满报警后，系统将依次关闭仓泵进料阀（2）、仓泵排气阀（4），此时物料下料完毕，依次开启仓泵出料阀（6）、仓泵进气阀（1）、仓泵助吹阀（9）此时物料通过输送管道源源不断的进入储仓（18），储仓（18）上一次除尘器（12）实现气、固分离，气力输送过来的含尘气体首先通过一次除尘器（12）过滤后，在经过二次除尘器（21）过滤，并通过前冷却器（27）冷却后，保证回路上的回气洁净不会对氮气压缩机（28）造成污染或破坏，有效的确保设备的使用寿命，仓泵灰管压力变送器（7）的值决定着输送的是否结束当仓泵灰管压力变送器值（7）达到设定的下限值（可修改）时系统判定此流程输送结束，依次关闭仓泵（1）进气阀延时T秒（可修改）关闭仓泵助吹阀（9）、仓泵出料阀（6）进入下一个进料阶。

5.根据权利要求1所述的一种浓相闭式循环氮气输送用控制装置，其特征在于，开式工作模式是将2#氮气隔离阀（35）打开对大气排放，后续的氮气回收系统不参与工作全部气源依靠管网供气的非正常工作模式。

6.根据权利要求1所述的一种浓相闭式循环氮气输送用控制装置，其特征在于，所述开车准备如下：

a、开车前应该进行单机试车及联动试车；

b、开车前仪表气源压力进行调校；

c、确认电动设备可正常运转；

d、开启一次除尘器（12）、二次除尘器（21）气包用气源，调整气体压力为0.4MPa；

e、确认系统中气路、料路与水路管道上相应的手动阀均处于打开状态，确保整个回路系统处于畅通状态。

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