CN113568362A - 一种冷库液氨高低位检测和控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷库液氨高低位检测和控制系统及方法，包括氨气液分离器、丝网除沫器、液位计，所述氨气液分离器为金属板制成椭圆形壳体，其一侧上部设置进气管，中部设置出气管，下部设置液氨出管，底部中央设置油出管，所述油出管一侧固装液位计，所述氨气液分离器底部外圆均布支腿，其内部在进气管和出气管之间设置丝网除沫器，本发明实现了液氨高低位智能远程控制，同时节约了人工，降低了成本，避免漏氨事故的发生。

Description

一种冷库液氨高低位检测和控制系统及方法

技术领域

本发明涉及冷库液氨技术领域，具体为一种冷库液氨高低位检测和控制系统及方法。

背景技术

冷库是利用降温设施创造适宜的湿度和温度条件的仓库，又称冷藏库，是加工、贮存农畜产品的场所。它能摆脱气候的影响，延长农畜产品的贮存保鲜期限，以调节市场供应。冷库主要用作对食品、乳制品、肉类、水产、禽类、果蔬、冷饮、花卉、茶叶、药品、化工原料的恒温贮藏。从冷库的现状与发展趋势来看，大蒜恒温液氨冷库发展迅速，低温库比例有所增加，适合农户建造使用的微型冷库异军突起。首先液态氨在蒸发器中吸收了制冷对象的热量，蒸发成氨蒸汽；氨蒸汽包含着吸收来的热量被压缩机抽送到冷凝器，并压缩成高压、高温的氨蒸汽，这时候氨蒸汽中又加进了电动机的热功当量所附加的热量；冷凝器中的氨蒸汽，将热量传送给温度较低的冷却水，失去热量的氨蒸汽被冷凝成为液态氨；节流阀将冷凝下来的液氨再有节制的补充给蒸发器，使蒸发器能够连续地工作；制冷系统由蒸发器、单级制冷压缩机、油分离器、冷凝器、贮氨器、氨气液分离器、节流阀及其它附属设备等组成，压缩机是系统的心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用；氨气液分离器是氨供液系统中的重要附属设备，其需要为为压缩机提供纯洁的氨气，如果压缩机从氨气液分离器吸入的吸入含油的氨气，在高温高压下极容易发生爆炸，造成重大安全事故，如果从氨气液分离器吸入液氨，轻则损毁机器，重则压缩缸被压碎，会造成严重的氨泄漏事故，例如：2013年8月31日11时许，上海宝山区丰翔路一冷库发生液氨泄漏事件。截至2013年9月1日，已造成15人遇难。事故直接原因：氨压缩机房操作工人在氨调节站进行热氨融霜作业时，单冻机生产线区域内的监控录像显示现场陆续发生约7次轻微震动，单次震动持续时间约1至6秒不等，正在进行融霜作业的单冻机回气集管北端管帽脱落，导致氨泄漏，酿成重大恶性事故。目前传统的液氨没有安装高低位检测和控制系统，更无法远程控制，一旦氨气液分离器内的液氨超过出气管，大量液氨直接进入压缩机工作缸内，起初压缩机及管道会结霜，压缩机会产生振动，如果还没有发现及时断电停机，就会发生严重的漏氨事故，所以一种冷库液氨高低位检测和控制系统及方法就显得十分重要。

发明内容

本发明就是针对现有技术存在的上述不足，提供一种冷库液氨高低位检测和控制系统及方法，能够配合远程PLC控制系统，实现自动检测液氨高低位，并与设定标准上下限值比较，远程关闭电源，并报警，从而避免重大漏氨事故的发生，同时也保证压缩机系统的正常运行，延长压缩机使用寿命。

为实现上述目的，发明提供如下技术方案：

一种冷库液氨高低位检测和控制系统，包括氨气液分离器、丝网除沫器、液位计，所述氨气液分离器为金属板制成椭圆形壳体，其一侧上部设置进气管，中部设置出气管，下部设置液氨出管，底部中央设置油出管，所述油出管一侧固装液位计，所述氨气液分离器底部外圆均布支腿，其内部在进气管和出气管之间设置丝网除沫器。

优选的，所述丝网除沫器为金属丝编织成的金属网，成圆锥形固装在氨气液分离器内。

优选的，所述液位计为超声波液位计。

优选的，所述液位计为雷达液位计。

优选的，所述液位计为磁性浮子液位计。

优选的，所述液位计为磁致伸缩液位计。

优选的，所述液位计为伺服式液位计。

优选的，所述氨气液分离器内部盛有液氨，所述液氨的液面高度不高于出气管的下管壁，不低于液氨出管的上管壁。

一种冷库液氨高低位检测和控制方法：设定标准液氨高位值为出气管下管壁向下10mm，标准液氨低位值为液氨出管的上管壁向上10mm处，液位计测量液氨高度值，并远程传输到PLC控制系统，当实际测量液氨位达到上限标准设定液氨高度值时，PLC控制继电器断开，关闭电源，压缩电机停止加载，同时报警灯开，进行报警；当实际测量液氨位达到下限标准设定液氨高度值时，PLC控制继电器断开，关闭电源，压缩电机停止加载，同时报警灯开，进行报警；当实际测量液氨位达在上限标准设定液氨高度值和下限标准设定液氨高度值之间时，PLC控制继电器闭合，接通电源，压缩电机加载，继续开机。

优选的，所述压缩电机为带动压缩缸工作的主电机，所述压缩缸只能压缩气体，当压缩缸内进入液氨，关闭电源，压缩机停止加载，冷却水需继续运行10-20分钟。

与现有技术相比，发明的有益效果是：

1、本发明设置丝网除沫器，当带油珠和液氨雾沫的气体以一定速度通过丝网时，由于雾沫的惯性作用，雾沫与丝网细丝相碰撞而被附着在细丝表面上。细丝表面上雾沫的扩散、雾沫的重力沉降，使雾沫形成较大的液滴沿着细丝流至两根丝的交接点。细丝的可润湿性、液体的表面张力及细丝的毛细管作用，使得液滴越来越大，直到聚集的液滴大到其自身产生的重力超过气体的浮力与液体表面张力的合力时，液滴就从细丝上分离下落。气体通过丝网除沫器后，基本上不含雾沫。分离气体中的雾沫，以改善操作条件，优化工艺指标，减少设备腐蚀，延长设备使用寿命，增加处理量及回收有价值的油，保护环境，减少大气污染，同时使得出气管为压缩机提供更纯洁的氨气，保证压缩机正常安全工作。结构简单体积小，除沫效率高，阻力小，重量轻，安装，丝网除沫器对粒径≥3～5um的雾沫，捕集效率达98％-99.8％，而气体通过除沫器的压力降到很小，只有250-500Pa，有利于提高设备的生产效率。

2、本发明设置液位计可以精确测量液氨的高度，同时可以远程传输给PLC控制系统，并与设定的安全标准值比较，从而保证液氨不会进入压缩机，避免了液氨泄露事故的发生，保护了人民生命财产的安全。

3、本发明实现了液氨高低位的自动检测和控制，对未来实现冷库的全智能控制打下了基础同时超声波液位计的应用，不需要接触液氨和油，保证检测的数据准确可靠，本发明非常实用和人性化，已经在现有的冷库广泛应用，并产生了巨大的经济效益和社会效益，目前安装了本发明的冷库未发生一起漏氨事故，收到广大用户的好评。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明PLC控制系统图。

图中：1-氨气液分离器；2-丝网除沫器；3-进气管；4-出气管；5-液氨出管；6-油出管；7-液位计；8-支腿；9-油；10-液氨。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种冷库液氨高低位检测和控制系统，包括氨气液分离器1、丝网除沫器2、液位计9，所述氨气液分离器1为金属板制成椭圆形壳体，其一侧上部设置进气管3，中部设置出气管4，下部设置液氨出管5，底部中央设置油出管6，所述油出管6一侧固装液位计7，所述氨气液分离器1底部外圆均布支腿8，其内部在进气管3和出气管4之间设置丝网除沫器2。所述丝网除沫器2为金属丝编织成的金属网，成圆锥形固装在氨气液分离器1内。所述液位计7为超声波液位计是由微处理器控制的数字物位仪表。在测量中脉冲超声波由传感器发出，声波经物体表面反射后被同一传感器接收，转换成电信号。并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测物体的距离。无机械可动部分，可靠性高，安装简单、方便，属于非接触测量，且不受液体的粘度、密度影响精度比较低。所述液位计7为雷达液位计采用发射—反射—接收的工作模式。雷达液位计的天线发射出电磁波，这些波经被测对象表面反射后，再被天线接收，电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比，关系式如下：D＝CT/2(D：雷达液位计到液面的距离C：光速T：电磁波运行时间)雷达液位计记录脉冲波经历的时间，而电磁波的传输速度为常数，则可算出液面到雷达天线的距离，从而知道液面的液位。不需要传输媒介，不受大气、蒸气、槽内挥发雾影响的特点，能用于挥发介质的液位测量。采用非接触式测量，不受槽内液体的密度、浓度等物理特性的影响。所述液位计7为磁性浮子液位计，根据浮力原理和磁性耦合作用研制而成。当被测容器中的液位升降时，液位计本体管中的磁性浮子也随之升降，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到磁翻柱指示器，驱动红、白翻柱翻转，当液位上升时翻柱由白色转变为红色，当液位下降时翻柱由红色转变为白色，指示器的红白交界处为容器内部液位的实际高度，从而实现液位清晰的指示。磁性浮子液位计可以做到高密封，防泄漏和适用于高温、高压、耐腐蚀的场合。对高温、高压、有毒、有害、强腐蚀介质更显其优越性。所述液位计7为磁致伸缩液位计，探棒上端电子部件产生低压电流脉冲，开始计时，产生磁场沿磁致伸缩线向下传播，浮子随着液位变化沿测量竿上下移动，浮子内有磁铁，也产生磁场，两个磁场相遇，磁致伸缩线扭曲形成扭应力波脉冲，脉冲速度已知，计算脉冲传播时间即对应液位精确变化。所述液位计7为伺服式液位计，主要应用在高精度测量中。所述氨气液分离器1内部盛有液氨(10)，所述液氨10的液面高度不高于出气管4)的下管壁，不低于液氨出管5的上管壁。

如图2所示，一种冷库液氨高低位检测和控制方法：设定标准液氨高位值为出气管4下管壁向下10mm，标准液氨低位值为液氨出管5的上管壁向上10mm处，液位计7测量液氨高度值，并远程传输到PLC控制系统，当实际测量液氨位达到上限标准设定液氨高度值时，PLC控制继电器断开，关闭电源，压缩电机停止加载，同时报警灯开，进行报警；当实际测量液氨位达到下限标准设定液氨高度值时，PLC控制继电器断开，关闭电源，压缩电机停止加载，同时报警灯开，进行报警；当实际测量液氨位达在上限标准设定液氨高度值和下限标准设定液氨高度值之间时，PLC控制继电器闭合，接通电源，压缩电机加载，继续开机。所述压缩电机为带动压缩缸工作的主电机，所述压缩缸只能压缩气体，当压缩缸内进入液氨，关闭电源，压缩机停止加载，冷却水需继续运行10-20分钟。

使用时，将液位计开关打开，液位计测量分离器内液氨页面的高度，并将信号送给PLC控制器，PLC控制器将实时测量的高度与标准设定液氨高度值比较，在设定范围内，则控制继电器给压缩电机通电，压缩电机开始工作；当实际测量液氨位达到上限标准设定液氨高度值时，PLC控制继电器断开，关闭电源，压缩电机停止加载，同时报警灯开，进行报警；当实际测量液氨位达到下限标准设定液氨高度值时，PLC控制继电器断开，关闭电源，压缩电机停止加载，同时报警灯开，进行报警，本发明非常实用和人性化，已经在现有的冷库广泛应用，并产生了巨大的经济效益和社会效益，得到当地政府的重视和手动广大用户的好评。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种冷库液氨高低位检测和控制系统，其特征在于：包括氨气液分离器(1)、丝网除沫器(2)、液位计(9)，所述氨气液分离器(1)为金属板制成椭圆形壳体，其一侧上部设置进气管(3)，中部设置出气管(4)，下部设置液氨出管(5)，底部中央设置油出管(6)，所述油出管(6)一侧固装液位计(7)，所述氨气液分离器(1)底部外圆均布支腿(8)，其内部在进气管(3)和出气管(4)之间设置丝网除沫器(2)。

2.如权利要求1一种冷库液氨高低位检测和控制系统，其特征在于：所述丝网除沫器(2)为金属丝编织成的金属网，成圆锥形固装在氨气液分离器(1)内。

3.如权利要求1所述的一种冷库液氨高低位检测和控制系统，其特征在于：所述液位计(7)为超声波液位计。

4.如权利要求1所述的一种冷库液氨高低位检测和控制系统，其特征在于：所述液位计(7)为雷达液位计。

5.如权利要求1所述的一种冷库液氨高低位检测和控制系统，其特征在于：所述液位计(7)为磁性浮子液位计。

6.如权利要求1所述的一种冷库液氨高低位检测和控制系统，其特征在于：所述液位计(7)为磁致伸缩液位计。

7.如权利要求1所述的一种冷库液氨高低位检测和控制系统，其特征在于：所述液位计(7)为伺服式液位计。

8.如权利要求1所述的一种冷库液氨高低位检测和控制系统，其特征在于：所述氨气液分离器(1)内部盛有液氨(10)，所述液氨(10)的液面高度不高于出气管(4)的下管壁，不低于液氨出管(5)的上管壁。

9.一种冷库液氨高低位检测和控制方法，其特征在于：设定标准液氨高位值为出气管(4)下管壁向下10mm，标准液氨低位值为液氨出管(5)的上管壁向上10mm处，液位计(7)测量液氨高度值，并远程传输到PLC控制系统，当实际测量液氨位达到上限标准设定液氨高度值时，PLC控制继电器断开，关闭电源，压缩电机停止加载，同时报警灯开，进行报警；当实际测量液氨位达到下限标准设定液氨高度值时，PLC控制继电器断开，关闭电源，压缩电机停止加载，同时报警灯开，进行报警；当实际测量液氨位达在上限标准设定液氨高度值和下限标准设定液氨高度值之间时，PLC控制继电器闭合，接通电源，压缩电机加载，继续开机。

10.如权利要求9所述的一种冷库液氨高低位检测和控制方法，其特征在于：所述压缩电机为带动压缩缸工作的主电机，所述压缩缸只能压缩气体，当压缩缸内进入液氨，关闭电源，压缩机停止加载，冷却水需继续运行10-20分钟。

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