CN114082282A - 一种饱和蒸汽干度在线调控系统 - Google Patents

一种饱和蒸汽干度在线调控系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种饱和蒸汽干度在线调控系统，包括：电加热装置、蒸汽干度检测仪和PLC控制器。在烘干机的蒸汽入口处设置蒸汽加热腔，所述蒸汽加热腔内设置有所述电加热装置，以对流经所述蒸汽加热腔内的蒸汽进行电加热。所述电加热装置与所述PLC控制器信号连接，所述PLC控制器与所述蒸汽干度检测仪信号连接。所述蒸汽干度检测仪用于检测烘干机的蒸汽入口处的蒸汽进行含水率检测。所述PLC控制器根据蒸汽含水率控制所述电加热装置对蒸汽进行加热，以在线调节蒸汽含水率，使所述蒸汽含水率处于设定范围内。本发明能提高烘干机的蒸汽含水率的稳定性，提高烟丝含水率控制的精确性。

Description

一种饱和蒸汽干度在线调控系统
技术领域
本发明涉及烟丝含水率调节技术领域，尤其涉及一种饱和蒸汽干度在线调控系统。
背景技术
烘丝机是卷烟厂制丝线上对产品质量影响最大的关键设备，烘丝机出口烟丝含水率又是检测烟丝合格率的重要指标，烘丝机烟丝出口含水率受蒸汽压力，温度以及蒸汽含水率影响非常大，尤其是烘丝机前端入口的HT蒸汽预加热，对蒸汽含水率要求非常苛刻，蒸汽含水率波动会直接造成烘丝机出口烟丝含水率的波动，我保证产品质量，需要非常稳定的蒸汽品质。虽然蒸汽锅炉出口蒸汽的压力、温度和含水率可以得到保证，但是到达烘丝机蒸汽经过很长的蒸汽管路到达烘丝机，管路中又有很多支路用汽设备，管路环境变化或者支路用汽量发生波动，都会影响到达烘丝机的蒸汽品质，为保证烘丝机用汽品质，尤其是烘丝机预加热的HT设备用汽品质，如何对烘丝机前的管路中蒸汽进行含水率调控，使其对进入烘丝机的蒸汽含水率稳定在一个合格范围内，具有重要的研究意义。
发明内容
本发明提供一种饱和蒸汽干度在线调控系统，解决现有烘丝机入口蒸汽的含水率不稳定的问题，能提高烘干机的蒸汽含水率的稳定性，提高烟丝含水率控制的精确性。
为实现以下目的，本发明提供以下技术方案：
一种饱和蒸汽干度在线调控系统，包括：电加热装置、蒸汽干度检测仪和PLC控制器；
在烘干机的蒸汽入口处设置蒸汽加热腔，所述蒸汽加热腔内设置有所述电加热装置，以对流经所述蒸汽加热腔内的蒸汽进行电加热；
所述电加热装置与所述PLC控制器信号连接，所述PLC控制器与所述蒸汽干度检测仪信号连接；
所述蒸汽干度检测仪用于检测烘干机的蒸汽入口处的蒸汽进行含水率检测；
所述PLC控制器根据蒸汽含水率控制所述电加热装置对蒸汽进行加热，以在线调节蒸汽含水率，使所述蒸汽含水率处于设定范围内。
优选的，烘干机的蒸汽入口处设置多个所述蒸汽加热腔，每个所述蒸汽加热腔之间通过蒸汽导管串接连通，并形成上下堆叠结构，蒸汽从下部所述蒸汽加热腔流入，从顶部所述蒸汽加热腔流出。
优选的，每个所述蒸汽加热腔设置一组所述电加热装置，所述PLC控制器根据所述蒸汽含水率控制一个或多个所述蒸汽加热腔所对应的电加热装置进行电加热。
优选的，所述蒸汽加热腔的数量为3个，所述蒸汽加热腔采用直径为20cm，长度为50cm的压力容器结构。
优选的，所述蒸汽加热腔两端为法兰结构，所述蒸汽导管垂直设置在腔体一端，所述蒸汽导管设有连接法兰，相邻的所述蒸汽加热腔通过相应的所述连接法兰相连接；
所述电加热装置设置在所述蒸汽加热腔的端部法兰端上。
优选的，还包括：温度检测探头；
所述温度检测探头与所述PLC控制器信号连接，所述温度检测探头设置在所述蒸汽加热腔内，用于检测腔内的蒸汽温度；
所述PLC控制器根据预设温度控制所述蒸汽加热腔内的蒸汽温度达到预设值。
优选的，还包括：压力检测装置；
所述压力检测装置与所述PLC控制器信号连接，所述压力检测装置用于对所述蒸汽加热腔内的蒸汽压力进行检测；
所述PLC控制器在所述蒸汽压力大于第一设定阈值或小于第二设定阈值时上报压力异常报警。
优选的，还包括：触模屏和交换机；
所述触模屏通过所述交换机与所述PLC控制器信号连接，所述触模屏用于实时显示蒸汽含水率、蒸汽温度和蒸汽压力的监测数据，并提供人机交互界面。
优选的，还包括：报警装置；
所述报警装置与所述PLC控制器信号连接，所述PLC控制器在所述蒸汽温度、所述蒸汽压力或所述蒸汽含水率超出预设范围时控制所述报警装置进行报警。
优选的，所述PLC控制器在线调节蒸汽含水率，包括：
在所述蒸汽含水率大于且等于95％时，PLC控制器控制所述电加热装置处于待机状态；
在所述蒸汽含水率处于92％～95％时，PLC控制器至少控制一路所述电加热装置对蒸汽进行电加热；
在所述蒸汽含水率每降低3％时，PLC控制器增加控制一路所述电加热装置对蒸汽进行电加热；
在所述蒸汽含水率小于70％时，PLC控制器控制全部的所述电加热装置对蒸汽进行电加热，以使蒸汽含水率处于95％±2％。
本发明提供一种饱和蒸汽干度在线调控系统，在烘干机的蒸汽入口处设置蒸汽加热腔，所述蒸汽加热腔内设置有所述电加热装置，PLC控制器分别与蒸汽干度检测仪和电加热装置信号连接，并根据检测到的蒸汽含水率在线调节流经蒸汽加热腔内的蒸汽温度，进而调节蒸汽含水率。解决现有烘丝机入口蒸汽的含水率不稳定的问题，能提高烘干机的蒸汽含水率的稳定性，提高烟丝含水率控制的精确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明提供的一种饱和蒸汽干度在线调控系统示意图。
图2是本发明提供的蒸汽加热腔结构示意图。
图3是图2的右视图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
针对当前烘十机入口蒸汽的含水率不稳定的问题，易造成烟丝含水率控制不精准，本发明提供一种饱和蒸汽干度在线调控系统，在烘干机的蒸汽入口处设置蒸汽加热腔，所述蒸汽加热腔内设置有所述电加热装置，PLC控制器分别与蒸汽干度检测仪和电加热装置信号连接，并根据检测到的蒸汽含水率在线调节流经蒸汽加热腔内的蒸汽温度，进而调节蒸汽含水率。解决现有烘丝机入口蒸汽的含水率不稳定的问题，能提高烘干机的蒸汽含水率的稳定性，提高烟丝含水率控制的精确性。
如图1～3所示，一种饱和蒸汽干度在线调控系统，包括：电加热装置、蒸汽干度检测仪和PLC控制器。在烘干机的蒸汽入口处设置蒸汽加热腔1，所述蒸汽加热腔2内设置有所述电加热装置2，以对流经所述蒸汽加热腔内的蒸汽进行电加热。所述电加热装置与所述PLC控制器信号连接，所述PLC控制器与所述蒸汽干度检测仪信号连接。所述蒸汽干度检测仪用于检测烘干机的蒸汽入口处的蒸汽进行含水率检测。所述PLC控制器根据蒸汽含水率控制所述电加热装置对蒸汽进行加热，以在线调节蒸汽含水率，使所述蒸汽含水率处于设定范围内。
具体地，通过蒸汽干度检测仪对用汽端的蒸汽含水率(蒸汽干度)的在线检测，对应用汽设备对蒸汽含水率的要求，通过一套动态调控策略，控制蒸汽加热腔内的电加热装置，对不符合含水率要求的蒸汽进行在线二次电加热，加热功率大小通过动态调控策略控制。蒸汽干度在线检测仪安装在烘丝机蒸汽入口处，采集到的实时蒸汽干度信号通过MOBUS电缆传送到PLC控制柜通过PLC解析干度值，作为蒸汽干度在线干预系统的蒸汽干度依据。PLC控制器与电加热装置信号连接，动力电源通过空气开关连接单项固态继电器入口，单项固态继电器出口电缆穿过交流互感器后通过接线排、电缆连接电加热器装置的加热电极，PLC控制器与电加热装置的控制端相连接。PLC控制器根据检测到的蒸汽含水率控制蒸汽加热腔内的电加热装置，使蒸汽温度升高，以调节蒸汽内的含水率。该系统提高蒸汽含水率的稳定性，能提高烟丝含水率控制的精确性。
进一步，如图2和图3所示，烘干机的蒸汽入口处设置多个所述蒸汽加热腔，每个所述蒸汽加热腔之间通过蒸汽导管串接连通，并形成上下堆叠结构，蒸汽从下部所述蒸汽加热腔流入，从顶部所述蒸汽加热腔流出。
进一步，每个所述蒸汽加热腔设置一组所述电加热装置，所述PLC控制器根据所述蒸汽含水率控制一个或多个所述蒸汽加热腔所对应的电加热装置进行电加热。
进一步，所述蒸汽加热腔的数量为3个，所述蒸汽加热腔采用直径为20cm，长度为50cm的压力容器结构。
更进一步，所述蒸汽加热腔两端为法兰结构，所述蒸汽导管垂直设置在腔体一端，所述蒸汽导管设有连接法兰，相邻的所述蒸汽加热腔通过相应的所述连接法兰相连接。所述电加热装置设置在所述蒸汽加热腔的端部法兰端上。
在实际应用中，多个蒸汽加热腔体通过蒸汽导管联通，蒸汽从下部加热腔体流入，从上部流出，在不进行加热时，对蒸汽不会造成减压，电加热装置的加热电极分三组分别安装在每组压力容器法兰端盖上，每个电极单独控制，加热管采用红外电加热管，每根加热管1.5KW。每个加热腔体端头安装一套三管电加热管，三管单独控制。
该系统还包括：温度检测探头。所述温度检测探头与所述PLC控制器信号连接，所述温度检测探头设置在所述蒸汽加热腔内，用于检测腔内的蒸汽温度。所述PLC控制器根据预设温度控制所述蒸汽加热腔内的蒸汽温度达到预设值。
该系统还包括：压力检测装置。所述压力检测装置与所述PLC控制器信号连接，所述压力检测装置用于对所述蒸汽加热腔内的蒸汽压力进行检测。所述PLC控制器在所述蒸汽压力大于第一设定阈值或小于第二设定阈值时上报压力异常报警。
在实际应用中，压力检测装置可包括压力表和压力传感器，在最上一组蒸汽加热腔上可安装一台目视压力表和高温压力传感器。在加热装置下部腔体底部安装有疏水管和蒸汽疏水阀，在整个加热装置下部设计不锈钢接水盘，接水盘内安装漏水检测探头。在整套蒸汽加热腔底部设计不锈钢接水盘，积水盘出口连接到车间下水地漏，积水盘内安装积水探头，检测设备漏水每个加热腔体上安装一套温度检测探头，实时监测每个腔体的实时温度，在最上加热腔体上安装有目视压力表和压力探头，对腔体蒸汽压力实时监测。
该系统还包括：触模屏和交换机。所述触模屏通过所述交换机与所述PLC控制器信号连接，所述触模屏用于实时显示蒸汽含水率、蒸汽温度和蒸汽压力的监测数据，并提供人机交互界面。
在实际应用中，PLC控制器可设置在控制柜内，控制柜内包括动力电源及开关、24V控制电源模块、PLC的CPU模块、模拟量采集模块、数字量采集模块、数字量输出模块、工业以太网交换机、人机交互触摸屏、固态大电流继电器、交流互感器线圈、和接线排组成。
该系统还包括：报警装置。所述报警装置与所述PLC控制器信号连接，所述PLC控制器在所述蒸汽温度、所述蒸汽压力或所述蒸汽含水率超出预设范围时控制所述报警装置进行报警。
在实际应用中，报警装置可采用声光报警器，安装在控制柜外，为设备故障提供闪灯或闪灯加声音报警，引起操作人员或运维人员注意，对故障进行处理。该系统通过传感器探头的反馈设备远行状态，判断设备一般故障和紧急故障，一般故障系统自动切换加热单元或加热电极支路并在人家交互界面和电脑操作员界面推送报警信息，报警闪光提示，严重故障设备停机直到维修后并人工恢复。
所述PLC控制器在线调节蒸汽含水率，包括：
在所述蒸汽含水率大于且等于95％时，PLC控制器控制所述电加热装置处于待机状态。
在所述蒸汽含水率处于92％～95％时，PLC控制器至少控制一路所述电加热装置对蒸汽进行电加热。
在所述蒸汽含水率每降低3％时，PLC控制器增加控制一路所述电加热装置对蒸汽进行电加热。
在所述蒸汽含水率小于70％时，PLC控制器控制全部的所述电加热装置对蒸汽进行电加热，以使蒸汽含水率处于95％±2％。
在实际应用中，采用3个蒸汽加热腔对蒸汽进行加热，通过蒸汽干度检测仪检测饱和蒸汽含水率，即蒸汽干度，蒸汽干度大于等于95％，蒸汽合格，加热装置待机。蒸汽干度小于95％，启动电加热装置，蒸汽干度在92—95％之间，启动一路电加热支路，保证蒸汽干度大于定于95％±2％。蒸汽干度每小于等于3％，多启动一路电加热支路，保证蒸汽干度大于定于95％±2％。蒸汽干度小于等于70％，全部启动九路电加热支路，加热装置满载工作，保证蒸汽干度大于定于95％±2％。蒸汽干度大于70％，每增加3％减少1路加热支路数量，保证蒸汽干度大于定于95％±2％。蒸汽干度每大于95％，停止全部加热管支路，设备待机并实时监测用汽端蒸汽干度，随时启动调控加热。
可见，本发明提供一种饱和蒸汽干度在线调控系统，在烘干机的蒸汽入口处设置蒸汽加热腔，所述蒸汽加热腔内设置有所述电加热装置，PLC控制器分别与蒸汽干度检测仪和电加热装置信号连接，并根据检测到的蒸汽含水率在线调节流经蒸汽加热腔内的蒸汽温度，进而调节蒸汽含水率。解决现有烘丝机入口蒸汽的含水率不稳定的问题，能提高烘干机的蒸汽含水率的稳定性，提高烟丝含水率控制的精确性。
以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种饱和蒸汽干度在线调控系统，其特征在于，包括：电加热装置、蒸汽干度检测仪和PLC控制器；
在烘干机的蒸汽入口处设置蒸汽加热腔，所述蒸汽加热腔内设置有所述电加热装置，以对流经所述蒸汽加热腔内的蒸汽进行电加热；
所述电加热装置与所述PLC控制器信号连接，所述PLC控制器与所述蒸汽干度检测仪信号连接；
所述蒸汽干度检测仪用于检测烘干机的蒸汽入口处的蒸汽进行含水率检测；
所述PLC控制器根据蒸汽含水率控制所述电加热装置对蒸汽进行加热，以在线调节蒸汽含水率，使所述蒸汽含水率处于设定范围内。
2.根据权利要求1所述的饱和蒸汽干度在线调控系统，其特征在于，烘干机的蒸汽入口处设置多个所述蒸汽加热腔，每个所述蒸汽加热腔之间通过蒸汽导管串接连通，并形成上下堆叠结构，蒸汽从下部所述蒸汽加热腔流入，从顶部所述蒸汽加热腔流出。
3.根据权利要求2所述的饱和蒸汽干度在线调控系统，其特征在于，每个所述蒸汽加热腔设置一组所述电加热装置，所述PLC控制器根据所述蒸汽含水率控制一个或多个所述蒸汽加热腔所对应的电加热装置进行电加热。
4.根据权利要求3所述的饱和蒸汽干度在线调控系统，其特征在于，所述蒸汽加热腔的数量为3个，所述蒸汽加热腔采用直径为20cm，长度为50cm的压力容器结构。
5.根据权利要求4所述的饱和蒸汽干度在线调控系统，其特征在于，所述蒸汽加热腔两端为法兰结构，所述蒸汽导管垂直设置在腔体一端，所述蒸汽导管设有连接法兰，相邻的所述蒸汽加热腔通过相应的所述连接法兰相连接；
所述电加热装置设置在所述蒸汽加热腔的端部法兰端上。
6.根据权利要求1所述的饱和蒸汽干度在线调控系统，其特征在于，还包括：温度检测探头；
所述温度检测探头与所述PLC控制器信号连接，所述温度检测探头设置在所述蒸汽加热腔内，用于检测腔内的蒸汽温度；
所述PLC控制器根据预设温度控制所述蒸汽加热腔内的蒸汽温度达到预设值。
7.根据权利要求6所述的饱和蒸汽干度在线调控系统，其特征在于，还包括：压力检测装置；
所述压力检测装置与所述PLC控制器信号连接，所述压力检测装置用于对所述蒸汽加热腔内的蒸汽压力进行检测；
所述PLC控制器在所述蒸汽压力大于第一设定阈值或小于第二设定阈值时上报压力异常报警。
8.根据权利要求7所述的饱和蒸汽干度在线调控系统，其特征在于，还包括：触模屏和交换机；
所述触模屏通过所述交换机与所述PLC控制器信号连接，所述触模屏用于实时显示蒸汽含水率、蒸汽温度和蒸汽压力的监测数据，并提供人机交互界面。
9.根据权利要求8所述的饱和蒸汽干度在线调控系统，其特征在于，还包括：报警装置；
所述报警装置与所述PLC控制器信号连接，所述PLC控制器在所述蒸汽温度、所述蒸汽压力或所述蒸汽含水率超出预设范围时控制所述报警装置进行报警。
10.根据权利要求1至9任一项所述的饱和蒸汽干度在线调控系统，其特征在于，所述PLC控制器在线调节蒸汽含水率，包括：
在所述蒸汽含水率大于且等于95％时，PLC控制器控制所述电加热装置处于待机状态；
在所述蒸汽含水率处于92％～95％时，PLC控制器至少控制一路所述电加热装置对蒸汽进行电加热；
在所述蒸汽含水率每降低3％时，PLC控制器增加控制一路所述电加热装置对蒸汽进行电加热；
在所述蒸汽含水率小于70％时，PLC控制器控制全部的所述电加热装置对蒸汽进行电加热，以使蒸汽含水率处于95％±2％。
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