CN206847463U - 一种储热罐控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种储热罐控制系统，属于储热设备控制技术领域，为解决现有储热装置运行时自动化程度低、劳动强度大等问题而设计。本实用新型储热罐控制系统，包括控制器以及均与控制器连接的监测系统和执行系统；监测系统用于监测储热罐内的温度、压力、液位、氧气浓度和储热罐的蓄热流体流速；控制器用于判断监测系统的监测结果是否处于预设值，并在监测结果超出预设值时控制执行系统工作以将超出预设值的参数调整至预设值。本实用新型中，可以对储热罐的温度、压力、液位、氧气浓度、蓄热流体流速实现全程自动化控制，劳动强度小、控制精度高、安全性好。

Description

一种储热罐控制系统

技术领域

本实用新型涉及储热设备控制技术领域，尤其涉及一种储热罐控制系统。

背景技术

储热罐是储热领域中的重要设备，储热罐内的压力、温度等因素对储热罐的工作有较大影响。尤其是，储热罐通常以熔盐为蓄热流体的熔盐炉，熔盐炉的结构比较复杂，工作温度高；而且热媒体熔盐是一种活跃的化学品，在不同的温度下有不同的形态，低温下凝固，高温下不稳定，高温熔盐遇氧会发生化学反应，控制不好会发生爆燃、爆炸等严重事故。

而目前，储热罐的控制是通过人工不断监测温度、压力等各种参数，自动化程度低、劳动强度大、可靠性低、安全性低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种自动化程度高、劳动强度小的储热罐控制系统。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种储热罐控制系统，包括控制器、与所述控制器连接的监测系统和与所述控制器连接的执行系统；所述监测系统用于监测储热罐内的温度、压力、液位、氧气浓度和蓄热流体流速中的至少一个参数；

当所述监测系统用于监测温度时，所述执行系统包括电加热器,所述控制器用于在储热罐内温度低于预设值时控制电加热器加热；

当所述监测系统用于监测压力时，所述执行系统包括充气装置和抽气装置，所述控制器用于通过控制所述充气装置和所述抽气装置的启闭来使得所述储热罐内的压力处于预设值；

当所述监测系统用于监测液位时，所述执行系统包括蓄热流体补入装置和蓄热流体排出装置，所述控制器用于通过控制所述蓄热流体补入装置和所述蓄热流体排出装置的启闭来使得所述储热罐内的液位处于预设值；

当所述监测系统用于监测氧气浓度时，所述执行系统包括冷却装置和换气装置中的至少一个，所述换气装置用于在所述控制器的控制下以氮气或惰性气体置换所述储热罐中的氧气；

当所述监测系统用于监测蓄热流体流速时，所述执行系统包括蓄热流体输送泵，所述控制器用于通过控制所述蓄热流体输送泵的转速以使得蓄热流体的流速处于预设值。

进一步地，当所述执行系统包括充气装置和抽气装置时，所述充气装置包括设置于所述储热罐上的充气口和设置于所述充气口上的充气阀；所述抽气装置包括设置于储热罐上的抽气口、设置于所述抽气口上的抽气阀以及与所述抽气口连通的抽气泵。

进一步地，当所述执行系统包括蓄热流体补入装置和蓄热流体排出装置时，所述蓄热流体补入装置包括设置于储热罐上的蓄热流体入口、设置于所述蓄热流体入口上的蓄热流体入口控制阀以及与所述蓄热流体入口连通的蓄热流体输送泵，所述蓄热流体排出装置包括设置于储热罐上的蓄热流体出口、设置于所述蓄热流体出口处的蓄热流体出口控制阀以及与所述蓄热流体出口连通的蓄热流体输送泵。

进一步地，所述执行系统还包括报警装置，所述报警装置用于在所述监测系统的监测结果超出预设值时进行报警。

进一步地，当所述执行系统包括所述报警装置时，所述报警装置包括报警灯和语音报警装器中的至少一个。

进一步地，所述监测系统包括温度传感器、压力传感器、液位传感器时、氧气浓度传感器时和流速传感器中的至少一个。

进一步地，当所述监测系统包括流速传感器时，所述流速传感器设置于蓄热流体输送泵中。

进一步地，所述储热罐控制系统还包括与所述控制器连接的显示器，所述显示器用于显示所述监测系统的监测结果和所述执行系统的工作参数。

进一步地，所述控制器为可编程逻辑控制器。

进一步地，所述储热罐控制系统还包括与所述控制器连接的输入装置，所述输入装置用于向所述控制器输入用户的指令，所述指令包括储热罐内的预设温度、预设压力、预设液位、预设氧气浓度和预设蓄热流体流速中的至少一个。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供的储热罐控制系统，可以对储热罐的温度、压力、液位、氧气浓度、蓄热流体流速实现全程自动化控制，劳动强度小、控制精度高、安全性好。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例一提供的储热罐控制系统的结构示意图之一；

图2是本实用新型优选实施例一提供的储热罐控制系统的结构示意图之二。

图中：

1、储热罐；2、控制器；3、温度传感器；4、压力传感器；5、液位传感器；6、氧气浓度传感器；7、流速传感器；8、电加热器；13、保护气体源；91、充气口；92、充气阀；101、抽气口；102、抽气阀；103、抽气泵；111、蓄热流体入口；112、蓄热流体入口控制阀；113、蓄热流体输送泵；121、蓄热流体出口；122、蓄热流体出口控制阀；123、蓄热流体输送泵。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

优选实施例一：

本优选实施例提供了一种储热罐控制系统，包括控制器2、与控制器2连接的监测系统和与控制器2连接的执行系统；监测系统用于监测储热罐1内的温度、压力、液位、氧气浓度和储热罐1的蓄热流体流速这几个参数。

控制器2用于判断监测系统的监测结果是否处于预设值(预设值可以是由一系列连续的数值组成的范围也可以仅为一具体的数值)，并在监测结果超出预设值时控制执行系统工作以将超出预设值的参数调整至预设值。本文中，如果预设值是由一系列连续的数值组成的范围，低于预设值是指低于该范围的最小值，高于预设值是指高于该范围的最大值。

其中，具体地，监测系统包括温度传感器3、压力传感器4、液位传感器5、氧气浓度传感器6和流速传感器7；温度传感器3用于监测储热罐1内的温度，压力传感器4用于监测储热罐1内的压力，液位传感器5用于监测储热罐1内的液位，氧气浓度传感器6用于监测储热罐1内的氧气浓度，流速传感器7用于监测蓄热流体的流速。温度传感器3、压力传感器4、液位传感器5、氧气浓度传感器6均优选为设置于储热罐1的内部；流速传感器7设置于蓄热流体输送泵113和/或蓄热流体输送泵123中。

具体地，执行系统包括电加热器8,控制器2用于在储热罐1内温度低于预设值时控制电加热器8加热。例如，在储热罐1内温度低于预设值时，控制器2控制电加热器8加热，在储热罐1内温度达到预设值时，控制器2控制电加热器8停止加热。

执行系统还包括充气装置和抽气装置，控制器2用于通过控制充气装置和抽气装置的启闭来使得储热罐1内的压力处于预设值；例如，在储热罐1内压力大于预设值时，控制器2开启抽气装置进行抽气直至储热罐1内压力达到预设值，控制器2关闭抽气装置，在储热罐1内压力小于预设值时，控制器2开启充气装置向储热罐1内充入气体直至储热罐1内压力达到预设值，控制器关闭充气装置。由于储热罐多以熔盐为蓄热流体，因此，充气装置充入的优选为氮气或惰性气体等保护气体。

执行系统还包括蓄热流体补入装置和蓄热流体排出装置，控制器2用于通过控制蓄热流体补入装置和蓄热流体排出装置的启闭来使得储热罐1内的液位处于预设值；例如，在储热罐1内液位低于预设值时，控制器2控制蓄热流体排出装置停止工作，在储热罐1内液位达到预设值时，控制器2重新启动蓄热流体排出装置；在储热罐1内液位高于预设值时，控制器2控制蓄热流体补入装置停止工作，在储热罐1内液位达到预设值时，控制器2重新启动蓄热流体补入装置。

熔盐的可控温差大，成本低，是很好的蓄热材料，但是当以熔盐作为蓄热流体时，需要使得储热罐1内为无氧或低氧状态，氧气浓度高于一定值时会和高温熔盐发生反应，造成爆燃、爆炸等严重事故。因而，本实施例中，将氧气浓度作为储热罐控制系统的控制参考条件之一，根据实际工况设定氧气浓度约束上限。且执行系统包括冷却装置和换气装置中的至少一个。

冷却装置用于在储热罐1内氧气浓度高于预设值时对储热罐1进行冷却，以尽量避免氧气和高温熔盐发生反应，冷却装置可以包括设置于储热罐1内部、外部和/或储热罐1的壳体的夹层中的冷却管路，冷却管路与冷却介质源连通，在储热罐1内氧气浓度高于预设值时，控制器2能够打开冷却介质源与冷却管路之间的控制阀，使得冷却介质进入冷却管路，在氧气浓度达到预设值时，控制器2关闭冷却介质源与冷却管路之间的控制阀。换气装置用于在控制器2的控制下以氮气或稀有气体等保护气体置换储热罐1中的氧气，以降低储热罐1内的氧气浓度，在氧气浓度达到预设值时，控制器2控制停止换气；本实施例中，换气装置与上述充气装置和抽气装置为同一结构，换气时，保护气体通过充气装置进入储热罐1，储热罐1内的气体通过抽气装置排出储热罐1。本实施例执行系统包括冷却装置和换气装置中的至少一个，可以在氧气浓度过高时自动采取保护措施，保证储热罐1在安全可靠环境下正常运行，保证了设备财产人身安全。

执行系统还包括蓄热流体输送泵，控制器2用于通过控制蓄热流体输送泵的转速以使得蓄热流体的流速处于预设值。

在上述结构的基础上，执行系统还包括报警装置，报警装置用于在监测系统的监测结果超出预设值时进行报警。尤其是设置在储热罐1内的氧气浓度高于预设值时进行报警的报警装置，以提醒工作人员进行检修。报警装置包括报警灯和语音报警装器中的至少一个。

本实施例中，作为更具体的实施方式，充气装置包括设置于储热罐1上的充气口91和设置于充气口91上的充气阀92，由于通常与充气口91连通的保护气体源13为有压流体源，因而通常不需要设置充气泵，即可实现充气，但是也可以根据具体需要，设置与充气口91连通的充气泵；抽气装置包括设置于储热罐1上的抽气口101、设置于抽气口101上的抽气阀102以及与抽气口101连通的抽气泵103。

本实施例中，作为更具体的实施方式，蓄热流体补入装置包括设置于储热罐1上的蓄热流体入口111、设置于蓄热流体入口111上的蓄热流体入口控制阀112以及与蓄热流体入口连通的蓄热流体输送泵113，蓄热流体排出装置包括设置于储热罐1上的蓄热流体出口121、设置于蓄热流体出口121处的蓄热流体出口控制阀122以及与蓄热流体出口121连通的蓄热流体输送泵123。

本申请中的各个阀，均由选为电磁阀。本实施例中，控制器2优选但不局限为可编程逻辑控制器。本实施例中，作为优选方案，储热罐控制系统还包括与控制器2连接的显示器，显示器用于显示监测系统的监测结果和执行系统的工作参数。储热罐控制系统还包括与控制器2连接的输入装置，输入装置用于向控制器2输入用户的指令，指令包括储热罐1内的预设温度、预设压力、预设液位、预设氧气浓度和预设蓄热流体流速中的至少一个。

本实施例提供的储热罐控制系统，可以对储热罐1的温度、压力、液位、氧气浓度、蓄热流体流速实现全程自动化控制，劳动强度小、控制精度高、安全性好。

另外，需要说明地是，本实施例并不局限于上述情况，例如，监测系统可以仅监测储热罐1内的温度、压力、液位、氧气浓度和蓄热流体流速中的部分参数。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种储热罐控制系统，其特征在于，包括控制器、与所述控制器连接的监测系统和与所述控制器连接的执行系统；所述监测系统用于监测储热罐内的温度、压力、液位、氧气浓度和蓄热流体流速中的至少一个参数；

当所述监测系统用于监测温度时，所述执行系统包括电加热器,所述控制器用于在储热罐内温度低于预设值时控制电加热器加热；

当所述监测系统用于监测压力时，所述执行系统包括充气装置和抽气装置，所述控制器用于通过控制所述充气装置和所述抽气装置的启闭来使得所述储热罐内的压力处于预设值；

当所述监测系统用于监测液位时，所述执行系统包括蓄热流体补入装置和蓄热流体排出装置，所述控制器用于通过控制所述蓄热流体补入装置和所述蓄热流体排出装置的启闭来使得所述储热罐内的液位处于预设值；

当所述监测系统用于监测氧气浓度时，所述执行系统包括冷却装置和换气装置中的至少一个，所述换气装置用于在所述控制器的控制下以氮气或惰性气体置换所述储热罐中的氧气；

当所述监测系统监测蓄热流体流速时，所述执行系统包括蓄热流体输送泵，所述控制器用于通过控制所述蓄热流体输送泵的转速以使得蓄热流体的流速处于预设值。

2.根据权利要求1所述的储热罐控制系统，其特征在于，当所述执行系统包括充气装置和抽气装置时，所述充气装置包括设置于所述储热罐上的充气口和设置于所述充气口上的充气阀；所述抽气装置包括设置于储热罐上的抽气口、设置于所述抽气口上的抽气阀以及与所述抽气口连通的抽气泵。

3.根据权利要求1所述的储热罐控制系统，其特征在于，当所述执行系统包括蓄热流体补入装置和蓄热流体排出装置时，所述蓄热流体补入装置包括设置于储热罐上的蓄热流体入口、设置于所述蓄热流体入口上的蓄热流体入口控制阀以及与所述蓄热流体入口连通的蓄热流体输送泵，所述蓄热流体排出装置包括设置于储热罐上的蓄热流体出口、设置于所述蓄热流体出口处的蓄热流体出口控制阀以及与所述蓄热流体出口连通的蓄热流体输送泵。

4.根据权利要求1所述的储热罐控制系统，其特征在于，所述执行系统还包括报警装置，所述报警装置用于在所述监测系统的监测结果超出预设值时进行报警。

5.根据权利要求4所述的储热罐控制系统，其特征在于，当所述执行系统包括所述报警装置时，所述报警装置包括报警灯和语音报警器中的至少一个。

6.根据权利要求1至5任一项所述的储热罐控制系统，其特征在于，所述监测系统包括温度传感器、压力传感器、液位传感器、氧气浓度传感器和流速传感器中的至少一个。

7.根据权利要求6所述的储热罐控制系统，其特征在于，当所述监测系统包括流速传感器时，所述流速传感器设置于蓄热流体输送泵中。

8.根据权利要求1至5任一项所述的储热罐控制系统，其特征在于，所述储热罐控制系统还包括与所述控制器连接的显示器，所述显示器用于显示所述监测系统的监测结果和所述执行系统的工作参数。

9.根据权利要求1至5任一项所述的储热罐控制系统，其特征在于，所述控制器为可编程逻辑控制器。

10.根据权利要求1至5任一项所述的储热罐控制系统，其特征在于，所述储热罐控制系统还包括与所述控制器连接的输入装置，所述输入装置用于向所述控制器输入用户的指令，所述指令包括储热罐内的预设温度、预设压力、预设液位、预设氧气浓度和预设蓄热流体流速中的至少一个。