CN213276356U - 一种用于钛白粉闪蒸干燥的控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于钛白粉闪蒸干燥的控制装置，由控制系统组成，所述控制系统包括电源单元、信号输入单元、控制单元、信号输出单元、上位机；所述信号输入单元通过总线与控制单元连接，所述控制单元通过总线与信号输出单元连接，所述上位机通过通信协议与控制单元进行通讯，下行向控制单元发送控制指令，上行接受控制单元发送的设备状态参数和控制信息。相对于目前钛白粉干燥生产线的控制装置，该实用新型所涉及的控制系统专业性更强、可靠性更高、适用性更广；采用的人机界面整合燃气压缩机、OP16燃气轮机及闪蒸设备于一体，方便操作，提高生产效率和能源综合利用效率。

Description

一种用于钛白粉闪蒸干燥的控制装置

技术领域

本实用新型涉及钛白粉加工生产技术领域，特别涉及钛白粉闪蒸干燥的生产领域。

背景技术

作为驱动发电机负载的燃气轮机，又采用单轴、单级离心压缩机、单级向心透平的燃气轮机，OP16系列燃气轮机发电机组具有结构简单、坚固耐用、热端无轴承、综合热效率高等特点。

钛白粉闪蒸干燥生产，是利用热空气，以切线方式进入干燥器底部，在搅拌器带动下形成强有力的旋转风场。钛白粉湿料由料仓下放到皮带机上，再由螺旋加料器送入干燥器内，受搅拌器的作用，钛白粉湿料分散、粉碎，与热空气充分接触、受热、干燥。在引风机的作用下，将干燥好的钛白粉带到闪蒸袋进行收尘处理。

面临钛白粉闪蒸干燥生产，各家生产线不尽相同。而如何将OP16燃气轮机发电机组作为工艺设备与闪蒸干燥生产结合到一起，据公开技术文献、专利文献，均不曾提及，而国内关于燃气轮机的应用局限在发电、热电联产或冷热电联产。另外，将OP16燃气轮机发电机组加入到钛白粉闪蒸干燥生产中，会使得各个装置或设备控制不协调，集控性不强。在试机联调过程中，基本采用手动操作的方式，以至于试机效率、试机结果都存在明显的不足。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种用于钛白粉闪蒸干燥的控制装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于钛白粉闪蒸干燥的控制装置，由控制系统组成，所述控制系统包括电源单元、信号输入单元、控制单元、信号输出单元、上位机；所述信号输入单元通过总线与控制单元连接，所述控制单元通过总线与信号输出单元连接，所述上位机通过通信协议与控制单元进行通讯，下行向控制单元发送控制指令，上行接受控制单元发送的设备状态参数和控制信息。

进一步地，所述信号输入单元用于采集OP16燃气轮机发电机组、燃气压缩机、前置模块、烟气阀组、闪蒸干燥机、料仓、闪蒸袋、开闭所的信号。

进一步地，所述控制单元包含CPU模块、数字信号输入输出模块、模拟信号输入输出模块、高速计数模块；所述CPU模块用于接收经过信号输入单元处理的信号和上位机指令信号。

进一步地，所述控制单元具有工艺系统参数获取及处理功能、控制系统参数获取及处理功能、控制指令获取功能、功能选择功能、输出处理功能。

进一步地，所述信号输出单元用于接收控制单元输出的控制信号，将控制信号输出到响应被控设备。

进一步地，所述电源单元实现信号输入单元、控制单元、信号输出单元和上位机的供电。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

所述用于钛白粉闪蒸干燥的控制装置采用模块化技术进行测量和控制，提高控制装置中控制系统的通用性和灵活性。针对不同生产线对控制功能的需求，均可以在本实用新型的控制系统中解决。相对于目前钛白粉干燥生产线的控制装置，该实用新型所涉及的控制系统专业性更强、可靠性更高、适用性更广。

所述用于钛白粉闪蒸干燥的控制装置采用一体化工艺控制包，提高控制精度；可以完整的接受生产线各类设备或装置的信号输入，从而消除了信号转换误差，提高了控制效果。

所述用于钛白粉闪蒸干燥的控制装置采用人机界面整合燃气压缩机、OP16燃气轮机及闪蒸设备于一体，方便操作，提高生产效率和能源综合利用效率。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型控制方法流程图；

图3为钛白粉闪蒸干燥工艺流程图；

图中：1、控制系统；2、电源单元；3、信号输入单元；4、控制单元；5、信号输出单元；6、上位机；7、燃气压缩机；8、前置模块；9、OP16燃气轮机；10、烟气阀组；11、料仓；12、闪蒸干燥机；13、闪蒸袋；101、工艺系统参数获取及处理功能；102、控制系统参数获取及处理功能；103、控制指令获取功能；104、功能选择功能；105、输出处理功能。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的实施方式。

如图1所示，一种用于钛白粉闪蒸干燥的控制装置，由控制系统1组成，所述控制系统1包括电源单元2、信号输入单元3、控制单元4、信号输出单元5、上位机6；所述信号输入单元3通过总线与控制单元4连接，所述控制单元4通过总线与信号输出单元5连接，所述上位机6通过通信协议与控制单元4进行通讯，下行向控制单元4发送控制指令，上行接受控制单元4发送的设备状态参数和控制信息。

进一步地，所述信号输入单元3用于采集OP16燃气轮机9发电机组、燃气压缩机7、前置模块8、烟气阀组10、闪蒸干燥机12、料仓11、闪蒸袋13、开闭所的信号。

所述信号输入单元3来自现场测量仪表的信号，先接到安全栅、转换器的信号输入端，经隔离器、安全栅、转换器内部信号处理，由其信号输出端送入控制单元4数字信号输入模块、模拟信号输入模块。这样，信号输入单元3就将OP16燃气轮机发电机组9、燃气压缩机7、烟气阀组10、闪蒸干燥机12、料仓11、闪蒸袋13及开闭所信号传送到控制单元4。

进一步地，所述控制单元4包含CPU模块、数字信号输入输出模块、模拟信号输入输出模块、高速计数模块；所述CPU模块综合接收到的经过信号输入单元处理的各类信号和上位机指令信号，经过逻辑运算及逻辑判断，产生控制信号；CPU模块运算产生的控制信号输出到信号输出单元5实施控制。

进一步地，所述控制单元4具有工艺系统参数获取及处理功能101、控制系统参数获取及处理功能102、控制指令获取功能103、功能选择功能104、输出处理功能105。

进一步地，所述信号输出单元5用于接收控制单元4输出的控制信号，将控制信号输出到响应被控设备。

所述的响应被控设备包括燃气压缩机7、前置模块8、OP16燃气轮机发电机组9、烟气阀组10、料仓11、闪蒸干燥机12、闪蒸袋13。

所述信号输出单元5采用中间继电器、安全继电器、安全栅，将控制单元4的控制指令，传送给OP16燃气轮机发电机组9、燃气压缩机7、前置模块8、烟气阀组10、闪蒸干燥机12、料仓11、闪蒸袋13及开闭所信号进行控制。

进一步地，所述电源单元2实现信号输入单元3、控制单元4、信号输出单元5和上位机6的供电。所述控制系统1电源输入为230VAC。电源单元2由成品电源模块实现，优选地，选用的是菲尼克斯QUINT PS/1AC/24VDC/40，这种电源模块可靠性高，输入电压范围宽，具备持久提供额定电流1.5倍的电流，并具有选择性熔断技术，可有效保护负载设备。

本实用新型的控制装置可以应用于一条以上的钛白粉闪蒸干燥生产线，如图2、3所示，其中图3表示两条钛白粉闪蒸干燥生产线。

下面结合图2、图3说明本实用新型控制系统的控制方法：

工艺系统参数获取及处理功能101是将信号输入单元3采集到的工艺过程参数，进行工程值转换；

控制系统参数获取及处理功能102是将来自工艺系统参数获取及处理功能101的参数进行数值处理；

控制指令获取功能103对接收到的上位机6指令进行分析；这些指令包括控制方式指令、OP16燃气轮机发电站机组远程控制指令、燃气压缩机远程控制指令、压气阀组控制指令、料仓控制指令、闪蒸干燥机控制指令及闪蒸袋控制指令。

功能选择功能104是根据控制指令获取功能103的控制方式指令判断控制方式，并进入具体的功能控制当中；这些功能有设备启停控制、初负荷并网、烟气阀组控制、闪蒸干燥机炉膛温度控制、原料传送控制、原料干燥控制、干料出袋控制七个部分。

设备启停控制：开机步骤，首先确认烟气阀组10的旁路阀开度在70％至100％位置，再启动燃气压缩机7，当前置模块8进口压力达到允许值时，启动OP16燃气轮机9。OP16燃气轮机9按照内部控制程序到达空载怠速状态后，即完成OP16燃气轮机9开机运行。

停机步骤，当料仓11已无料，并且闪蒸干燥机12出口温度持续升高至200℃，即可以中止设备运行。先将OP16燃气轮机9负载直接减至100kW，运行2-3分钟，停机离网直至冷却完成；在OP16燃气轮机9停机1分钟后停止燃气压缩机7的运行。

初负荷并网，在OP16燃气轮机9启动后，即可向开闭所申请初负荷并网。OP16燃气轮机9到达空载怠速状态，并收到开闭所准许并网信号后，在上位机6上点住并网按钮，使OP16燃气轮机9以100kW的初负荷并网。

烟气阀组控制，这个阀组由三个阀门组成，分别是旁路阀、1号进气阀和2号进气阀。设备开机前，旁路阀开度为70％至100％，1号进气阀和2号进气阀开度为0％，即全关。设备运行时，确保三个阀门的总开度不低于90％。设备停机后，三个阀门开度恢复到开机前状态。

闪蒸干燥机炉膛温度控制，该温度受OP16燃气轮机9排烟温度影响，二者温差在80℃至120℃之间。初始时，若单条生产线生产，即将该生产线进气阀开度调到30％至70％，若两条生产线同时生产，即将各自的进气阀门开度调到20％-60％，同时将旁路阀开度调整到30％或全关。控制炉膛温度在250℃至350℃之间，当炉膛温度超过250℃时，准许投料进行干燥生产；炉膛温度处于下降或上升趋势时，自动增加或减少OP16燃气轮机9发电有功功率，从而使OP16燃气轮机9排烟温度升高或降低，保持炉膛温度稳定在指定温度范围内。

原料传送控制，当闪蒸干燥机12炉膛温度已超过250℃，开启料仓传送皮带，将钛白粉湿料传送到螺旋加料机上，由加料机连同闪蒸助剂一同送入闪蒸干燥机12内。

原料干燥控制，在已开始的闪蒸干燥生产中，闪蒸干燥机出口温度持续升高，一是强制搅拌机旋转搅拌，二是稳定原料传送皮带的运转速度，三是调节引风机频率保持干燥机内物料流动速度。

干料出袋控制，强制振动电机运行，使干料跳开布袋，流向袋底。

输出处理功能105通过信号输出单元5将控制单元4的控制信号传输给响应的被控设备。

本实用新型所述控制系统1是控制燃气轮机在闪蒸干燥钛白粉中的应用。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于钛白粉闪蒸干燥的控制装置，其特征在于：由控制系统(1)组成，所述控制系统(1)包括电源单元(2)、信号输入单元(3)、控制单元(4)、信号输出单元(5)、上位机(6)；所述信号输入单元(3)通过总线与控制单元(4)连接，所述控制单元(4)通过总线与信号输出单元(5)连接，所述上位机(6)通过通信协议与控制单元(4)进行通讯，下行向控制单元(4)发送控制指令，上行接受控制单元(4)发送的设备状态参数和控制信息。

2.根据权利要求1所述一种用于钛白粉闪蒸干燥的控制装置，其特征在于：所述信号输入单元(3)用于采集OP16燃气轮机(9)发电机组、燃气压缩机(7)、前置模块(8)、烟气阀组(10)、闪蒸干燥机(12)、料仓(11)、闪蒸袋(13)、开闭所的信号。

3.根据权利要求1所述的一种用于钛白粉闪蒸干燥的控制装置，其特征在于：所述控制单元(4)包含CPU模块、数字信号输入输出模块、模拟信号输入输出模块、高速计数模块；所述CPU模块用于接收经过信号输入单元(3)处理的信号和上位机(6)指令信号。

4.根据权利要求3所述的一种用于钛白粉闪蒸干燥的控制装置，其特征在于：所述控制单元(4)具有工艺系统参数获取及处理功能(101)、控制系统参数获取及处理功能(102)、控制指令获取功能(103)、功能选择功能(104)、输出处理功能(105)。

5.根据权利要求1所述的一种用于钛白粉闪蒸干燥的控制装置，其特征在于：所述信号输出单元(5)用于接收控制单元(4)输出的控制信号，将控制信号输出到响应被控设备。

6.根据权利要求1所述的一种用于钛白粉闪蒸干燥的控制装置，其特征在于：所述电源单元(2)实现信号输入单元(3)、控制单元(4)、信号输出单元(5)和上位机(6)的供电。

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