CN2226315Y

CN2226315Y - 交流变频式自动加药控制装置

Info

Publication number: CN2226315Y
Application number: CN94202285U
Authority: CN
Inventors: 承学东
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-01-29
Filing date: 1994-01-29
Publication date: 1996-05-01
Anticipated expiration: 2004-01-29

Abstract

本实用新型适用于火力发电、石油化工等部门锅炉给水及废水排放中的pH值调节工艺。包括检测器、调节器、执行部分，其特征在于所述的执行部分包括交流变频器，交流电机、加药泵及相应的操作盘。本实用新型提供了一种用交流变频器和交流电机构成的交流调速装置代替现有的直流调速装置，其结构简单、造价低，制造维护容易，工作性能可靠且节能效果显著的自动加药控制装置。

Description

交流变频式自动加药控制装置

本实用新型涉及一种可应用于电力、石油、化工、冶金、水净化、环保、科研等多领域的自动加药控制装置。特别是用于火力发电和石油化工等部门的大型锅炉给水、炉水处理工艺和工业废水排放中的PH调节工艺中的自动加药控制装置。

目前我国工业生产中，例如火电厂为防止高温高压下炉水蒸汽对大型锅炉本体、汽轮机、管道等金属设备的腐蚀，锅炉给水需加氨液，使水的PH值在8.5-9.2左右。这就需要加氨量控制在一定范围内。为了防止水中溶解的氧对锅炉等设备的腐蚀，给水中需加适量化学除氧剂(如联胺、二甲基酮肟等)。为了防止结垢，需直接往炉水中加适量的磷酸盐。另外，电力、电子、医药、饮食等工业所需纯水(除离子水)制备过程中采用的阴阳离子交换树脂床构成除盐系统的再生时产生的废液PH值不一定符合环保排放要求，需加适量的酸、碱中合来满足要求。以及其它工业生产中的类似情况，等等。

到目前为止一直采用图1所示的直流调速自动加药控制装置来实现自动加药控制任务。例如火电厂采用的为锅炉给水加氨的GAT-1型加氨自动调节装置和JY型智能加药装置。这类加药装置由检测器、调节器、直流调压器、电枢电源、励磁电源、直流电机、加药泵及相应操作盘组成。

直流调速自动加药控制装置工作过程如下：利用操作盘给装置的各部分送电后，直流电动机转动，带动加药泵加药，泵入药剂在管道中混合后在取样点由检测器测出浓度后输出一个与浓度成正比的电流信号至调节器，与调节器中的设定信号(与工艺要求浓度成正比的电信号)比较，得出偏差信号，调节器对偏差信号进行比例，积分运算调节(PH调节)，将结果送到电压调整器，改变其输出，改变电枢电源电压。由于励磁电源电压恒定，因而电机转速即泵的加药速度也随着电枢电压而改变，来实现自动控制加药的目的。

由于直流调速性能较好，所以一直使用到现在。但直流调速系统存在一些难以克服的缺点：(1)直流电机制造困难复杂，造价高，与相同功率的异步交流电机相比，其造价高约10倍左右。(2)直流电机电枢绕组中的电流在运转中必须换向，铜片和电刷都是易损件，铜片更换修复十分困难。(3)更换电刷时若安装不当(不在中性面上)或换向铜片与电刷因摩擦接触不良，铜片受化学腐蚀等都会产生火花，加速换向器损坏，使电机不能工作。(4)直流调速系统，其电机负载为恒转矩时，即使在低转速情况下，电枢电流也很大，约为交流电机的3-4倍，热量积累效果显著，电机升温，电枢绕组电阻值上升，形成恶性循环，直至烧坏电机。在用可控硅调整电枢电压的调速电路中，为抑制电源电压脉动太大，串接电抗器，当电抗器容量不足够大时，还可能烧毁电抗器。这些现象在电厂直流调速自动加氨系统中时有发生。(5)直流调速系统中，调速电路必须接一电抗器，直流电机换向不可避免地存在一定的接触电阻，加上直流电机工作电流比同功率的交流电机大几倍，这些部件上均有能量消耗，因而电机的效率低。

综上所述，直流调速自动加药控制装置存在着电机造价高，维护困难且量大，可靠性低，节能效果差等弊端。

本实用新型的目的是提供一种用交流变频和交流电机构成的交流调速系统代替现有的直流调速系统，其结构简单，造价低，制造维护容易，工作性能可靠且节能效果显著的自动加药控制装置。

本实用新型的目的是采用如下技术方案来实现的：

交流变频式自动加药控制装置，包括相互电连接的检测器，调节器和执行部分，检测器的检测信号输出送至调节器的信号输入端，其特征在于：所述的执行部分包括连接于调节器信号输出端的交流变频器，受交流变频器输出控制的交流电机和加药泵，以及相应的操作盘。

本实用新型的特征还在于在交流变频器(HFC-VWS)的继电器接口AL₀、AL₁上接有报警器。

本实用新型的特征还在于在检测器的信号输出端还连接有记录仪。

本实用新型具有如下优点：

1、结构简单，交流电机造价远低于同功率的直流电机，制造维护容易。

2、没有电枢绕组和换向等问题，不存在因此而引起的直流电机经常维护和打火花等一系列问题。而众所周知，交流电机是一种经久而用安全可靠的机器。

3、选进的交流变频器(带微电脑)与交流电机相配套，使交流调速系统的性能大为改善。

4、交流电机工作电流小(与同功率直流电机相比)，电路中没有换向器和电抗器等耗能部件，而且在低于额定转速下工作，工作电流进一步降低，无用能耗进一步下降。

下面以锅炉给水自动加氨为实施例结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1，直流调速自动加药控制装置结构示意图；

图2，交流变频式自动加药控制装置结构示意图；

图3，交流变频式锅炉给水自动加氨控制装置结构示意图；

图4，操作盘面板示意图；

图5-1交流变频式锅炉给水自动加氨控制装置电路图；

图5-2交流变频式锅炉给水自动加氨控制装置电路图；

锅炉给水对PH值有一定要求，其中锅炉给水加氨就是对PH值进行一定的调节，以达到防止热力设备腐蚀的目的。为了达到指定的范围，需对加药量有一准确的控制。由于锅炉给水的给水量和给水的PH值是非定值，是受多种因素影响的，加氨量则随给水条件变化而变化，这就是自动加氨控制所要达到的目的。其装置如图2，图3所示：

1、检测器：该装置是对PH值的反映。本实施例选用电DDD-32B工业电导仪。电导仪是在氨液由加药泵进入混合管道的除盐水中混合的给水中在取样点取出水样进行检测，并将检测值转化为0-10mA信号发送出去。

根据不同需要，加不同药液可采用不同检测器，本实施例还可采用PH计，加碳酸钠可采用余氨表等等。

2、调节器：在本控制装置中使用的是DTL-231A型调节器，还可选用DTL-331A型、DY-DDC型智能调节器等。其主要作用是接受检测装置的输出信号，并与给定的值(根据需要设置)进行比较，形成偏差值信号。然后进行一定的比例和积分运算后输出一个0-10mA的调节信号。

3、执行装置：包括变频器，交流电机，加药永和相应操作盘。

调节器输出的0-10mA的调节信号转换成0-10V电压信号送至变频器中，变频器根据输入信号的大小，决定输出频率和电压。电机转数也随着频率的改变而变化，加药泵的加药量也随之改变。交流电机采用普通的三相异步电机，现用加药泵。经加药泵加到给水管内的氨，经混匀后送至取样点，经检测仪检测，把信号送至调节器，交流变频器及电机，指示加药泵调节加药量。这样，闭环式自动控制系统一个调节周期便完成。

交流变频器是本控制装置的核心部分。本实施例采用的是日本HITACHI(日立)HFC-VWS系列交流变频器。或SANKEN(三肯)SVS，SVF系列、或FUTI(富士)FVR系列交流变频器。目前国内产品质量不稳定，工作可靠性受到影响。交流变频器是区别于其它自动加药控制装置的关键。它的应用充分体现了本控制装置的优越性。交流变频器是以微电脑控制为核心的变频调速装置，根据不同要求，它可以对其所控制的交流电机进行变频式调速，并可根据具体生产需要大大改善交流电机的性能，使生产更加安全、可靠，以致达到满意的效果。

4、操作盘如图4所示，a电导仪显示面板，显示检测结果。b记录仪显示面板，显示记录状态。c调节器显示面板，显示调节状态。d交流变频器显示面板，显示调节状态。e电源断指示灯，i电源断按钮，f电源合指示灯，j电源合按钮，g手动调节频率显示，k手动调速电位器，h故障指示灯，l手动自动切换开关，m正转、反转、复位、停机切换开关。

5、记录仪：本实施例采用RE-10型记录仪，用来记录检测器的检测状态。便于对加药状态的分析及调整。

本实用新型实施例的控制电路图如图5-1，图5-2所示；

变频器A采用三相0-380V电源，当空气开关T₁、T₂、T₃闭合后，三相电送至交流接触器Jc₁的Jc_-1-Jc_-3触点，当按钮开关j启动时，交流接触器Jc_-1-Jc_1-3常开触点吸合，电源合指示灯f亮，这样0-380V电压则加在变频器端子L1、L2、L3上，此时变频器面板d的显示便开始工作，变频器进入了工作状态。同时，电导仪B、调节器C及记录仪D通电，开始工作。导电仪B的导电池检测混合管道的药液后把结果以0-10mA信号送至调节器C，调节器C经过一定判断、计算后将结果送至交流变频器A。交流变频器A经过处理后调节交流电机G的转数，随之带动加药泵加药，完成加药调节目的。

如果在面板d上改变设定程序，则可由面板操作转为端子操作。在本系统中端子操作是主要操作。

在变频器端子O、L、H之间加双刀双至切换开关便可实现自动切换。当开关在自动位置L′、N′时，变频器的H、L端子之间输出的是1-10V信号。信号的大小决定端子输出频率不同，电机G的转数也就不同。调节操作盘上的手动自切换开关1，使开关在手动位置M′、O′时，调节操作盘上的手动调速电位器k，调节H、O、L端子上的电位可以必变设置频率，显示面板上的g可显示调节频率，也就改变了电机G的转数，达到了手动目的。

FW是正转控制端子，KV是反转控制端子，RS是复位端子，FRS是停机端子，L是公共端子。当转换开关扳至P′位置时，FW与L形成回路，电机便正方向转动，如扳至Q′时，便反转，在正反转时，FRS与L端子必须通路，否则停机，当扳至停机位置S′时，FRS与L开路。

FW端子是输出频率信号端子，接一只频率表便可显示输出频率。AL₀、AL₁，AL₂是故障继电器的三个触点，正常时AL₀、AL₂闭合。变频器异常时，AL₀、AL₁闭合，可以利用其对变频器进行保护。如果在AL₀、AL₁上加220V电压、当AL₀、AL₂闭合时，电压送至中间继电器Jc₂上，使其吸合，串在Jc₁线圈中的Jc_2-1常闭触点断开，交流接触器线圈Jc₁掉电，变频器电源也随之切断，信号送至故障指示灯h，显示故障，实现了故障报警，达到了保护的目的。

另外，在交流接触器U、V、W出口处也有一个热继电器TC。当电机端短路时，热继电器TC也会自动断开，切断电机电源，并切掉变频器电源，且发出故障信号，实现故障报警。

记录仪D记录电导仪B的检测状态。当实际需要加药调节超过或低于装置所设置的上、下限时，记录仪经判断发出信号至上下限报警区E。上下限报警区E可连接一指示灯，连同变频器A的运行指示灯t接至工作间或值班室，便于观察、监视。

Claims

1、交流变频式自动加药控制装置，包括相互电连接的检测器，调节器和执行部分，检测器的检测信号输出送至调节器的信号输入端，其特征在于：所述的执行部分包括连接于调节器信号输出端的交流变频器，受交流变频器输出控制的交流电机和加药泵，以及相应的操作盘。

2、根据权利要求1所述的交流变频式自动加药控制装置，其特征在于：在交流变频器(HFC-VWS)的继电器接口AL₀、AL₁上接有报警器。

3、根据权利要求1所述的交流变频式自动加药控制装置，其特征在于：在检测器的信号输出端还连接有记录仪。