基于变频器和PLC的冷凝水回收自动化

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欢迎访问e展厅 展厅 2 变频器展厅 矢量变频器, 变频调速设备, ... 1引言 青州卷烟厂所需蒸汽由当地热电公司提供，生产后产生的蒸气冷凝水一直处于排放状态，全厂每日排放的蒸汽冷凝水量在120吨左右，造成资源浪费。因此开发冷凝水回收利用工程具有十分重要的意义。在烟草制丝生产过程中产生的冷凝水，一直是烟草行业要解决的技术课题。 2 项目设计 2.1 数据资源 2.2 项目设计 通过以上指标的分析，我们立项一套适宜的冷凝水资源回收利用系统， 该系统包括两个子系统： （1）研制冷凝水热能利用子系统，实现冷凝水与洗澡用水之间自动换热，为厂提供合格的洗澡用热水； （2）研制蒸汽冷凝水水资源回收利用子系统，将合格的蒸汽冷凝水代替软化水供生产使用。 2.3原理设计 （1）冷凝水回收站屋顶处制作一换热水箱，在换热水箱内制作换热盘管，高压罐内的冷凝水在高压罐内与换热盘管之间循环流动，实现冷凝水与换热水箱内的自来水进行换热，自来水温度达到设定值后，plc控制换热自动停止，同时控制换热水箱的出水管电磁阀自动打开，将达到温度要求的自来水自流到洗澡换热站储水池内，等到水箱内的水降到设定值后，水箱的进水管电磁阀自动打开，同时出水管电磁阀自动关闭。等到水箱内的水达到设定值后，进水电磁阀自动关闭。同时水箱内的水温度降低，plc控制换热自动进行，这样周而复始的循环。洗澡水量满足要求后，整个系统自动停止。系统示意如图1所示。 （2）经过上一级子系统降温的冷凝水由水泵输送到采暖换热站储水罐（冬季该水经过采暖系统循环后，又回到储水罐内），经沉淀将储水罐内的水自流引到过滤水池（原锅炉水碴池），再用plc控制水泵将过滤水池内的水抽到凉水塔内进行冷却，冷却到设定温度后，水泵自动停止，冷却后的冷凝水经过一级、二级过滤水池进入凉后储水池，由水泵输送到厂区软化水管网，供厂软化水使用。附见系统示意图，如图2所示。 若二级过滤储水池的水温度仍然达不到设定上限值，在凉后储水池前段加一pt100温度传感器，将水温度产生的电信号送至plc，plc根据水温度信号的高低控制降温管道电磁阀调节低温软化水进入凉后储水池的量，从而控制凉后储水池冷凝水的温度。 3 自动化系统设计 3.1选型设计 选用成型的凉水系统，厂每天生产产生的冷凝水水量为100吨左右，根据货比三家和高性能价格比的原则，决定选用的型号为gbnl3-100，凉水量为100吨，一次降水温度为15℃的工业型凉水系统。 3.2电气与编程设计 （1）热能利用子系统控制：凉水池和冷凝水站plc都采用的是欧姆龙可编程序控制器，i/o点数都为采用6点输入4点输出点，该系统采用开关量的输入/输出来控制电机的启停、电磁阀的开启、关闭，电气与plc程序设计如图3所示。 （2）冷凝水水资源回收利用子系统plc控制：如图4所示。 （3）控制参数调试：水泵7.5kw，对此，我们选用采用三垦shf-7.5k变频器可满足要求pid控制器采用swp-lcd-32段pid可编程序控制仪，通过安装在出水管网上的压力变送器，把出口压力信号变成4-20ma的标准信号送入pid调节器，经运算与给定压力参数进行比较，得出一调节参数，送给变频器，由变频器控制水泵的转速，调节系统供水量，使供水系统管网中的压力保持在给定压力上，参见表5、表6。 （4）冷凝水供水和凉水塔水泵原理图如图5所示。 4设备调试 安装完毕后对系统进行了运行调试，运行过程中，调试了pid运行参数，完善了plc梯形图和语句表，运行过程中热能利用系统的换热部分温度控制不稳定及水资源回收系统的变频器部分出现故障。 （1）经冷凝水换热的水温度达到要求后，换热系统停止，但是水温度还继续升高，经过现场调查，发现高温罐的闪蒸汽继续对水进行换热。我们在换热系统的回水管上加一气动隔膜阀，由plc控制，换热系统运行，气动隔膜阀打开，换热系统停止，气动隔膜阀关闭，以阻止闪蒸汽进入换热盘管继续换热，经运行这一故障消除。 （2）变频器在模拟信号控制下频率逐渐上升，但上升至10hz时故障跳闸，显示ocpa同，查阅说明书是加速中短时间过载，改变加速时间无效，我们把其功能码003中v/f图形选择由1：直线图形改为3：平方律降低图形后，频率能够连续上升至28hz时，又显示该故障跳闸。断开电机，单独试验电机正常、模拟信号发生器试验变频器正常，由面板控制电机启动也正常，最后发现水泵为新泵，启动扭距过大引起，更换一水泵后正常。 （3）变频器启动工作，变频器启动工作，紧挨该柜体另外电盘上一电动阀故障指示灯亮，指示错误，经分析故障就是变频器的高次谐波电流通过输出回路电缆向外辐射，传递到信号电缆，引起干扰。液位计信号线及其控制线与变频器的控制线及主回路线分开一定距离，且柜体外信号线穿入钢管敷设，外壳良好接地，故障排除。经过调试，系统运行安全可靠。 5结束语 该项目工程成功解决了烟草制丝、空调过程中冷凝水能量回收技术及经净化、冷却处理后替代软化水供生产利用，该控制系统运行安全可靠，充分实现了冷凝水回收利用，减少了水资源的浪费，为我厂节约了资金。两个阶段共计节约费用约为36.9万元。其中蒸汽冷凝水水资源回收利用子系统，每年有2.7万立方冷凝水代替软化水供生产使用，每年节约软化水费用约为18.9万元。冷凝水热能利用子系统，全厂洗澡水热量由蒸汽提供改为冷凝水热量提供，年节约蒸汽量在1200吨，每吨蒸汽为150元，每年节约费用18万元。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (7/16/2012)