在炼焦工艺上需要向焦炉集气管内喷酒具一定压力的氮水,用来满足工艺上的需求。保持氯水压力值稳定在炼焦工艺上有着重要的意义。高压氨水泵在从前普遍采用异步电动机直接驱动的方式运行,采用调整阀、回流阀、截止阀等节流设备进行流量、压力的控制。
这样,不仅造成大量的能源浪费,管路、阀门等密封性能的破坏;还加速了泵腔、阀体的磨损、缩短了设备的使用寿命,严重时损坏设备、影响生产。同时人工调节压力从及时性和准确性上也难以满足工艺上的需要。使用DCS-变频器,利用PID方式调整控制电机转速,调节管道内压力,节约大量电能。无论是从系统反应速度还是调整精度上说,其都远远超过以前的控制方式。
焦化厂氨水压力自动控制系统主要由以下几个部分组成:
(1)压力信号采集系统这部分由装设在氮水泵高压出口处的压力变送器和与之相连的数字显示仪组成。主要做用是采集管道内的压力值转换成4-20mA的电流信号送至DCS模拟量输入模块,同时提供当前管道压力数值现场显示。
(2)整套系统的控制核心部分,DCS系统主要作用是接收压力信号采集系统发来的信号,经过内部PMD控制器处理后输出调节变须器调速的控制信号,从而改变电机转速,调节管道内压力。
(3)变领器,整套系统的动力核心部分。通过它改变输出电源的频率来控制电动的转速,达到控制泵出口处压力的目的。
(4)外部电气控制回路,主要作用是控制整个系统的���停和提供对电机、变频器等设备的保护(如短路、欠压、过载等)。
(5)电动机,系统的执行原件,用来拖动泵体产生一定的压力。
(6)氮水泵,由电机拖动,将氨水二次加压,使氮水压力达到工艺要求。
1、原理介绍:通过流体力学的基本定律可知;风机、泵类设备均属平方转矩负载,其转速n与流量Q,压力H以及轴功率P具有如下关系:Qocn,Hocn2,pocn];即,流量与转速成正比,压力与转速的平方成正比,轴功率与转速的立方成正比。由此可以看出,控制调节泵电机的转速就可以方便的控制压力和流量。
近年来,出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求,加之变频调速技术日益完善,变频器在电机调速领域中广泛应用。变频器具有的易操作、免维护、控制精度高,寿命长等特点;因而采用变频器驱动的方案开始逐步取代采用调整阀、回流阀、截止阀等节流设备进行流量、压凋整的控制方案。
变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系:n=60f1-s)/p,(式中n、f、s、p分别表示转速、输入须率、电机转差率、电机磁极对数);通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。
变频器就是基于上述原理采用交一直-交电源变换技术,电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。其应用前景十分广阔。
2、DCs系统介绍:DCS系统(DISTRIBUTED CONTROLS7STEM)也称分布式控制系统,其实质是计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一捉新型控制技术。其功能特点是:通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠等。
作为一种纵向分层和横向分散的大型综合控制系统,它以多层计算机网络为依托,将分布在全厂范围内的各种控制设备的数据处理设备连接在一起,实现各部分信息的共享的协调工作,共同完成控制、管理及决策功能。
其硬件设备由管理操作应用工作站、现场控制站和通信网络组成。现场控制站用于现场信号的采集处理,控制策略的实现,并具有可靠的冗余保证、网络通信功能。通信网络连接分散控制系统的各个分布部分,完成数据、指令及其它信息的传递。为保证DCS可靠性,电源、通信网络、过程控制站都采用元余配置。
分散控制系统的软件是由实时多任务操作系统、数据库管理系绕、数据通信软件、组态软件和各种应用软件组成。分散控制系统在结构上采用模块化设计方法,通过灵活组态,合理的配置,可以实现模似量控制、数据采集、顺序控制等功能。