放散氣體控制系統的製作方法
2023-09-23 02:27:05 1
專利名稱：放散氣體控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及安全系統設計領域，特別涉及一种放散氣體控制系統。
背景技術：
在冶金行業，高爐冶煉生產過程中，產生大量的高爐煤氣，高爐煤氣管網壓力的穩定關係到整個煤氣系統的安全運行及各區域下遊煤氣用戶的正常生產。常用的高爐煤氣放散塔煤氣放散系統，以主管煤氣壓力為被控對象，通過安裝在煤氣主管與放散塔間的接口管道上的調節閥或調節閥組，並配以相應的電動執行器，採用PI (D)算法進行控制。由於調節閥動作頻繁，這種方式對執行器的運行可靠性要求非常嚴格，運行維護成本高。傳統控制方式中，在放散塔的各支管上增加放散閥，並採用壓力設定，分組打開放散閥進行放散控制。這種方式最明顯的缺點就是重複投資，接口管道上的調節閥或調節閥組和放散塔支管上的放散閥組，都進行放散壓力控制。此外，由於在接口管道上安裝有調節閥或調節閥組，必然涉及管道變徑甚至加裝支管，而放散流量計量節流裝置也安裝在此接口管道上，又由於場地限制，節流裝置安裝位置基本上不可能具有足夠長的直管段，影響放散流量計量的準確性，而通過流體力學理論計算來獲得的放散流量值也僅能作為參考。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、安全性高、易操作的放散氣體控制系統。為解決上述技術問題，本實用新型提供了一种放散氣體控制系統，包括壓力控制模塊、放散裝置控制模塊及用於傳輸氣體的第一管道。所述壓力控制模塊的輸入端與所述第一管道連接；所述壓力控制模塊的輸出端與所述放散裝置控制模塊連接；所述放散裝置控制模塊與所述第一管道連接。進一步地，所述壓力控制模塊包括壓力傳感器、處理器單元；所述壓力傳感器與所述第一管道連接；所述壓力傳感器與所述處理器單元連接；所述處理器單元與所述放散裝置控制模塊連接。進一步地，所述放散裝置控制模塊包括至少三個放散管、與所述放散管數量相適配的放散閥、用於對所述放散閥開閉進行控制的控制單元及第二管道；每個所述放散管的一端均與所述第一管道連接；每個所述放散管的另一端均與所述第二管道連接；每個所述放散管與所述第二管道之間設置有一個放散閥；每個所述放散閥均與所述控制單元一端連接，所述控制單元的另一端與所述處理器單元的輸出端連接。進一步地，所述控制單元包括與所述放散閥數量相適配的電磁閥、與所述電磁閥數量相適配的氣動執行機構；每個所述電磁閥的一端均與所述處理器單元的輸出端連接；每個所述電磁閥的另一端與每個所述放散閥一一對應連接；每個所述電磁閥與每個所述放散閥之間還設置有一個氣動執行機構。進一步地，還包括用於控制所述放散閥開閉的數字顯示報警儀；所述數字顯示報警儀一端與所述第一管道連接，另一端依次與每個所述電磁閥連接。進一步地，還包括用於通過按鈕控制所述放散閥開閉的手動控制單元；所述手動控制單元依次與每個所述電磁閥連接。進一步地，還包括用於切換所述壓力控制模塊、所述數字顯示報警儀、所述手動控制單元三種控制模塊的萬能轉換開關；所述萬能轉換開關的一端依次與所述處理器單元、所述數字顯示報警儀及所述手動控制單元連接，另一端依次與每個所述電磁閥連接。進一步地，還包括用於對系統溫度、管道壓力實時測量的測量裝置；所述測量裝置連接口與所述第一管道口徑相適配，並設置在所述第一管道中。進一步地，還包括人機界面；所述人機界面與所述壓力控制單元連接。進一步地,所述電磁閥採用單線圈驅動。本實用新型提供的一种放散氣體控制系統，包括壓力控制模塊、數字顯示報警儀、手動控制單元、萬能轉換開關、放散裝置控制模塊及至少一根用於傳輸氣體的管道。其中，壓力控制模塊的輸入端與第一管道連接，輸出端與所述放散裝置控制模塊連接。放散裝置控制模塊與第一管道連接。本實用新型中，壓力控制模塊、數字顯示報警儀、手動控制單元三種控制模塊通過萬能轉換開關進行選擇操作，三者任一輸出的信號送至電磁閥，通過電磁閥通電與斷電，控制氣源流向，進而驅動氣動執行機構運作，最終控制放散閥的開啟與關閉。同時，本實用新型具有結構簡單、易操作、安全係數高的特點。
圖1為本實用新型實施例提供的放散氣體控制系統設置三個放散閥時的整體結構示意圖。圖2為本實用新型實施例提供的放散氣體控制系統設置十個放散閥時的整體結構示意圖。其中，1-第一壓力米集點，2_第二壓力米集點，3_溫度米集點，4_人機界面，5_放散火炬，6-測量裝置，101-第一放散閥，102-第二放散閥，103-第三放散閥，104-第四放散閥，105-第五放散閥，106-第六放散閥，107-第七放散閥，108-第八放散閥，109-第九放散閥，110-第十放散閥，201-第一管道，202-第二管道，203-第三管道，204-第四管道，301-第一氣動執行機構，302-第二氣動執行機構，303-第三氣動執行機構，304-第四氣動執行機構，305-第五氣動執行機構，306-第六氣動執行機構，307-第七氣動執行機構，308-第八氣動執行機構,309-第九氣動執行機構,310-第十氣動執行機構，SO-第一放散管，S1-第二放散管，S2-第三放散管，S3-第四放散管，S4-第五放散管，S5-第六放散管，S6-第七放散管，S7-第八放散管，S8-第九放散管，S9-第十放散管，501-第一電磁閥，502-第二電磁閥,503-第三電磁閥,504-第四電磁閥,505-第五電磁閥,506-第六電磁閥，507-第七電磁閥,508-第八電磁閥,509-第九電磁閥,510-第十電磁閥。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型提供的具體實施方式
作進一步詳細說明。參見圖1，本實用新型實施例提供的放散氣體控制系統，包括壓力控制模塊、放散裝置控制模塊及第一管道201。其中，壓力控制模塊的輸入端與第一管道201連接，輸出端與放散裝置控制模塊連接。放散裝置控制模塊與第一管道201連接。本實施例中，壓力控制模塊包括壓力傳感器、用於對壓力傳感器傳輸的數值進行處理的處理器單元。其中，壓力傳感器的輸入端與第一管道201連接，輸出端與處理器單元的輸入端連接。處理器單元用於將壓力傳感器傳輸的數值進行運算，通過DSP的HPI接口與ARM架構處理器進行數據通信並設定壓力閾值，且輸出端與放散裝置控制模塊連接，用於對放散裝置控制模塊分組控制。處理器單元為硬體設備。本實施例中，放散裝置控制模塊包括至少三個放散管、與放散管數量相適配的放散閥、與放散閥數量相適配的電磁閥、與電磁閥數量相適配的氣動執行機構及第二管道202。優選地，放散管數量是3個，放電磁閥數量是3個，氣動執行機構數量是3個。第一放散管S0、第二放散管S1、第三放散管S2的一端依次與第一管道201連接；第一放散管S0、第二放散管S1、第三放散管S2的另一端依次與第二管道202連接。同時，第一放散閥101設置在第一放散管SO與第二管道202之間，第二放散閥102設置在第二放散管SI與第二管道202之間，第三放散閥103設置在第三放散管S2與第二管道202之間。同時，本實施例還包括人機界面。工作工程中，壓力傳感器通過採集第一管道201不同位置處壓力值，並將壓力值傳輸給處理器單元，處理器單元根據所傳輸的壓力值進行運算，設定壓力閾值，並根據系統中所設置的放散閥的個數，通過人機界面4進行分組控制。具體操作包括本實施例中放散閥個數是3個，則分成三組，第一放散閥101為第一組，第二放散閥102為第二組，第三放散閥103為第三組。同時，處理器單元根據所採集的壓力值設定三個壓力閾值，分別為P1IyP3 (P1 < P2 < P3)。當系統中放散氣體壓力值超過壓力閾值P1時，則控制打開第一放散閥101 ;當系統中放散氣體壓力值超過壓力閾值P2時，則繼續控制打開第二放散閥102，當系統中放散氣體壓力值超過壓力閾值P3時，則再繼續控制打開第三放散閥103。其中，各組放散氣體壓力閾值也可根據生產工況設定，每組放散閥與每組壓力閾值之間也可自由組合。具體包括當第一放散閥101出現故障時，可將第二放散閥102、第三放散閥103中任何一個放散閥的壓力閾值設置為匕。例如，選擇第二放散閥102的壓力閾值設置SP1，則第二放散閥102取代第一放散閥101 ;再將第一放散閥101的放散氣體壓力閾值設置為一個不節能放散的值，就可即時進行故障處理。待故障處理完畢，再將第一放散閥101壓力閾值設置為P2，則第二放散閥102成為第一組，第一放散閥101成為第二組。這樣可避免在較低放散壓力點時固定使用某一個放散閥，減少放散閥的損耗，延長使用壽命。優選地，與每個放散閥連接的電磁閥採用單線圈驅動，即只有開閥控制命令，關閥靠彈簧自動復位。本實施例中，還包括數字顯示報警儀、用於通過按鈕控制放散閥開閉的手動控制單元。其中，壓力控制模塊、數字顯示報警儀、手動控制單元三種控制放散閥開閉的控制模塊通過萬能轉換開關進行切換。壓力控制模塊的輸出端通過萬能轉換開關與所有電磁閥連接。數字顯示報警儀的一端與第一管道201連接，用於採集第一管道201不同位置處壓力值，另一端通過萬能轉換開關與所有電磁閥連接。手動控制單元與萬能轉換開關連接。當萬能轉換開關切換至數字顯示報警儀控制時，則數字顯示報警儀通過所採集的壓力值設定不同分組的壓力閾值，實現對三個放散閥開閉分兩組進行控制。當萬能轉換開關切換至手動控制單元控制時，則手動控制單元通過設定三個操作按鈕，對三個放散閥開閉進行手動控制。同時，本實施例中還包括用於對系統溫度、管道壓力實時測量的測量裝置6。測量裝置6連接口與第一管道201 口徑相適配，並設置在第一管道201中。並且配置了氣體溫度、管道壓力檢測點，對流量測量實施穩溫壓補正，確保放散流量的準確計量。當系統中實時溫度、壓力偏高或偏低時，可進行穩壓補正。本實施例中，壓力控制模塊、數字顯示報警儀、手動控制單元三種控制放散閥開閉的控制模塊，通過萬能轉換開關進行選擇操作，三者輸出的信號送至第一電磁閥501、第二電磁閥502及第三電磁閥503，通過電磁閥的通電與斷電，控制氣源流向，進而驅動第一氣動執行機構301、第二氣動執行機構302及第三氣動執行機構303運作，然後控制第一放散閥101、第二放散閥102及第三放散閥103的開啟與關閉。最終，放散裝置控制模塊控制後的放散氣體通過第三管道203傳輸至放散火炬進行處理。參見圖2，為本實用新型實施例提供的設置10個放散閥時放散氣體控制系統的整體結構示意圖，包括壓力控制模塊、放散裝置控制模塊、數字顯示報警儀、手動控制單元、萬能轉換開關、測量裝置、第一管道201、第三管道203及第四管道204。其中，第四管道204上設置有第一壓力採集點1，第一管道201上依次設置有第二壓力採集點2、溫度採集點3。壓力控制模塊的輸入端通過第一壓力採集點I與第四管道204連接，同時通過第二壓力採集點2與第一管道201連接。壓力控制模塊的輸出端通過萬能轉換開關與放散裝置控制模塊連接。數字顯示報警儀一端通過第一壓力採集點I與第四管道204連接。另一端通過萬能轉換開關與放散裝置控制模塊連接。手動控制單元通過萬能轉換開關與放散裝置控制模塊連接。放散裝置控制模塊通過第三管道203與放散火炬連接。其中，放散裝置控制模塊包括10個放散管、10個放散閥、10個電磁閥、10個氣動執行機構及第二管道202。第一放散管S0、第二放散管S1、第三放散管S2、第四放散管S3、第五放散管S4、第六放散管S5、第七放散管SG、第八放散管S7、第九放散管S8及第十放散管S9的一端分別與第一管道201連接，其另一端分別與第二管道202連接。同時，第一放散管SO與第二管道202之間設置有第一放散閥101，第二放散管SI與第二管道202之間設置有第二放散閥102，第三放散管S2與第二管道202之間設置有第三放散閥103，第四放散管S3與第二管道202之間設置有第四放散閥104，第五放散管S4與第二管道202之間設置有第五放散閥105，第六放散管S5與第二管道202之間設置有第六放散閥106，第七放散管S6與第二管道202之間設置有第七放散閥107，第八放散管S7與第二管道202之間設置有第八放散閥108，第九放散管S8與第二管道202之間設置有第九放散閥109，第十放散管S9與第二管道202之間設置有第十放散閥110。第一電磁閥501、第二電磁閥502、第三電磁閥503、第四電磁閥504、第五電磁閥505、第六電磁閥506、第七電磁閥507、第八電磁閥508、第九電磁閥509及第十電磁閥510的一端依次與萬能轉換開關連接，其另一端依次與第一放散閥101、第二放散閥102、第三放散閥103、第四放散閥104、第五放散閥105、第六放散閥106、第七放散閥107、第八放散閥108、第九放散閥109及第十放散閥110對應連接。其中，第一電磁閥501與第一放散閥101之間設置有第一氣動執行機構301,第二電磁閥502與第二放散閥102之間設置有第二氣動執行機構302，第三電磁閥503與第三放散閥103之間設置有第三氣動執行機構303，第四電磁閥504與第四放散閥104之間設置有第四氣動執行機構304,第五電磁閥505與第五放散閥105之間設置有第五氣動執行機構305,第六電磁閥506與第六放散閥106之間設置有第六氣動執行機構306,第七電磁閥507與第七放散閥107之間設置有第七氣動執行機構307，第八電磁閥508與第八放散閥108之間設置有第八氣動執行機構308，第九電磁閥509與第就放散閥109之間設置有第九氣動執行機構309，第十電磁閥510與第十放散閥110之間設置有第十氣動執行機構310。本實施例中，還包括與壓力控制模塊連接的人機界面4。工作過程中，分三種控制方式對放散閥101-110的開啟與關閉進行控制。具體包括1、將萬能轉換開關切換至壓力控制模塊進行控制；壓力控制模塊對從第一壓力採集點1、第二壓力採集點2所採集的壓力值進行比較，從中選擇較大的數值進行運算，設定五個壓力閾值Phl、Ph2、Ph3、Ph4、Ph5 (Phl < Ph2 < Ph3 < Ph4 < Ph5)°並通過人機界面4對放散閥101-110分五組進行控制。優選地，放散閥101是第一組，放散閥102是第二組，放散閥
103-104是第三組，放散閥105-107是第四組，放散閥108-110是第五組。當系統中壓力值超過壓力閾值Phl時(如Phl=8. 5kpa)，打開第一組中放散閥101 ;當系統中壓力值超過壓力閾值Ph2時(如Ph2=8. 8kpa)，繼續打開第二組中放散閥102 ;當系統中壓力值超過壓力閾值卩泊時(如Ph3=9. lkpa)，再繼續打開第三組中放散閥103-104 ;當系統中壓力值超過壓力閾值Ph4時(如Ph4=9. 4kpa)，再繼續打開第四組中放散閥105-107 ;當系統中壓力值超過壓力閾值Ph5時(如Ph5=9. 7kpa)，再繼續打開第五組中放散閥108-110。同時，各組放散氣體壓力閾值也可根據生產工況設定，每組放散閥與每組壓力閾值之間也可自由組合。具體包括①當第一組放散閥101出現故障，可將放散閥102-110中任何一個放散閥的壓力閾值設定為Phl。例如，將放散閥108的壓力閾值設定為Phl，則此時放散閥108取代放散閥101成為第一組， 將放散閥101的壓力閾值設定為一個不可能放散的值，就可即時進行故障處理。待故障處理完畢，再將放散閥101壓力閾值設定為Ph5，則放散閥101、放散閥109-110成為第五組放散閥。②放散閥101-102壓力閾值分別為Phl、Ph2，由於動作頻率高，且長期運行，對應電磁閥501-502、氣動執行機構301-302則會嚴重受損，此時可將放散閥101-102與動作較少的放散閥進行互換。例如，將放散閥109的壓力閾值設定為Phl，將放散閥101的壓力閾值設定為Ph5，放散閥110的壓力閾值設定為Ph2,放散閥102的壓力閾值設定為Ph5，則此時放散閥109取代放散閥101成為第一組，放散閥110取代放散閥102成為第二組，放散閥101-102、放散閥108成為第五組。這樣可避免在較低放散壓力點，固定使用某一兩個放散閥，減少放散閥的損耗，延長使用壽命，降低生產成本。2、將萬能轉換開關切換至數字顯示報警儀進行控制；數字顯示報警儀通過從第一壓力採集點I所採集壓力值，實現對10個放散閥分五組固定組合方式分段控制。優選地，設定放散閥101是第一組(壓力閾值Phl)，放散閥102是第二組(壓力閾值Ph2)，放散閥103-104是第三組(壓力閾值Ph3)，放散閥105-107是第四組(壓力閾值Ph4)，放散閥108-110是第五組(壓力閾值Ph5X3、將萬能轉換開關切換至手動控制單元進行控制；手動控制單元通過設定10個操作按鈕分別對放散101-110的開啟與關閉進行手動控制。本實施例中，還包括用於對系統放散流量實時測量的測量裝置6。測量裝置6連接口與第一管道201 口徑相適配，並設置在第一管道201中。測量裝置6根據系統中第二壓力採集點2及溫度採集點3實時採集的溫度、壓力，對流量測量實施溫壓補正，確保放散流量的準確計量。優選地，與每個放散閥連接的電磁閥採用單線圈驅動，即只有開閥控制命令，關閥靠彈簧自動復位。本實施例中，壓力控制模塊、數字顯示報警儀、手動控制單元三種控制放散閥開閉的控制模塊，通過萬能轉換開關進行選擇操作，三者輸出的信號送至電磁閥501-510，通過電磁閥501-510通電與斷電，控制氣源流向，進而驅動氣動執行機構301-310運作，然後控制放散閥101-110的開啟與關閉。最終，放散裝置控制模塊控制後的放散氣體通過第三管道203傳輸至放散火炬6進行處理。最後所應說明的是，以上具體實施方式
僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，儘管參照實例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。
權利要求1.一种放散氣體控制系統，其特徵在於，包括壓力控制模塊、放散裝置控制模塊及用於傳輸氣體的第一管道； 所述壓力控制模塊的輸入端與所述第一管道連接； 所述壓力控制模塊的輸出端與所述放散裝置控制模塊連接； 所述放散裝置控制模塊與所述第一管道連接。
2.根據權利要求1所述放散氣體控制系統，其特徵在於，所述壓力控制模塊包括壓力傳感器、處理器單元； 所述壓力傳感器與所述第一管道連接； 所述壓力傳感器與所述處理器單元連接;所述處理器單元與所述放散裝置控制模塊連接。
3.根據權利要求2所述放散氣體控制系統，其特徵在於，所述放散裝置控制模塊包括至少三個放散管、與所述放散管數量相適配的放散閥、用於對所述放散閥開閉進行控制的控制單元及第二管道； 每個所述放散管的一端均與所述第一管道連接； 每個所述放散管的另一端均與所述第二管道連接； 每個所述放散管與所述第二管道之間設置有一個放散閥； 每個所述放散閥均與所述控制單元一端連接，所述控制單元的另一端與所述處理器單元的輸出端連接。
4.根據權利要求3所述放散氣體控制系統，其特徵在於，所述控制單元包括與所述放散閥數量相適配的電磁閥、與所述電磁閥數量相適配的氣動執行機構； 每個所述電磁閥的一端均與所述處理器單元的輸出端連接； 每個所述電磁閥的另一端與每個所述放散閥一一對應連接； 每個所述電磁閥與每個所述放散閥之間還設置有一個氣動執行機構。
5.根據權利要求4所述放散氣體控制系統，其特徵在於，還包括用於控制所述放散閥開閉的數字顯示報警儀； 所述數字顯示報警儀一端與所述第一管道連接，另一端依次與每個所述電磁閥連接。
6.根據權利要求5所述放散氣體控制系統，其特徵在於，還包括用於通過按鈕控制所述放散閥開閉的手動控制單元； 所述手動控制單元依次與每個所述電磁閥連接。
7.根據權利要求6所述放散氣體控制系統，其特徵在於，還包括用於切換所述壓力控制模塊、所述數字顯示報警儀、所述手動控制單元三種控制模塊的萬能轉換開關； 所述萬能轉換開關的一端依次與所述處理器單元、所述數字顯示報警儀及所述手動控制單元連接，另一端依次與每個所述電磁閥連接。
8.根據權利要求1-7任一項所述放散氣體控制系統，其特徵在於，還包括用於對系統溫度、管道壓力實時測量的測量裝置； 所述測量裝置連接口與所述第一管道口徑相適配，並設置在所述第一管道中。
9.根據權利要求8所述放散氣體控制系統，其特徵在於，還包括人機界面；所述人機界面與所述壓力控制單元連接。
10.根據權利要求9所述放散氣體控制系統，其特徵在於所述電磁閥採用單線圈驅動。
專利摘要本實用新型公開了一种放散氣體控制系統，包括壓力控制模塊、數字顯示報警儀、手動控制單元、萬能轉換開關、放散裝置控制模塊及至少一根用於傳輸氣體的管道。其中，壓力控制模塊的輸入端與第一管道連接，輸出端與所述放散裝置控制模塊連接。放散裝置控制模塊與第一管道連接。本實用新型中，壓力控制模塊、數字顯示報警儀、手動控制單元三種控制模塊通過萬能轉換開關進行選擇操作，三者任一輸出的信號送至電磁閥，通過電磁閥通電與斷電，控制氣源流向，進而驅動氣動執行機構運作，最終控制放散閥的開啟與關閉。同時，本實用新型具有結構簡單、易操作、安全係數高的特點。
文檔編號C21B5/06GK202904393SQ20122059485
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月13日 優先權日2012年11月13日
發明者吳靖 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司