一種煤化工公用工程管理系統及管理方法
2023-05-07 17:20:51 2
一種煤化工公用工程管理系統及管理方法
【專利摘要】本發明提供了一種煤化工公用工程管理系統及方法，包括傳感器、蒸汽閥門、電機閥門、PLC變頻器以及與傳感器、PLC變頻器連接的伺服器，傳感器通過PID集控箱連接到伺服器；流量流速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器按照進水方向依次設置在循環水換熱裝置的進水管路上；伺服器包括數據接收單元、判斷單元和指令單元；蒸汽閥門和電機閥門通過PLC變頻器與伺服器連接。本發明利用自動化技術和變頻技術綜合應用，結合現場實際情況，根據現場壓力、流量、溫度、閥門以及其它反饋信號動態調節輸出功率，在符合生產需求的情況下，調整相對應的匹配功率，從而避免多餘的用電損耗，節電效果可達10％-70％之間。
【專利說明】一種煤化工公用工程管理系統及管理方法【技術領域】
[0001]本發明涉及煤化工行業的節能減排【技術領域】，特別地，涉及一種煤化工公用工程
管理系統及管理方法。
【背景技術】
[0002]在我國的能源消耗中，工業是我國能源消耗的大戶，能源消耗量佔全國能源消耗總量的70%左右，而不同類型工業企業的工藝流程，裝置情況、產品類型、能源管理水平對能源消耗都會產生不同的影響。
[0003]而在現有的公用工程管理系統中，有許多耗費大量能源的漏洞，例如:為了保證生產的可靠性，各種生產機械在設計配用動力驅動時，都留有一定的富餘量。當電機不能在滿負荷下運行時，除達到動力驅動要求外，多餘的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費。風機、泵類等設備傳統的調速方法是通過調節入口或出口的擋板、閥門開度來調節給風量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中。
[0004]雖然很多企業已經感覺到能源使用過程中存在著浪費，部分也制定出了節能措施，但由於能源的使用牽涉面廣，影響因素十分眾多，無法開展有效的管理以及對設備效率進行統計和跟蹤，所以能源節約目標管理機制無法健全，不能形成綜合節能系統。
【發明內容】
[0005]本發明目的在於提供一種煤化工公用工程管理系統及管理方法，以解決煤化工行業中能耗過高的技術問題。
[0006]為實現上述目的，本發明提供了一種煤化工公用工程管理系統，包括傳感器、蒸汽閥門、電機閥門、PLC變頻器以及與傳感器、PLC變頻器連接的伺服器，
[0007]所述傳感器通過PID集控箱連接到伺服器，包括溫度傳感器、壓力傳感器、流量流速傳感器；所述流量流速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器按照進水方向依次設置在循環水換熱裝置的進水管路上；
[0008]所述伺服器包括數據接收單元、判斷單元和指令單元；所述數據接收單元用於接收傳感器傳送的實時數據，所述判斷單元用於將數據接收單元接收的實時數據與預存的閾值相比較，所述指令單元用於向PLC變頻器發送調節指令；
[0009]蒸汽閥門和電機閥門通過伺服器與PLC變頻器連接。
[0010]優選的，所述伺服器還包括與蒸汽量的上限值、1/2值和零值開關裝置相連的第一、第二、第三輸出極,所述第一、第二、第三輸出極分別與PLC變頻器上的第一、第二、第三固態繼電器連接；
[0011]第一固態繼電器連接電機閥門；第二固態繼電器同時連接電機閥門和蒸汽閥門；第三固態繼電器連接蒸汽閥門。
[0012]優選的，所述溫度傳感器安裝在換熱裝置與水池之間。
[0013]優選的，所述流量流速傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器按照出水方向依次設置在循環水水池的出水管路上。
[0014]本發明還提供了一種煤化工公用工程管理方法，包括以下步驟:
[0015]A、傳感器將收集到的數據傳送至伺服器；
[0016]B、伺服器對接收到的溫度、壓力、流量數據進行計算，得到循環水量；
[0017]C、伺服器獲取蒸汽量後進行判斷並發出相應指令:
[0018]若判斷蒸汽量大於上限值，則將電機閥門的關閉信號傳送至PLC變頻器；
[0019]若判斷蒸汽量為上限值的1/2至上限值之間，則將蒸汽閥門和電機閥門的同時打開信號傳送至PLC變頻器；
[0020]若判斷蒸汽量小於上限值的1/2，則將蒸汽閥門關小至系統需要值，將電機閥門的打開信號傳送至PLC變頻器。
[0021]優選的，在伺服器判斷蒸汽量大於上限值，將第一輸出極的接通點連接至關閉狀態，使得PLC變頻器上的第一固態繼電器斷開，關閉電機閥門。
[0022]優選的，在伺服器判斷蒸汽量為上限值的1/2至上限值之間，將第二輸出極的接通點連接至打開狀態，使得PLC變頻器上的第一固態繼電器接通，打開電機閥門和蒸汽閥門。
[0023]優選的，在伺服器判斷蒸汽量小於上限值的1/2，將第三輸出極的接通點連接至打開狀態，使得PLC變頻器上的第一固態繼電器接通，打開電機閥門。
[0024]本發明具有以下有益效果:
[0025]本發明利用自動化技術和變頻技術綜合應用，結合現場實際情況，採用開環或者閉環控制系統，根據現場壓力、流量、溫度、閥門以及其它反饋信號動態調節輸出功率，在符合生產需求的情況下，給出相對應的匹配功率，從而避免多餘的用電損耗，使電機處於最佳運行效率，節電效果可達10% -70%之間。
[0026]並且，通過安裝在多處的多種傳感器的數值變化，管理系統很容易了解各個位置的實時參數變化，不但可及時調整運行效率和狀態，還可直接定位故障地點，並分析故障類型。
[0027]當換熱器裝置發生故障時，可通過換熱器前、後端的傳感器數據進行分析，直接查到故障原因，制定出合理的解決方案。不必要停產拆解才能找到問題所在，則大大降低維修成本和停產帶來的損失。
[0028]除了上面所描述的目的、特徵和優點之外，本發明還有其它的目的、特徵和優點。下面將參照圖，對本發明作進一步詳細的說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0030]圖1是本發明優選實施例的傳感器安裝位置示意圖；
[0031]圖2是本發明優選實施例的閥門位置示意圖；
[0032]其中，1、水池，2、換熱裝置，3、流量流速傳感器，4、溫度傳感器，5、壓力傳感器，6、PID集控箱，7、出水母管，8、電機閥門，9、蒸汽閥門，10、伺服器。【具體實施方式】
[0033]以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以根據權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0034]參見圖1、圖2，一種煤化工公用工程管理系統，包括傳感器、蒸汽閥門、電機閥門、PLC變頻器以及與傳感器、PLC變頻器連接的伺服器。
[0035]所述傳感器通過PID集控箱6連接到伺服器10，包括溫度傳感器4、壓力傳感器5、流量流速傳感器3 ;所述流量流速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器按照進水方向依次設置在循環水換熱裝置的進水管路上，分別收集循環水的流量流速、壓力、溫度等參數值。
[0036]所述伺服器包括數據接收單元、判斷單元和指令單元；所述數據接收單元用於接收傳感器傳送的實時數據，所述判斷單元用於將數據接收單元接收的實時數據與預存的閾值相比較，所述指令單元用於向PLC變頻器發送調節指令；如此，公用工程管理系統則可根據傳感器收集的實時數據，及時調整系統內的做功情況，避免能源浪費。
[0037]蒸汽閥門8和電機閥門9通過伺服器與PLC變頻器連接，以接受系統的統一調控。
[0038]另外，所述溫度傳感器4還可以安裝在換熱裝置2與水池I之間，以收集經換熱裝置流出的循環水的溫度數據。
[0039]所述流量流速傳感器3、溫度傳感器4、壓力傳感器5還可以按照出水方向依次設置在循環水水池的出水管路7上，分別收集循環水的流量流速、壓力、溫度等參數值。PID集控箱控制換熱器的用水量，PID集控箱將控制數據實時傳到伺服器，伺服器將需要的流量數據傳給PLC控制變頻控制總流量。
[0040]通過安裝在多處的多種傳感器的數值變化，管理系統很容易了解各個位置的實時參數變化，不但可及時調整運行效率和狀態，還可直接定位故障地點，並分析故障類型。
[0041]所述伺服器還包括與蒸汽量的上限值、1/2值和零值開關裝置相連的第一、第二、第三輸出極，所述第一、第二、第三輸出極分別與PLC變頻器上的第一、第二、第三固態繼電器連接；
[0042]第一固態繼電器連接電機閥門；第二固態繼電器同時連接電機閥門和蒸汽閥門；第三固態繼電器連接蒸汽閥門。
[0043]本發明還公開了一種煤化工公用工程管理方法，包括以下步驟:
[0044]A、傳感器將收集到的數據傳送至伺服器；
[0045]B、伺服器對接收到的溫度、壓力、流量數據進行計算，得到循環水量；
[0046]C、伺服器獲取蒸汽量後進行判斷並發出相應指令。蒸汽數據可由蒸汽傳感器傳給伺服器，伺服器將數據反饋給汽輪機伺服器，實時調度汽輪機與電機的功率。
[0047]若判斷蒸汽量大於上限值，則將電機閥門的關閉信號傳送至PLC變頻器；則表面目前整個系統中的蒸汽量足夠運行，不需要電機做功，因此將電機關閉可以節約能耗。在伺服器判斷蒸汽量大於上限值，將第一輸出極的接通點連接至關閉狀態，使得PLC變頻器上的第一固態繼電器斷開，關閉電機閥門。
[0048]若判斷蒸汽量為上限值的1/2至上限值之間，則將蒸汽閥門和電機閥門的同時打開信號傳送至PLC變頻器；此時，蒸汽量不夠，則需要電機做功提供一部分能源保障系統運行。在伺服器判斷蒸汽量為上限值的1/2至上限值之間，將第二輸出極的接通點連接至打開狀態，使得PLC變頻器上的第一固態繼電器接通，打開電機閥門和蒸汽閥門。[0049]若判斷蒸汽量小於上限值的1/2，則將蒸汽閥門關小至系統需要值，將電機閥門的打開信號傳送至PLC變頻器；此時，蒸汽量遠遠不夠，則需要電機完全做功。在伺服器判斷蒸汽量小於上限值的1/2，將第三輸出極的接通點連接至打開狀態，使得PLC變頻器上的第一固態繼電器接通，打開電機閥門。
[0050]湖南易創節能技術有限公司於二 O —二年八月至十二月對內蒙古包頭海平面高分子化工有限公司全廠循環系統運行工況進行全流程調查、檢測並實施節能技改。易創節能採用流體輸送「YCGF」技術對檢測數據進行系統分析、研究，結合該系統管路流體力學特性，設計節能技改方案，技改分二步進行，第一步:通過整改系統存在的不利因素，並按最佳運行工況參數定做「易創高效節能泵轉子及部件」替換目前處於不利工況、低效率運行的水泵部件，消除目前水泵運行效率低所產生的無效能耗，降低千噸水耗電量，從源頭上解決高能耗的本質問題；增加流量計量器，對循環水用量科學掌握、合理調度。第二步:進一步整改系統存在的不利因素，根據工藝要求對系統進行溫度、壓力、流量進行系統優化、匹配、控制；優化、匹配內容:包括增加可編程控制器、變頻調速器自動旁路模塊、故障檢測模塊、傳感器組，在水泵節能的基礎上，進一步降低千噸水耗電量，實現自動化控制；系統冷卻循環水系統正常、持續、穩定的運行，使整個水系統始終自動平穩的運行在最優工藝指標狀態、最優經濟指標下，實現系統控制的自動化，達到標本兼治的節能目的。通過技改，使內蒙古包頭海平面高分子化工有限公司全廠循環水系統節電效率達到14%左右，每年可節省用電約448萬度。
[0051]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種煤化工公用工程管理系統，其特徵在於，包括傳感器、蒸汽閥門、電機閥門、PLC變頻器以及與傳感器、PLC變頻器連接的伺服器， 所述傳感器通過PID集控箱連接到伺服器，包括溫度傳感器、壓力傳感器、流量流速傳感器；所述流量流速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器按照進水方向依次設置在循環水換熱裝置的進水管路上； 所述伺服器包括數據接收單元、判斷單元和指令單元；所述數據接收單元用於接收傳感器傳送的實時數據，所述判斷單元用於將數據接收單元接收的實時數據與預存的閾值相比較，所述指令單元用於向PLC變頻器發送調節指令； 蒸汽閥門和電機閥門通過伺服器與PLC變頻器連接。
2.根據權利要求1所述的一種煤化工公用工程管理系統，其特徵在於，所述伺服器還包括與蒸汽量的上限值、1/2值和零值開關裝置相連的第一、第二、第三輸出極，所述第一、第二、第三輸出極分別與PLC變頻器上的第一、第二、第三固態繼電器連接； 第一固態繼電器連接電機閥門；第二固態繼電器同時連接電機閥門和蒸汽閥門；第三固態繼電器連接蒸汽閥門。
3.根據權利要求1所述的一種煤化工公用工程管理系統，其特徵在於，所述溫度傳感器安裝在換熱裝置與水池之間。
4.根據權利要求1所述的一種煤化工公用工程管理系統，其特徵在於，所述流量流速傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器按照出水方向依次設置在循環水水池的出水管路上。
5.一種煤化工公用工程管理方法，其特徵在於，包括以下步驟: A、傳感器將收集到的數據傳送至伺服器； B、伺服器對接收到的溫度、壓力、流量數據進行計算，得到循環水量； C、伺服器獲取蒸汽量後進行判斷並發出相應指令: 若判斷蒸汽量大於上限值，則將電機閥門的關閉信號傳送至PLC變頻器； 若判斷蒸汽量為上限值的1/2至上限值之間，則將蒸汽閥門和電機閥門的同時打開信號傳送至PLC變頻器； 若判斷蒸汽量小於上限值的1/2，則將蒸汽閥門關小至系統需要值，將電機閥門的打開信號傳送至PLC變頻器。
6.根據權利要求5所述的一種煤化工公用工程管理方法，其特徵在於，在伺服器判斷蒸汽量大於上限值，將第一輸出極的接通點連接至關閉狀態，使得PLC變頻器上的第一固態繼電器斷開，關閉電機閥門。
7.根據權利要求5所述的一種煤化工公用工程管理方法，其特徵在於，在伺服器判斷蒸汽量為上限值的1/2至上限值之間，將第二輸出極的接通點連接至打開狀態，使得PLC變頻器上的第一固態繼電器接通，打開電機閥門和蒸汽閥門。
8.根據權利要求5所述的一種煤化工公用工程管理方法，其特徵在於，在伺服器判斷蒸汽量小於上限值的1/2，將第三輸出極的接通點連接至打開狀態，使得PLC變頻器上的第一固態繼電器接通，打開電機閥門。
【文檔編號】G06Q10/06GK103955794SQ201410174830
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月28日 優先權日:2014年4月28日
【發明者】易富軍 申請人:湖南易創節能技術有限公司