特殊工藝管線伴熱系統(tǒng)控制方案改進(jìn)分析論文
特殊工藝管線伴熱系統(tǒng)用于含硼溶液流過的管道、閥門和泵等設(shè)備提供加熱防止管道由于溫度降低結(jié)晶，以往核電廠一般采用機(jī)械式溫控器來控制伴熱纜的加熱，為解決溫控器機(jī)械結(jié)構(gòu)造成的弊端，采用數(shù)字化控制系統(tǒng)作為信息處理單元。
1 特殊工藝管線伴熱系統(tǒng)簡(jiǎn)介
特殊工藝管線伴熱用來為硼溶液流過的管道、閥門和泵提供伴熱的所有設(shè)備組成。硼溶液流過的所有設(shè)備都要進(jìn)行伴熱和保溫，以維持流體循環(huán)，防止硼酸結(jié)晶。其核心為鋪設(shè)在所有硼溶液流過的管道、閥門和泵上的礦物電纜和控制設(shè)備組成，通過伴熱纜散發(fā)的熱量以將含硼溶液維持到一定的溫度范圍，防止管道溶液結(jié)晶。
2 目前應(yīng)用的控制方式及主要組成設(shè)備
(1)以溫控器作為伴熱纜的控制設(shè)備來控制伴熱纜電源的通斷，主要組成設(shè)備包括：配電盤、報(bào)警機(jī)柜、就地溫度指示箱、溫度控制器等控制部分和伴熱纜加熱元件組成。
配電盤用來為伴熱電路盤和報(bào)警機(jī)柜提供48V電源;伴熱電路盤為各伴熱原件供電，每個(gè)盤輸出為12路以為伴熱纜提供滿足設(shè)計(jì)要求的不同等級(jí)的電源。
報(bào)警機(jī)柜重新組合來之配電盤和伴熱電路盤的報(bào)警信號(hào)，在報(bào)警機(jī)柜顯示：配電盤斷路器跳閘和接地故障、伴熱電路盤的各反饋回路跳閘、48V電源。
就地溫度指示箱顯示伴熱管道的流體溫度，供操作員監(jiān)視。溫度控制器為了控制每個(gè)伴熱原件的供電，溫度控制器采用溫包式，溫包和毛細(xì)管要求為不銹鋼材質(zhì)，毛細(xì)管應(yīng)當(dāng)使用316L的不銹鋼保護(hù)管進(jìn)行機(jī)械保護(hù)，微動(dòng)開關(guān)為氮?dú)饷芊�，每個(gè)伴熱回路上需要一個(gè)溫度控制器。
熱電偶用來測(cè)量被伴熱管道的溫度，選用K型單支熱電偶，不銹鋼外套。所有熱電偶的冷端通過熱電偶接線箱內(nèi)的壓接端子，將兩路熱電偶信號(hào)送給就地溫度指示箱。
(2)隨著PLC在火電廠的廣泛應(yīng)用，采用了PLC作為控制核心代替了溫控器，采用分布式結(jié)構(gòu)，分為監(jiān)視層、過程控制層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。
監(jiān)視層設(shè)置一個(gè)操作員站，布置在輔控室的工控機(jī)配置一臺(tái)液晶顯示器，監(jiān)視層通過現(xiàn)場(chǎng)總線接收各過程控制的數(shù)據(jù)信息，在操作員站實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)視。
過程控制站用于采集現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫傳感器鉑電阻、系統(tǒng)設(shè)備的配電故障信號(hào)以及備用回路投入信號(hào)等，通過信號(hào)處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)伴熱元件的邏輯控制并通過網(wǎng)絡(luò)將過程信息及報(bào)警信息發(fā)送到主控室。系統(tǒng)信號(hào)的采集由過程控制站完成，過程控制站具有就地顯示功能，可對(duì)各電伴熱回路相關(guān)信息進(jìn)行巡檢、就地報(bào)警功能，并且過程控制站可通過接口面板或筆記本電腦在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行編程或組態(tài)。
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層包括測(cè)溫傳感器、電伴熱元件、加熱電路盤和配電盤。每個(gè)需伴熱管段都裝有兩個(gè)雙支鉑電阻，分別送正常回路控制站和備用回路控制站。加熱電路盤內(nèi)配有降壓變壓器，每個(gè)回路有一個(gè)熔斷器和一個(gè)接觸器，對(duì)相應(yīng)的電伴熱元件進(jìn)行供電。
3 兩種控制方案的對(duì)比分析
3.1 測(cè)溫元件
兩種控制方案中，前者采用的熱電偶作為測(cè)溫元件，后一種則以鉑電阻作為測(cè)溫元件。由于熱電偶的電動(dòng)勢(shì)較小常使用熱電阻測(cè)量溫度，熱電偶需要冷端溫度補(bǔ)償，測(cè)量精度也較熱電偶高。鉑電阻的特點(diǎn)是精度高，性能穩(wěn)定可靠。一般特殊工藝管線伴熱系統(tǒng)的溫度控制范圍為35℃至55℃之間，此范圍內(nèi)鉑電阻的精度穩(wěn)定性都明顯優(yōu)于熱電偶，加之鉑電阻無(wú)需冷斷溫度補(bǔ)償安裝維護(hù)更加便捷，且成本明顯低于熱電偶加溫度補(bǔ)償電纜。
由于溫控器不耐高溫，在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試過程中出現(xiàn)高溫容易造成溫控器波紋管變形而損壞;再者現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)的不小心造成溫控器毛細(xì)管和溫包焊接處出現(xiàn)裂縫，造成溫包內(nèi)氣體外泄，由于現(xiàn)在實(shí)際選型中一般選用國(guó)外品牌的溫控器，造成維修成本和維修周期較長(zhǎng)影響工藝使用。
3.2 控制系統(tǒng)
3.2.1 溫包式溫控器，利用氣體受熱膨脹的原理進(jìn)行工作，它主要由感溫包、傳導(dǎo)毛細(xì)管和彈性元件組成，通過彈性元件推動(dòng)微動(dòng)開關(guān)的閉合與開啟，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)控制回路的通斷。
3.2.2 PLC通過讀取現(xiàn)場(chǎng)鉑電阻溫度計(jì)的電信號(hào)，通過CUP的運(yùn)算和設(shè)定值的比對(duì)，通過開關(guān)量信號(hào)的輸出來控制安裝在機(jī)柜上的中間繼電器，實(shí)現(xiàn)對(duì)伴熱回路的接通與斷開，主要特點(diǎn)如下：
(1)安裝便捷，系統(tǒng)組態(tài)容易：PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法來設(shè)計(jì)。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)梯形圖的時(shí)間比設(shè)計(jì)相同功能的繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。
(2)功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高，PLC可以通過通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理。
(3)硬件功能齊全，適應(yīng)性強(qiáng)：可編程控制器已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際需求進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能。
3.2.3 工控機(jī)作為系統(tǒng)工程師和操作員站站，取代了溫控器作為控制核心的溫度報(bào)警和巡檢機(jī)柜，所有的系統(tǒng)數(shù)據(jù)和報(bào)警顯示都可以通過工控機(jī)的顯示器基本上顯示，在屏幕上顯示工藝流程總貌、過程狀態(tài)、計(jì)算結(jié)果和歷史數(shù)據(jù)等，可進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的生成、生產(chǎn)流程畫面的產(chǎn)生，連續(xù)控制回路的組態(tài)和順序控制的組態(tài)等所配備的打印機(jī)可完成生產(chǎn)過程記錄報(bào)表、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表和報(bào)警信息等的打印。
4 小結(jié)
數(shù)字化控制系統(tǒng)是一種發(fā)展和改進(jìn)的新技術(shù)、新設(shè)備、新系統(tǒng)，易于使用、易于組態(tài)、易于擴(kuò)展，并經(jīng)過工程實(shí)踐驗(yàn)證，具有先進(jìn)、成熟、可靠性的硬件和軟件，可在各種運(yùn)行工況下滿足各種系統(tǒng)的檢測(cè)、控制和運(yùn)行管理的要求，確保工藝系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
【特殊工藝管線伴熱系統(tǒng)控制方案改進(jìn)分析論文】相關(guān)文章：
機(jī)器人打磨系統(tǒng)控制技術(shù)分析論文03-08
分析傳統(tǒng)金融統(tǒng)計(jì)分析的弊端及改進(jìn)方法的論文02-13
重介質(zhì)選煤工藝流程分析論文01-01
分析超濾技術(shù)在化工工藝中的應(yīng)用論文03-10
電工技術(shù)的教學(xué)方法改進(jìn)分析論文11-16
機(jī)械制造技術(shù)及加工工藝應(yīng)用分析論文02-19
試論隧道電力照明施工工藝的改進(jìn)措施工學(xué)論文03-12
中藥制劑生產(chǎn)工藝問題與對(duì)策分析論文11-12
- 相關(guān)推薦