专利名称：随动流量混气机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于化工机械，特别涉及一种随动流量混气机。
背景技术：
无论是工业生产还是居民住宅的燃气供气系统，由于气源品质的变化、 用气负荷的变化以及其它因素造成供气系统输出的混合燃气压力、流量及热 值的改变，会对居民生活及工业生产造成很大的影响，甚至会因为混合燃气 中两种气体比例失调，影响生产或造成事故。因此对燃气混气设备提出了更 高的要求。 一般的混气机由于结构和原理的限制，混气精度较差，且对气源 的压力、流量及热值波动的适应性也很差。 发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种随动流量混气机。 本实用新型的技术方案是
一种随动流量混气机，其特征在于主气管经进口法兰球阀连接主气管 过滤器，主气管过滤器连接FT101主动气源流量计，FT101主动气源流量计连
接FV主动气源调节阀，FV主动气源调节阀连接出口法兰球阀，出口法兰球阀 连接静态混合器第一输入端；主气管的进口法兰球阀前端经旁路法兰球阀连 接到出口法兰球阀后端作为主气管的旁路；静态混合器输出连接混合气输出管。
副气管经进口法兰球阀连接副气管过滤器，副气管过滤器连接调压器，
调压器输出连接FT102从动气源流量计，FT102从动气源流量计连接HV从动 气源调节阀，HV从动气源调节阀连接S紧急切断阀，S紧急切断阀输出连接 止回阀，止回阀另一端连接出口法兰球阀，出口法兰球阀连接静态混合器第 二输入端；副气管的进口法兰球阀前端经旁路法兰球阀连接到出口法兰球阀 的后端作为副气管的旁路；
FT101主动气源流量计连接F工Q101主动气源流量积算仪，FIQ101主动气 源流量积算仪连接FIC101主控制器，FIC101主控制器连接FV主动气源调节 阀。FT102从动气源流量计连接FIQ102从动气源流量积算仪，FIQ102从动气 源流量积算仪连接HIC102从控制器;FIQ101主动气源流量积算仪连接HIC102 从控制器；静态混合器输出管上连接的HT101热值仪连接HIA101热值显示仪 表，HIA101热值显示仪表连接HIC102从控制器；HIC102从控制器连接HV从 动气源调节阀。
静态混合器输出管上连接的AI0101氧分仪连接紧急切断阀联锁控制系统， 紧急切断阀联锁控制系统连接S紧急切断阀。
静态混合器的前后两端由管道连接AP差压计，管路上设有P广P12压力 计，PT101 PT106压力传感器，PIA101 PIA106压力显示仪表。
其控制系统连接为主动流量对象F1连接主测量变送FTIOI，主测量变 送FT101输出反馈连接主控制器F工CIOI测量输入端，主控制器FIC101输出 连接调节阀FV ，调节阀FV输出连接主动流量对象Fl，主动流量对象Fl连 接主对象混合器第一输入端；主对象混合器的输出连接热值测量变送HTIOI， 热值测量变送HT101输出反馈连接从控制器HIC102内的热值控制单元PID1 测量输入端，热值控制单元PIW输出连接从控制器H工C102内的乘法器，主 测量变送FT101输出连接从控制器HIC102内的乘法器，乘法器的输出连接从 控制器HIC102内的比值控制单元PID2给定输入端；从动流量对象F2的输出 端连接从测量变送FT102，从测量变送FT102输出反馈连接从控制器HIC102内 的比值控制单元P工D2测量输入端，比值控制单元PID2输出连接调节阀HV， 调节阀HV输出连接从动流量对象F2，从动流量对象F2输出连接主对象混合 器的第二输入端。
本实用新型效果是
本实用新型OAM系列随动流量混气机是一种变比例、变流量的燃气混气 设备。高热值燃气和低热值燃气(或无热值气体，如空气)按一定比例进入 静态混合器进行混合，输出符合用户要求的、不同热值和适应负荷变化的混 合燃气。由于其独特的控制原理及结构，可以适应各种气源的压力、流量和 热值的波动，最重要的是可以精确控制两种气源的混合比例，混气精度可控 制在3Q/。之内，从而为需要精确控制燃烧的用户提供高品质的燃烧气体。
随动流量混气机优点和效果 (1)在系统结构上，该控制系统有一个单回路的闭环负反馈定值控制系 统用于控制主动气源流量，因此提降负荷比较方便，只要缓慢地改变主控制器FIC101的给定值，就可以提降主动气源流量，同时从动气源流量也就自动 跟踪提降，并保持两者比值不变，以适应各种负荷的需要。
(2) 在系统结构上，该控制系统有一个由两个闭环负反馈系统组成的串 级控制系统用于控制从动气源流量。该串级控制系统有两个闭合回路和两个 串联工作的PID控制单元，实现对混合气热值的定值控制。
(3) 在系统特性上，从动气源流量控制系统由于副回路的引入， 一方面
改善了被控对象的特性，使控制过程加快，具有超前控制的作用，从而有效
地克服滞后，提高了控制质量；另一方面使系统具有一定的自适应能力，可 以克服强且频繁的干扰，并适应负荷和操作条件的较大变化。
图1为随动流量混气机工艺管道及控制流程图， 图2为随动流量混气机控制系统方块图， 图3为紧急切断阀联锁控制系统。
图中1法兰球阀，2过滤器，3静态混合器，4调压器，5止回阀，6 紧急切断阀联锁控制系统，S紧急切断阀，FV主动气源调节阀，HV从动气源 调节阀，AP差压计，P1 P12压力计，PT10广PT106压力传感器，FT101主动 气源流量计，FT102从动气源流量计，HT101热值仪，0T101氧量传感器，AI0101 氧分仪，HIA热值显示仪表，P工A101 PIA106压力显示仪表，FIQ101主动气源 流量积算仪，FIQ102从动气源流量积算仪，FIC101主动气源流量控制器， HIC102从动气源流量控制器，RT熔断器，Dl氧量超限指示灯，D2紧急切断 阀工作指示灯，KA1-KA4继电器，K氧量联锁开关，QA紧急切断阀启动按钮， PB报警消音按钮，BZ报警蜂鸣器。
具体实施方式
如图1所示的一种随动流量混气机，主气管经进口法兰球阀连接主气管 过滤器，主气管过滤器连接FT101主动气源流量计，FT101主动气源流量计连 接FV主动气源调节阀，FV主动气源调节阀连接出口法兰球阀，出口法兰球阀 连接静态混合器第一输入端；主气管的进口法兰球阀前端经旁路法兰球阀连 接到出口法兰球阀后端作为主气管的旁路；静态混合器输出连接混合气输出 管。副气管经进口法兰球阀连接副气管过滤器，副气管过滤器连接调压器，
调压器输出连接FT102从动气源流量计，FT102从动气源流量计连接HV从动 气源调节阀，HV从动气源调节阀连接S紧急切断阀，S紧急切断阀输出连接 止回阀，止回阔另一端连接出口法兰球阀，出口法兰球阀连接静态混合器第 二输入端；副气管的进口法兰球阀前端经旁路法兰球阀连接到出口法兰球阀 的后端作为副气管的旁路；
FT101主动气源流量计连接F工Q101主动气源流量积算仪，F工Q101主动气 源流量积算仪连接FIC101主控制器，FIC101主控制器连接FV主动气源调节 阀。
FT102从动气源流量计连接FIQ102从动气源流量积算仪，FIQ102从动气 源流量积算仪连接HIC102从控制器;FIQ101主动气源流量积算仪连接HIC102 从控制器；静态混合器输出管上连接的HT101热值仪连接H工AIOI热值显示仪 表，H工AIOI热值显示仪表连接HIC102从控制器；HIC102从控制器连接HV从 动气源调节阀。
静态混合器输出管上连接的AI0101氧分仪连接紧急切断阀联锁控制系统， 紧急切断阀联锁控制系统连接S紧急切断阀。
静态混合器的前后两端由管道连接AP差压计，管路上设有P广P12压力 计，PT101 PT106压力传感器，PIA10广PIA106压力显示仪表。
如图2所示的其控制系统连接为主动流量对象Fl连接主测量变送 FTIOI，主测量变送FTIOI输出反馈连接主控制器FICIOI测量输入端，主控 制器FIC101输出连接调节阀FV ,调节阀FV输出连接主动流量对象F1，主 动流量对象F1连接主对象混合器第一输入端；主对象混合器的输出连接热值 测量变送HTIOI，热值测量变送HT101输出反馈连接从控制器HIC102内的热 值控制单元P工D1测量输入端，热值控制单元P工D1输出连接从控制器H工C102 内的乘法器，主测量变送FT101输出连接从控制器HIC102内的乘法器，乘法 器的输出连接从控制器H工C102内的比值控制单元PID2给定输入端；从动流 量对象F2的输出端连接从测量变送FT102，从测量变送FT102输出反馈连接从 控制器HIC102内的比值控制单元PID2测量输入端，比值控制单元PID2输出 连接调节阀HV，调节阀HV输出连接从动流量对象F2，从动流量对象F2输出 连接主对象混合器的第二输入端。
其随动流量混气机控制系统随动流量混气机可以实现高热值燃气和低热值燃气(或空气)在静态混 合器中的自动惨混。 一般情况下高热值燃气为主动气源，另一路气体为从动 气源。
(1) 主动气源流量的单回路控制系统主动气源的流量控制系统为一个 单回路的闭环负反馈定值控制系统，实现对主动气源流量的定值调节。由主 动气源流量计FT101检测出主动气源流量的当前值(经过温压补偿后的标态 流量)作为主控制器FIC101的测量值，主控制器将该测量值与主动气源流量
设定值做比较得到流量偏差，并对此偏差进行P、工、D运算后输出4-20mA控 制信号送到位于主动气源管路上的流量调节阀FV，使其开度发生变化从而控 制进入静态混合器的主动气源的量的多少，实现对主动气源流量的连续自动 调节。
(2) 从动气源流量的变比值控制系统该系统为一个由两个闭环负反馈
系统组成的串级控制系统。主回路是一个定值控制系统由安装在混气系统
出口的热值仪HTIOI检测出混合气热值的当前值作为从控制器HIC102中的热 值控制单元P工D1的测量值，PID1将该测量值与热值设定值做比较得到热值偏 差，并对此偏差进行P、 I、 D运算后输入到从控制器HIC102中的乘法器作为 主动气源与从动气源流量的比例。副回路是一个随动控制系统由主动气源 流量计FT101检测出主动气源流量当前值(经过温压补偿后的标态流量)，输 入到从控制器HIC102中的乘法器与热值控制单元P工D1的控制输出在乘法器 中相乘以后作为比值控制单元PID2的设定值，由从动气源流量计FT102检测 出从动气源流量当前值(经过温压补偿后的标态流量)，输入到从控制器 HIC102作为比值控制单元PID2的测量值，PID2将测量值与设定值做比较得 到流量偏差，进行P、 I、 D运算处理后输出4-20mA控制信号到位于从动气源 管路上的调节阀HV，使其开度变化从而控制从动气源进入静态混合器的量的 多少，对混合气热值实现自动调节。对于这样构成的系统，当主动气源流量 发生变化时，从动气源流量能及时跟踪变化；当由于气源热值变化而引起混 气系统出口热值变化时，又通过修正从动气源流量重新将混合气热值拉回到 设定值上，从而大大提高了控制精度。
(3) 随动流量混气机报警及安全联锁参见附图3紧急切断阀联锁控制系统。
当从动气源为空气时，因为各种可燃性气体与空气形成的混合物有各自的爆炸极限范围，国家规范要求混气比例不得低于混合气爆炸上限的1.5倍。 而混气比例与混合气中氧含量有对应的关系，通过检测和控制混合气中的氧 含量可以避免事故的发生，确保安全。
在混气系统的出口设置氧分仪AI0101检测混合气的氧含量，当发生氧含 量参数超限时，声光报警的同时，若混气系统的联锁开关K处于"投入"位 置，则空气管路上的紧急切断阀S动作，将空气切断，确保安全。当故障排
除氧含量参数超限报警解除时，需按一下紧急切断阀启动按钮QA，紧急切断
阀方能重新打开，重新进入混气状态。
权利要求1、一种随动流量混气机，其特征在于主气管经进口法兰球阀连接主气管过滤器，主气管过滤器连接主动气源流量计(FT101)，主动气源流量计(FT101)连接主动气源调节阀(FV)，主动气源调节阀(FV)连接出口法兰球阀，出口法兰球阀连接静态混合器第一输入端；主气管的进口法兰球阀前端经旁路法兰球阀连接到出口法兰球阀后端作为主气管的旁路；静态混合器输出连接混合气输出管；副气管经进口法兰球阀连接副气管过滤器，副气管过滤器连接调压器，调压器输出连接从动气源流量计(FT102)，从动气源流量计(FT102)连接从动气源调节阀(HV)，从动气源调节阀(HV)连接紧急切断阀(S)，紧急切断阀(S)输出连接止回阀，止回阀另一端连接出口法兰球阀，出口法兰球阀连接静态混合器第二输入端；副气管的进口法兰球阀前端经旁路法兰球阀连接到出口法兰球阀的后端作为副气管的旁路；主动气源流量计(FT101)连接主动气源流量积算仪(FIQ101)，主动气源流量积算仪(FIQ101)连接主控制器(FIC101)，主控制器(FIC101)连接主动气源调节阀(FV)；从动气源流量计(FT102)连接从动气源流量积算仪(FIQ102)，从动气源流量积算仪(FIQ102)连接从控制器(HIC102)；主动气源流量积算仪(FIQ101)连接从控制器(HIC102)；静态混合器输出管上连接的热值仪(HT101)连接热值显示仪表(HIA101)，热值显示仪表(HIA101)连接从控制器(HIC102)；从控制器(HIC102)连接从动气源调节阀(HV)；静态混合器输出管上连接的氧分仪连接紧急切断阀(AIO101)联锁控制系统，紧急切断阀联锁控制系统连接紧急切断阀(S)；静态混合器的前后两端由管道连接差压计(ΔP)，管路上设有压力计(P1~P12)，压力传感器(PT101~PT106)，压力显示仪表(PIA101~PIA106)。
2、根据权利要求1所述的随动流量混气机，其特征在于其控制系 统连接为主动流量对象(F1)连接主测量变送(FT101)，主测量变送 (FT101)输出反馈连接主控制器(FIC101)测量输入端，主控制器(FIC101)输出连接调节阀(FV)，调节阀(FV)输出连接主动流量对象 (Fl)，主动流量对象(F1)连接主对象混合器第一输入端；主对象混合 器的输出连接热值测量变送(HT101)，热值测量变送(HT101)输出反 馈连接从控制器(HIC102)内的热值控制单元(PID1)测量输入端，热值 控制单元(PID1)输出连接从控制器(HIC102)内的乘法器，主测量变 送(FT101)输出连接从控制器(HIC102)内的乘法器，乘法器的输出连 接从控制器(HIC102)内的比值控制单元(PID2)给定输入端；从动流量 对象(F2)的输出端连接从测量变送(FT102),从测量变送(FT102)输出 反馈连接从控制器(HIC102)内的比值控制单元(PID2)测量输入端，比 值控制单元PID2输出连接调节阀(HV)，调节阀(HV)输出连接从动流 量对象(F2)，从动流量对象输出(F2)连接主对象混合器的第二输入 端。
专利摘要随动流量混气机，主气管依次经进口法兰球阀、主气管过滤器、主动气源流量计、主动气源调节阀、出口法兰球阀进入静态混合器；副气管依次经进口法兰球阀、副气管过滤器、调压器、从动气源流量计、从动气源调节阀、紧急切断阀、止回阀、出口法兰球阀进入静态混合器；静态混合器输出管经法兰球阀输出混合燃气。随动流量混气机，通过主动流量的单回路闭环负反馈定值控制系统和从动流量的两个闭环负反馈组成的串级变比值控制系统实现变比例、变流量地控制两种气体的混合，可以适应各种气源的压力、流量和热值的波动，最重要的是可以精确控制两种气源的混合比例，混气精度可控制在3％之内，从而为需要精确控制燃烧的用户提供高品质的燃烧气体。
文档编号B01F3/02GK201161168SQ200720097529
公开日2008年12月10日 申请日期2007年11月7日 优先权日2007年11月7日
发明者李永胜, 章崎平, 陈耀祯 申请人:天津市奥利达设备工程技术有限公司