一种增湿塔喷水智能控制系统的制作方法

本实用新型涉及喷水控制系统，尤其涉及一种增湿塔喷水智能控制系统。

背景技术：

增湿塔主要起到增加烟气湿度、降低比电阻值及降低气体温度的作用，增湿塔喷水控制系统的优劣直接影响后续电收尘器除尘的效果。若喷水控制不好，则会导致增湿塔底部过湿，影响底部输送设备的安全稳定运行及收尘效果。目前增湿塔的喷水控制不够智能，不能适应多变的生产环境。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种增湿塔喷水智能控制系统，其控制效果好，可以及时根据增湿塔出口温度调节喷水量和喷水压力，确保增湿塔功能的稳定性。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种增湿塔喷水智能控制系统，包括远程控制器、上位机、就地控制器、水泵、水箱、压力传感器、液位传感器、回水电磁阀、回水流量调节阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第一喷嘴组、第二喷嘴组以及温度传感器；

所述远程控制器、上位机、就地控制器、水泵、水箱、压力传感器、液位传感器、回水电磁阀、回水流量调节阀、第一电磁阀、第二电磁阀位于所述增湿塔外部；

所述第一喷嘴组和所述第二喷嘴组位于所述增湿塔塔体内的中上部，所述温度传感器位于所述增湿塔出口处；

所述第一电磁阀和所述第一喷嘴组沿水流方向通过管路串接，所述第二电磁阀和所述第二喷嘴组沿水流方向通过管路串接，所述第一电磁阀和所述第一喷嘴组所在的串接管路与所述第二电磁阀和所述第二喷嘴组所在的串接管路组成第一并联管路，所述回水电磁阀与所述回水流量调节阀组成第二并联管路，所述第一并联管路的出水端通过管路与所述第二并联管路的进水端连接，所述第二并联管路的出水端沿水流方向通过管路依次与所述水箱、所述水泵连接，所述水泵的出水端与所述第一并联管路的进水端连接；

所述压力传感器的一端与所述第一并联管路的进水端和所述水泵的出水端之间的管路连接，另一端与所述就地控制器电连接；所述液位传感器的一端与所述水箱连接，另一端与所述就地控制器电连接；所述回水电磁阀和所述回水流量调节阀分别与所述就地控制器电连接；所述第一电磁阀、所述第二电磁阀依次与所述就地控制器电连接；所述温度传感器与所述就地控制器电连接；

所述上位机和所述远程控制器分别与所述就地控制器通讯地连接。

进一步地，所述就地控制器与所述上位机进行MPI通讯，所述就地控制器与所述远程控制器进行Profibus-dp通讯。

进一步地，所述水泵为高压水泵。

进一步地，所述压力传感器实时监测所述水泵出口处的压力值，并将监测的所述压力值发送给所述就地控制器。

进一步地，

若所述压力值高于所述就地控制器内的压力上限设定值，则所述就地控制器打开所述回水电磁阀，同时将所述回水流量调节阀开度调到100％，关闭所述水泵进行快速泄压；

若所述压力值低于所述就地控制器内的压力下限设定值，则及时关闭所述水泵、所述第一电磁阀和所述第二电磁阀，进行故障检查。

进一步地，所述回水电磁阀为常闭阀，

正常运行时，回水电磁阀一直关闭；

当所述压力值高于所述就地控制器内的压力上限设定值时，所述回水电磁阀得电后打开进行泄压；

当所述系统停止运行时，所述回水电磁阀被打开使水流回流到所述水箱内。

进一步地，所述液位传感器实时监测水箱的液位值，并将监测的所述液位值发送给所述就地控制器的输入端。

进一步地，

当所述液位值低于所述就地控制器内的补水液位设定值时，所述就地控制器向所述远程控制器发出水箱液位报警信号，所述远程控制器进而控制相应的设备对所述水箱进行补水；

当所述液位值高于所述就地控制器内的上限液位设定值时，所述远程控制器停止对所述水箱进行补水。

进一步地，所述温度传感器实时监测所述增湿塔出口烟气的温度，并将监测的所述增湿塔出口烟气温度值发送给所述就地控制器。

进一步地，所述就地控制器实时接收所述温度传感器发送的所述烟气温度值，并实时地将所述烟气温度值和内部温度设定值进行比较；并且所述就地控制器根据所述烟气温度值和所述内部温度设定值的比较结果通过PID控制器调节所述回水流量调节阀的开度和所述第二电磁阀的开关状态以控制所述第二喷嘴组的喷水量。

进一步地，所述就地控制器、上位机、回水电磁阀、回水流量调节阀、第一电磁阀和第二电磁阀都由不间断电源UPS供电，发生停电故障时，确保水管内的水能够回流到水箱内。

增湿塔喷水智能控制系统的总控制流程如下：

(1)远程控制器根据接收到的液位传感器的信号对水箱进行补水，并且根据生料磨的运行状态实时的将温度设定值传送给就地控制器；

(2)当出口烟气温度值超过就地控制器内的系统启动设定值时，就地控制器打开第一电磁阀和回水电磁阀，同时控制回水流量调节阀开度为100％，延时1分钟后打开水泵；

(3)水泵打开后关闭回水电磁阀，启动PID控制器，进行闭环控制，以控制回水流量调节阀的开度和第二电磁阀的运行状态；

(4)当出口烟气温度值低于就地控制器内的系统启动设定值时，关闭水泵，打开回水电磁阀，将回水流量调节阀开度调为100％，使水管内的水快速回流到水箱内，延时2分钟后，关闭第一电磁阀和回水电磁阀，同时停止系统运行。

进一步地，所述增湿塔喷水智能控制系统工作时的闭环控制流程如下：增湿塔喷水系统工作时，第一电磁阀处于打开状态，就地控制器实时接收温度传感器的出口烟气温度值并将该出口烟气温度值和内部温度设定值进行比较，通过PID控制器实时计算，输出信号来控制回水流量调节阀的开度：

若出口烟气温度值高于所述温度设定值，则喷水量不足，此时降低所述回水流量调节阀的开度；

若出口烟气温度值低于所述温度设定值，则喷水量过大，此时增大所述回水流量调节阀的开度。

同时根据回水流量调节阀开度控制第二电磁阀运行状态：

若回水流量调节阀开度下降到控制器内部的第二电磁阀开设定值时，表明只开第一电磁阀已不太能满足喷水量的需求，此时打开第二电磁阀来确保增湿塔的性能；

若回水流量调节阀上升到控制器内部的第二电磁阀关设定值时，表明只开第一电磁阀也可满足喷水量的需求，此时关闭第二电磁阀。

本实用新型控制系统智能化程度高，反应速度快，功能完善，界面友好，与远程控制器实时进行数据交互，可以长时间安全稳定运行。

附图说明

图1是本实用新型增湿塔喷水智能控制系统主要结构示意图；

图2是本实用新型增湿塔喷水智能控制系统闭环控制原理图；

图3是回水流量调节阀开度滞回比较器原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例及附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的增湿塔喷水智能控制系统包括远程控制器、上位机、就地控制器、水泵、水箱、压力传感器、液位传感器、回水电磁阀、回水流量调节阀、第一电磁阀(即电磁阀1)、第二电磁阀(即电磁阀2)、第一喷嘴组(即喷嘴组1)、第二喷嘴组(即喷嘴组2)以及温度传感器；

远程控制器、上位机、就地控制器、水泵、水箱、压力传感器、液位传感器、回水电磁阀、回水流量调节阀、第一电磁阀、第二电磁阀位于增湿塔外部；

第一喷嘴组和第二喷嘴组位于增湿塔塔体内的中上部，温度传感器位于增湿塔出口处；

第一电磁阀和第一喷嘴组沿水流方向通过管路串接，第二电磁阀和第二喷嘴组沿水流方向通过管路串接，第一电磁阀和第一喷嘴组所在的串接管路与第二电磁阀和第二喷嘴组所在的串接管路组成第一并联管路，回水电磁阀与回水流量调节阀组成第二并联管路，第一并联管路的出水端通过管路与第二并联管路的进水端连接，第二并联管路的出水端沿水流方向通过管路依次与水箱、水泵连接，水泵的出水端与第一并联管路的进水端连接；

压力传感器的一端与第一并联管路的进水端和水泵的出水端之间的管路连接，另一端与就地控制器电连接；液位传感器的一端与水箱连接，另一端与就地控制器电连接；回水电磁阀和回水流量调节阀分别与就地控制器电连接；第一电磁阀、第二电磁阀依次与就地控制器电连接；温度传感器与就地控制器电连接；

上位机和远程控制器分别与就地控制器通讯地连接。

优选地，就地控制器和上位机进行MPI通讯。

优选地，增湿塔喷水智能控制系统，就地控制器和远程控制器进行Profibus-dp通讯。

就地控制器、上位机、回水电磁阀、回水流量调节阀、第一电磁阀和第二电磁阀都是由UPS(不间断电源)进行供电。发生停电故障时，操作人员依然可以通过上位机打开第一电磁阀、第二电磁阀和回水电磁阀，使水回流到水箱内。

如图1所示，图1中的就地控制器是本控制系统的控制核心部件，完成所有的工艺控制和顺序联锁保护控制功能。就地控制器和上位机进行MPI通讯，将工艺参数、运行状态和报警信息传送给上位机，上位机对上述工艺参数、运行状态和报警信息进行显示和存储；同时操作人员也可以通过上位机进行操作。就地控制器和远程控制器进行Profibus-dp通讯，就地控制器将工艺参数、运行状态和报警信息也传送给远程控制器，远程控制器实时接收就地控制器传送的工艺参数、运行状态和报警信息并对其进行显示和记录，同时根据就地控制器传送来的水箱液位报警信号对水箱进行补水。而且远程通控制器会将增湿塔出口处烟气的温度设定值传送给就地控制器。

液位传感器实时监测水箱的水位状态。当液位值低于就地控制器内的补水液位设定值时，液位传感器通过就地控制器就向远程控制器发出水箱液位报警信号，远程控制器进而控制相应的设备对水箱进行补水；当液位值高于上限液位设定值时，远程控制器停止对水箱进行补水。

在本实用新型的实施例中水泵采用的是高压水泵，可以确保水压恒定，保证喷嘴的雾化效果。

压力传感器实时监测水泵出口处的压力值。若压力值高于压力上限设定值，则打开回水电磁阀，将回水流量调节阀开度调到100％，关闭水泵进行快速泄压；若压力值低于压力下限设定值，则及时关闭水泵、第一电磁阀和第二电磁阀，进行故障检查。

回水电磁阀用的是常闭阀，正常运行时，回水电磁阀一直关闭。当压力传感器测得的压力值高于压力上限设定值时，回水电磁阀得电，回水电磁阀打开进行泄压；当系统停止运行时，也会打开回水电磁阀，使水流回流到水箱内。

第一电磁阀、第二电磁阀和回水流量调节阀是系统水流量调节的主要执行机构，系统通过调节第一电磁阀、第二电磁阀的开关状态和回水流量调节阀的开度来控制喷嘴的喷水量。

温度传感器装设在增湿塔出口处，用来实时监测增湿塔出口烟气温度值。系统通过调节喷水量来控制增湿塔出口处烟气的温度。

增湿塔喷水控制系统的核心就是调节喷水量来控制增湿塔出口烟气的温度。本控制系统核心控制原理如图2所示，根据生料磨运行状态自动更改温度设定值，采用PID控制器闭环控制回水流量调节阀的开度，用如图3所示的滞回比较器控制第二电磁阀的运行状态。

本实用新型控制系统总控制流程如下：远程控制器根据接收到的液位传感器的信号对水箱进行补水，并且根据生料磨的运行状态实时的将温度设定值传送给就地控制器。当温度传感器的出口烟气温度值超过就地控制器内的系统启动设定值时，就地控制器打开第一电磁阀和回水电磁阀，同时控制回水流量调节阀开度为100％，延时1分钟后打开水泵；水泵打开后关闭回水电磁阀，启动PID控制器，进行闭环控制，以控制回水流量调节阀的开度和第二电磁阀的运行状态；当温度传感器的出口烟气温度值低于就地控制器内的系统启动设定值时，关闭水泵，打开回水电磁阀，将回水流量调节阀开度调为100％，使水管内的水快速回流到水箱内，延时2分钟后，关闭第一电磁阀和回水电磁阀，同时停止系统运行。

其中闭环控制具体流程如下(如图2所示)：增湿塔喷水系统工作时，第一电磁阀处于打开状态，就地控制器实时接收温度传感器的出口烟气温度值并将该出口烟气温度值和内部的温度设定值进行比较，通过PID控制器实时计算，输出4～20mA信号来控制回水流量调节阀的开度：

若出口烟气温度值高于温度设定值，则喷水量不足，此时降低回水流量调节阀的开度；

若出口烟气温度值低于温度设定值，则喷水量过大，此时增大回水流量调节阀的开度。

同时就地控制器根据回水流量调节阀开度控制第二电磁阀运行状态(如图3所示)：

若回水流量调节阀开度下降到控制器内部的第二电磁阀开设定值时，表明只开第一电磁阀已不太能满足喷水量的需求，此时打开第二电磁阀来确保增湿塔的性能；

若回水流量调节阀上升到控制器内部的第二电磁阀关设定值时，表明只开第一电磁阀也可满足喷水量的需求，此时关闭第二电磁阀。

本实用新型增湿塔喷水智能控制系统以就地控制器作为控制核心，实时的将工艺参数在上位机进行显示，并和远程控制器进行数据交换，自动化程度高，实时控制，真正实现了增湿塔喷水的智能控制，可以全自动稳定运行。

以上实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。