专利名称：一种直燃式液氮蒸发器的控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种直燃式液氮蒸发器的控制设备。
背景技术：
蒸发器是液氮设备的核心部件，它的作用是对氮气排出温度进行调节和控制。目前，主要是通过手动控制来调节氮气的排出温度，在设备工作过程中，根据仪表显示的排出温度手动地调节蒸发器的温度和风扇的转速。这样，氮气的排出温度调节滞后，很难实现温度的精确控制，且操作者手动操作温度控制阀门时需要有一定的经验，操作过程复杂，安全性差，一旦操作不当，就可能导致燃油喷出设备外，给操作人员的人身安全带来隐患。另外，燃烧后的废气直接水平向外排出，排出的气体很容易污染操作者周围的空气，对操作者的健康不利。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能自动控制直燃式液氮蒸发器工作的控制设备。本发明的技术方案如下一种直燃式液氮蒸发器的控制设备包括第一信号采集模块、第二信号采集模块、PID控制器、数据处理器；所述PID控制器分别与所述第一信号采集模块和所述数据处理器相连，所述数据处理器还与第二信号采集模块相连；
所述第一信号采集模块，用于获取所述蒸发器的氮气排放管道的温度，并发送至所述PID控制器；
所述PID控制器内保存有预设温度值，用于判断所述氮气排放管道的温度是否符合标准，并将判断结果发送至所述数据处理器；
所述第二信号采集模块，用于获取所述蒸发器的燃烧室的开关状态，并发送至所述数据处理器；
所述数据处理器，根据所述PID控制器发送的判断结果计算需要开启的燃烧室的数量，并调整所述燃烧室的开关状态。进一步地，所述控制设备还包括开关控制模块，所述开关控制模块与所述数据处理器相连；
所述开关控制模块，用于接收所述数据处理器发送的周期性控制信号，控制所述燃烧室的开关状态呈周期性变化。进一步地，所述数据处理器调整所述燃烧室的开关状态后，所述第二信号采集模块还在一定预设时间后，获取燃烧室的开关状态；
若燃烧室未按照所述数据处理器的控制正常工作，则所述数据处理器选择开启其它燃烧室。进一步地，所述燃烧室外设有显示本燃烧室开关状态的指示灯。进一步地，所述PID控制器发送至所述数据处理器的判断结果包括氮气排放管道的温度是否与预设温度值相同、氮气排放管道的温度与预设温度值之间的温差。进一步地，所述数据处理器根据对称燃烧规则控制开启燃烧室。进一步地，所述第一信号采集模块为温度传感器；所述第二信号采集模块为温度传感器。本发明的有益效果是
I.本发明技术方案实现了对多室直燃式液氮蒸发器的自动化控制，避免手动调节对操作者业务能力的要求。通过实时地监测氮气排放管道的温度，及时调整燃烧室的工作状况，提高了控制精度，避免了手动控制调节滞后的情况出现。2.简化了操作过程，提高了操作安全性，避免手动调节时，因操作者业务不熟练而造成的危险。 3.控制多个燃烧室合理的对称轮回燃烧，不仅保证蒸发器的热量均匀分配，还延长了蒸发器的使用寿命。4.提高了蒸发器的使用灵活性，实时地检测燃烧室的工作情况，若检测到燃烧室出现故障不能正常工作，则及时调整其它燃烧室补充释放热量，保证工作的顺利进行。
图I为本发明直燃式液氮蒸发器的控制设备的第一种实现方式的构成示意 图2为本发明直燃式液氮蒸发器的控制设备的第二种实现方式的构成示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。如图I所示，本发明的直燃式液氮蒸发器的控制设备，用于监测蒸发器氮气排放管道的温度信息，自动调整燃烧室的工作情况。作为本发明控制设备的第一种实现方式，该设备11包括第一信号采集模块20、第二信号采集模块30、PID控制器10、数据处理器40。PID控制器10分别与第一信号采集模块20和数据处理器40相连，数据处理器40还与第二信号采集模块30相连。其中，第一信号采集模块20，用于获取蒸发器的氮气排放管道的温度，并发送至PID控制器10。PID控制器10内保存有预设温度值，用于判断氮气排放管道的温度是否符合标准，并将判断结果发送至数据处理器40。第二信号采集模块30，用于获取蒸发器的燃烧室的开关状态，并发送至数据处理器40。数据处理器40，根据PID控制器10发送的判断结果计算需要开启的燃烧室的数量，并调整燃烧室的开关状态。其中，第一信号采集模块20和第二信号采集模块30均可为温度传感器。通过本发明控制设备11中的第一信号采集模块20实时监测氮气排放管道的温度，通过第二信号采集模块30实时监测蒸发器内燃烧室的工作情况信息，在控制设备11获得这两方面信息后，PID控制器10就可判断当前氮气排出温度是否符合标准若氮气排出温度与预设温度相同，则PID控制器10保持蒸发器当前的工作状态不变；若氮气排出温度与预设不符，则PID控制器10将判断结果(包括检测温度与预设温度不相符、检测温度与预设温度之间的温差)发送至数据处理器40。数据处理器40依据温差计算需要开启的燃烧室数量(即几个燃烧室正常工作产生的热量，能够保证氮气排出温度与预设温度相同)，并根据第二信号采集模块30反馈的已开启的燃烧室数量，调整蒸发器燃烧室的工作情况。以蒸发器包括八个燃烧室为例，因为每个燃烧室的结构是相同的，在操作过程中只要油压设定好后，可以认为每个燃烧室产生的热量是相同的。蒸发器总共有八个燃烧室，设定每个燃烧室的热量为一级，则燃烧室产生的热量由高到低可以总分为8个级别，即8个比例区间。若数据处理器40计算判断第一信号采集模块20发送的温差为最大级别(即第八级别范围内)时，则数据处理器40控制开启8个燃烧室。以此类推，数据处理器40根据温差数值，按照比例选择开启燃烧室的数目，此处不再赘述。如图2所示，作为本发明控制设备的第二种实现方式，控制设备13还包括开关控制模块50，开关控制模块50与数据处理器40相连。开关控制模块50，用于接收数据处理器40发送的周期性控制信号，控制燃烧室的开关状态呈周期性变化。在控制设备的第二种实现方式中，增加了控制燃烧室周期性工作的开关控制模块50，这样控制设备13就能更精细地控制蒸发器的工作。仍以蒸发器包括八个燃烧室的情况为例，采用控制设备的第一种实现方式，燃烧 室产生的热量总分为8个级别。若采用控制设备的第二种实现方式，为每个燃烧室附加一个周期2s的方波程序(通断各I秒)来控制燃烧室工作状态的开关控制模块50，这种就可将八个燃烧室产生的热量分成了 16个级别，使得控制设备的控制更加精细，同时还扩大了调整氮气排出温度的范围，可满足15°C 21°C氮气排出温度的控制要求。进一步地，在上述控制设备的第一种实现方式和第二种实现方式技术方案的基础之上，还加入了防意外设计。防止燃烧室出现故障不能正常工作时(例如母火未点燃)，控制设备11/13还控制其开启工作，导致氮气排出温度无法达到预期温度。仍以八个燃烧室的蒸发器为例，若控制设备11/13控制开启编号为1、2、5、6的四个燃烧室工作，其中1、5燃烧室出现故障不能工作，这样蒸发器中实际工作的仅有2、6燃烧室，这就不能满足调整氮气排出温度的要求，故增加了防意外设计，具体方案如下数据处理器40调整燃烧室的开关状态后(即向1、2、5、6燃烧室发送控制信号，启动燃烧室工作，点燃主火)，第二信号采集模块30在一定预设时间后，获取燃烧室的开关状态。因为若燃烧室正常工作，则经预设时间后燃烧室会达到一定的温度，就可通过第二信号采集模块30 (例如温度传感器)采集该温度信息传送至数据处理器40，由数据处理器40判断燃烧室的工作情况。若燃烧室出现故障，未按照数据处理器40的控制正常工作，则数据处理器40获得燃烧室存在故障的信息后，选择开启其它燃烧室。也就是说，数据处理器40获知1、5号燃烧室存在故障后，则自剩余的未开启的3、4、7、8燃烧室中选取两个替代1、5号燃烧室，根据对称燃烧规则，可选择启动3、7号燃烧室或者4、8号燃烧室工作，以满足调整氮气排出温度的需求，保证工作的正常进行。进一步地，燃烧室外还设有显示本燃烧室开关状态的指示灯，若燃烧室点燃主火，且使得本燃烧室达到一定的温度后，则点亮指示灯，提示操作人员该燃烧室为开启状态，且可以正常工作。否则，熄灭指示灯。为了防止蒸发器单边燃烧造成的温度失衡，液氮蒸发不充分，甚至是局部温度过高而损坏蒸发器的情况出现，数据处理器40根据对称燃烧规则控制开启燃烧室。以蒸发器包括八个燃烧室为例，对称燃烧规则是指，八个燃烧室呈圆周排列，顺序编码为1，2，3……8，燃烧室开启采用I和5，2和6，3和7，4和8这样的对开分组方式。控制多个燃烧室合理的对称轮回燃烧，不仅保证蒸发器的热量均匀分配，还能防止出现单边燃烧导致的蒸发器受热不均，损伤蒸发器的现象出现，延长了蒸发器的使用寿命。
以上仅为本发明的较佳实施例子，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种直燃式液氮蒸发器的控制设备，其特征在于， 包括第一信号采集模块、第二信号采集模块、PID控制器、数据处理器；所述PID控制器分别与所述第一信号采集模块和所述数据处理器相连，所述数据处理器还与第二信号采集模块相连； 所述第一信号采集模块，用于获取所述蒸发器的氮气排放管道的温度，并发送至所述PID控制器； 所述PID控制器内保存有预设温度值，用于判断所述氮气排放管道的温度是否符合标准，并将判断结果发送至所述数据处理器； 所述第二信号采集模块，用于获取所述蒸发器的燃烧室的开关状态，并发送至所述数据处理器； 所述数据处理器，根据所述PID控制器发送的判断结果计算需要开启的燃烧室的数量，并调整所述燃烧室的开关状态。
2.按照权利要求I所述的直燃式液氮蒸发器的控制设备，其特征在于， 所述控制设备还包括开关控制模块，所述开关控制模块与所述数据处理器相连； 所述开关控制模块，用于接收所述数据处理器发送的周期性控制信号，控制所述燃烧室的开关状态呈周期性变化。
3.按照权利要求I或2所述的直燃式液氮蒸发器的控制设备，其特征在于， 所述数据处理器调整所述燃烧室的开关状态后，所述第二信号采集模块还在一定预设时间后，获取燃烧室的开关状态； 若燃烧室未按照所述数据处理器的控制正常工作，则所述数据处理器选择开启其它燃烧室。
4.按照权利要求3所述的直燃式液氮蒸发器的控制设备，其特征在于， 所述燃烧室外设有显示本燃烧室开关状态的指示灯。
5.按照权利要求3所述的直燃式液氮蒸发器的控制设备，其特征在于， 所述PID控制器发送至所述数据处理器的判断结果包括氮气排放管道的温度是否与预设温度值相同、氮气排放管道的温度与预设温度值之间的温差。
6.按照权利要求3所述的直燃式液氮蒸发器的控制设备，其特征在于， 所述数据处理器根据对称燃烧规则控制开启燃烧室。
7.按照权利要求I或2所述的直燃式液氮蒸发器的控制设备，其特征在于， 所述第一信号采集模块为温度传感器； 所述第二信号采集模块为温度传感器。
8.按照权利要求I或2所述的直燃式液氮蒸发器的控制设备，其特征在于， 所述燃烧室外设有显示本燃烧室开关状态的指示灯。
9.按照权利要求I或2所述的直燃式液氮蒸发器的控制设备，其特征在于， 所述PID控制器发送至所述数据处理器的判断结果包括氮气排放管道的温度是否与预设温度值相同、氮气排放管道的温度与预设温度值之间的温差。
10.按照权利要求I或2所述的直燃式液氮蒸发器的控制设备，其特征在于， 所述数据处理器根据对称燃烧规则控制开启燃烧室。
全文摘要
本发明的直燃式液氮蒸发器的控制设备包括第一信号采集模块、第二信号采集模块、PID控制器、数据处理器。第一信号采集模块用于获取氮气排放管道的温度。PID控制器内保存有预设温度值，用于判断氮气排放管道的温度是否符合标准，并将判断结果发送至数据处理器。第二信号采集模块用于获取燃烧室的开关状态，并发送至数据处理器。数据处理器根据PID控制器发送的判断结果计算需要开启的燃烧室的数量，并调整燃烧室的开关状态。本发明实现了对多室直燃式液氮蒸发器的自动化控制，避免手动调节对操作者业务能力的要求。通过实时地监测氮气排放管道的温度，及时调整燃烧室的工作状况，提高了控制精度，避免了手动控制调节滞后的情况出现。
文档编号G05D23/19GK102890517SQ20111020324
公开日2013年1月23日 申请日期2011年7月20日 优先权日2011年7月20日
发明者毛竹青, 刘凯深, 王洪力 申请人:烟台杰瑞石油装备技术有限公司