一种确保结晶器冷却水温度稳定的装置和方法_3

文档序号:9427891阅读:来源:国知局
[0062] 具体是操作如下:
[0063] (1)升温模式
[0064] 当计算机所接收到的水温信号低于30~38°C的范围时,会自动开启饱和蒸汽加 热装置5,饱和蒸汽加热装置5向结晶器冷却水循环系统的循环水池中注入一定量的饱和 蒸汽,具体方法是:在原有的结晶器冷却水流量不变的前提下,以水温为34°C为控制目标, 根据当前时刻的冷却水温度和蒸汽温度,首先自动计算出加热冷却水所需的蒸汽体积,计 算模型是:
[0066] 式中:C水为冷却水的比热,X/(kg · °C ),通常为4· 2X 103X/(kg · °C ) ; P水为冷却 水的密度,1^/1113,通常为1.0\1031^/1113;¥#为当前时刻循环系统中冷却水的体积,111 3;1'§标 为结晶器冷却水目标控制温度,1为当前时刻的结晶器冷却水温度,°C;Ce为饱和蒸 汽的比热,JAkg · °C ),通常为4. 2X IO3JAkg · °C ) 为当前时刻饱和蒸汽的温度,°C ; L汽为水蒸汽潜热,J/kg,通常为2. 26X 106J/kg ;a为加权数,通常为I. 0~1. 2。
[0067] 计算完成后,水温动态分析控制装置自动启动饱和蒸汽加热装置5, 即:计算机通 过饱和蒸汽PLC向饱和蒸汽加热装置5中的电磁阀12发送开启信号,从而打开电磁阀12。 此时蒸汽储汽包中的饱和蒸汽会在内部压力的作用下向结晶器冷却水循环系统中注入饱 和蒸汽。在注入的过程中,计算机会根据反馈回来的当前时刻蒸汽流量,自动累计出已向结 晶器冷却水循环系统中喷入的蒸汽总量。累计方法为:
[0068] V汽=Σ 0汽 i · A t
[0069] 式中:Qg为当前时刻注入的蒸汽流量,m3/s ; Δ t为检测周期,s,通常为1~2s。
[0070] 当蒸汽累计总量达到蒸汽计算量时,计算机会再次通过饱和蒸汽PLC向饱和蒸汽 加热装置5中的电磁阀12发送关闭信号,完成饱和蒸汽向结晶器冷却水循环系统的注入操 作。
[0071] 蒸汽在进入循环系统后,会冷凝成水,其体积会发生变化,具体为:^ 7X = 0. 8036 ·ν$ (式中:Ve 7X为蒸汽冷凝后水的体积,m3)。而蒸汽会导致结晶器冷却水循环系 统中总水量的变化。为避免系统内的总水量超过水量上限,在喷射蒸汽的过程中,计算机会 通过结晶器冷却水体积检测元件实时监控结晶器冷却水循环系统中的总水量信息,当水量 超过设备要求的水量上限时,会自动打开排水装置8进行排水操作,即:计算机通过排水电 磁阀PLC向排水装置8的电磁阀12发送开启信号,打开电磁阀12,实现向外排水。需要排 出的设定水量为:
[0072] V排=V结水+V汽水-V上限
[0073] 式中:V#为所设定的系统需要向外排出的冷却水体积,m3;V 为系统原有的冷却 水体积,m3;V 为系统内所规定的冷却水体积的上限,m3。
[0074] 当计算机检测到的总水量低于冷却水循环系统允许水量的上限时,会通过排水电 磁阀PLC向排水装置8电磁阀12发送关闭信号,关闭电磁阀12,完成排水操作。最终,完成 针对结晶器冷却水的升温操作。
[0075] ⑵降温模式
[0076] 当计算机所接收到的结晶器冷却水水温信号高于30~38°C的范围时,会将进行 以下操作:
[0077] ①当环境温度低于38°C时
[0078] 计算机会通过风冷冷却PLC分别向风冷冷却装置6附近的冷却水主管道1、冷却分 支管道2上的电磁阀12发出信号,即:关闭冷却水主管道1上的电磁阀12,打开冷却分支 管道2上的电磁阀12,从而将结晶器冷却水引入U形管道13中。同时,计算机通过风冷冷 却PLC向风冷冷却装置6中的风机14发出启动信号,通过风冷方式,降低结晶器冷却水的 温度。当结晶器冷却水的温度低于38°C时,计算机会通过风冷冷却PLC向风机14发出关 闭信号,关闭风机14。同时,计算机会通过风冷冷却PLC向风冷冷却装置6附近的冷却水 主管道1、冷却分支管道2上的电磁阀12再次发出信号,即:打开冷却水主管道1上的电磁 阀12,关闭冷却分支管道2上的电磁阀12,将结晶器冷却水再次引入到冷却水主管道1中。 最终,完成针对结晶器冷却水的降温操作。
[0079] ②当环境温度高于38°C时
[0080] 计算机控制补给冷却水装置7向结晶器冷却水循环系统的循环水池中注入一定 量的冷却水。具体方法是:计算机首先在原有的结晶器冷却水流量不变的前提下,以水温 为35°C为控制目标,根据当前时刻的结晶器冷却水温度和外界冷却水温度,自动计算出需 要注水的体积,计算模型是:
[0082] 式中:为需要从外界补充到结晶器冷却水循环系统中水的体积,m3;V 为当 前时刻结晶器内的冷却水的体积,m3;T 为当前时刻结晶器冷却水的温度,°C 为当 前时刻的外界冷却水的温度,°C ;a为加权数,通常为I. 0~1. 2。
[0083] 当用水量数据计算完成后,计算机会通过补给冷却水PLC向补给冷却水装置7的 电磁阀12发出启动信号,从而启动电磁阀,此时,补给冷却水装置7会向结晶器冷却水循环 系统中注入冷却水。在注入的过程中,计算机会根据反馈回来的当前时刻冷却水流量,自动 累计出已向结晶器冷却水循环系统中注入的冷却水总量。累计方法为:
[0085] 式中:为当前时刻补加冷却水的流速,m3/s ; At为检测周期,s,通常为1~ 2s〇
[0086] 在补给冷却水装置7向结晶器冷却水循环系统中补水的过程中,计算机会自动记 录补水的时间。当补水时间达到设定要求时,计算机会通过补给冷却水PLC向补给冷却水 装置7中的电磁阀12发出关闭信号,关闭该电磁阀12。此时补给冷却水装置7将停止向结 晶器冷却水循环系统中注入冷却水。
[0087] 由于补水操作会影响到结晶器冷却水循环系统中的总水量的变化。因此为避免系 统内的总水量超过水量设定的上限,在向结晶器冷却水循环系统中加入冷却水的过程中, 计算机会通过结晶器冷却水体积检测元件实时监控结晶器冷却水循环系统中的冷却水总 体积,当冷却水的总体积超过设备设计要求的冷却水体积上限时,计算机会会自动打开排 水装置8进行排水操作,即:计算机通过排水电磁阀PLC向排水装置8电磁阀12发送开启 信号,打开电磁阀12实现向外排水。需要排出的设定水量为:
[0089] 当计算机监测到的总水低于系统允许水量的上限时,会通过排水电磁阀PLC向排 水装置8电磁阀12发送关闭信号,关闭电磁阀12,完成排水操作。最终,完成针对结晶器冷 却水的降温操作。
[0090] 通过上述工作,最终实现结晶器冷却水温度稳定在30~38°C的范围内。
[0091] 实施例1
[0092] 结晶器冷却水循环系统中冷却水容量的上限值为200m3,下限为160m 3。
[0093] 当前时刻,水温动态分析控制装置4中的计算机检测到当前时刻各检测元件反馈 回来的信号分别是:结晶器冷却水温度为23°C,低于标准要求的30~38°C的控制范围;饱 和蒸汽温度为ll〇°C ;当前时刻结晶器冷却水循环系统中的总水量为180m3。根据上述检测 结果,计算机自动启动结晶器冷却水升温模式,按照结晶器冷却水水温34°C为目标值,并将 权值定为1. 2,得出温升所需的饱和蒸汽体积:
[0095] 然后,计算机开始通过饱和蒸汽PLC向饱和蒸汽加热装置5中的电磁阀12发出启 动信号,打开电磁阀12,向循环系统中注入饱和蒸汽。在喷射蒸汽的过程中,计算机利用饱 和蒸汽流量检测元件实时检测蒸汽的流量,并累计已喷射的蒸汽量,当检测到已喷射出6m3的饱和蒸汽后,计算机会通过饱和蒸汽PLC向饱和蒸汽加热装置5中的电磁阀12发出关闭 信号,关闭电磁阀12,完成饱和蒸汽的注入工作。
[0096] 在向结晶器冷却水循环系统中注入饱和蒸汽的过程中,计算机会实时监测系统内 冷却水总体积的变化。通过计算可知,6m3的饱和蒸汽冷凝后会变成4. 82m 3的水。当加入 饱和蒸汽后,结晶器冷却水循环系统中的总水量变为184. 82m3,未达到200m3的系统水量上 限,因此计算机无需开启排水装置8。
[0097] 在完成饱和蒸汽的注入操作后,结晶器冷却水的实际温度升至35°C,达到了 30~ 38 °C的工艺控制要求。
[0098] 实施例2
[0099] 结晶器冷却水循环系统中冷却水容量的上限值为200m3,下限为160m 3。
[0100] 当前时刻,水温动态分析控制装置4中的计算机检测到当前时刻各检测元件反馈 回来的信号分别是:结晶器冷却水温度为40°C,高于标准要求的30~38°C的控制范围;当 前时刻空气温度为30°C ;当前时刻结晶器冷却水循环系统中的总水量为190m3。根据上述 检测结果,计算机自动启动结晶器冷却水降温模式,即:首先通过风冷冷却PLC向风冷冷却 装置6附近的冷却水主管道1、冷却分支管道2上的电磁阀12发出信号,将冷却水主管道1 上的电磁阀12关闭,将冷却分支管道2上的电磁阀12打开,将结晶器冷却水引入到风冷冷 却装置6的U形管道13中,同时通过风冷冷却PLC向风机14发出启动信号,启动风机14 对U形管道13进行吹风处理。当计算机检测到的结晶器冷却水温度降至38°C以下时,计算 机会再次通过风冷冷却PLC向风机14发出关闭信号,关闭风机14,同时再次通过风冷冷却 PLC分别向风冷冷却装置6附近的冷却水主管道1、冷却分支管道2上的电磁阀12发出信 号,将冷却水主管道1上的电磁阀12打开,将冷却分支管道2上的电磁阀12关闭,将结晶 器冷却水引回到冷却水主管道1中,从而完成降温操作。
[0101] 在完成降温操作后,结晶器冷却水
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