专利名称：一种密封循环系统用多位纺丝风量控制装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种干法制造高强聚乙烯纤维生产装置中的密封循环系统用多位纺丝风量控制方法。
背景技术：
干法制备高强聚乙烯纤维生产装置中，密闭循环风量系统的主要工艺为使用氮气风将纺位丝束中的溶剂蒸发，使丝束凝固成型；而带有溶剂蒸汽的氮气风在回收溶剂以后循环使用，并且不得泄露入大气或混入空气。在生产过程中，由压缩机驱动的高压、大风量氮气将会被分配到各个吹风装置和甬道中。由于高性能聚乙烯纤维产品质量好坏直接与进入每个吹风装置和甬道中的氮气流量和压力的均匀性有关。根据生产的工艺要求，进入每个吹风装置和甬道中的氮气流量要求稳定并保持一致，与设定值的偏差必须< I %，并能够 在很宽的温度范围内保持测量准确、控制精确稳定。而气体的流量和压力的控制精度相对液体来说，精度较难控制，以前往往采用高精度的仪表设备进行控制，投资成本较高。采用干法纺丝工艺生产高强聚乙烯纤维的实验装置，其纺丝位置只有两个，所以各位的风量间的干扰不大，所以风量控制采用的是手动控制。而在实际生产中，纺丝位置高达几十个，甚至更多，各个位的风量、风压的相互干扰会很大，若仍然采用手动控制，无疑会加强人工劳动力，增加人工成本。因此手动控制风量和风压已不能适应工业化生产的要求，必须采用自动化控制；而目前针对干法纺丝生产工艺的自动控制风量方法还未出现。
发明内容
发明目的为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种密封循环系统用多位纺丝风量控制方法，是一种针对密闭循环系统侧吹风和甬道风风量和回风压力控制而发明的宽温度范围气体流量测量、控制方法，多回路侧吹和甬道风流量压力控制解耦方法和非密封管道微小压力控制，阻断管道内外气体交换的控制方法。保证在多回路的密闭循环系统侧吹风和甬道风风量和风压的波动控制在设定范围内。技术方案为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种密封循环系统用多位纺丝风量控制装置，包括侧吹风流量监测控制装置、侧吹回风压力监测控制装置、甬道风流量监测控制装置、甬道回风压力监测控制装置和控制器；所述侧吹风流量监测控制装置包括电阻体TE1、标准孔板节流装置FTl和控制阀VI，所述侧吹回风压力监测控制装置包括压力变送器PT2和控制阀V2，所述甫道风流量监测控制装置包括电阻体TE4、标准孔板节流装置FT4和控制阀V4，所述甬道回风压力监测控制装置包括压力变送器PT3和控制阀V3;所述侧吹风流量监测控制装置和侧吹回风压力监测控制装置设置在每个纺丝位的侧吹风进风管道和侧吹风回风管道上，所述甬道风流量监测控制装置和甬道回风压力监测控制装置设置在每个纺丝位的甬道风进风管道和甬道风回风管道上，在每个纺丝位甬道的丝束出口处设有氮封阀V5，通过V5施加一定压力的氮气阻断甬道内外介质交换；所述控制器内部设有侧吹风流量监测控制模块、侧吹回风压力监测控制模块、甬道风流量监测控制模块和甬道回风压力监测控制模块；所述电阻体TEl的输出端和标准孔板节流装置FTl的输出端连接侧吹风流量监测控制模块的输入端，侧吹风流量监测控制模块的输出端连接控制阀Vl ;所述压力变送器PT2的输出端连接侧吹回风压力监测控制模块的输入端，侧吹回风压力监测控制模块的输出端连接控制阀V2 ;所述电阻体TE4的输出端和标准孔板节流装置FT4的输出端连接甬道风流量监测控制模块的输入端，甬道风流量监测控制模块的输出端连接控制阀V4 ;所述压力变送器PT3的输出端连接甬道回风压力监测控制模块的输入端，甬道回风压力监测控制模块的输出端连接控制阀V3。
本发明提供的密封循环系统用多位纺丝风量控制装置，由于丝束运行的关系，在机械上不能做到完全密封，需要通过对整个装置管道内的风压控制，阻断风道内外气体交换，保证整个装置为实际密封循环的工作系统。在本发明中，通过对各个纺位的回风压力控制与总管的尾风压力精确控制，将循环风道非机械密封处的压力保持在非常接近于环境大气压值附近，只在丝束出口的开口处使用少量氮气风，阻断循环管道与周围大气的气体交换，使多位纺丝风量循环系统在实际上机械不密封情况下，构成了实际的密封系统。所述控制器可以为PLC控制器。一种针对本发明提供的密封循环系统用多位纺丝风量控制装置的控制方法，主要包括(a)侧吹风流量监测控制、(b)侧吹回风压力监测控制、(C)甬道风流量监测控制和(d)甬道回风压力监测控制几个部分其中，(a)侧吹风流量监测控制包括如下步骤 (al)侧吹风流量监测控制模块通过电阻体TEl和标准孔板节流装置FTl提供的信息计算侧吹风实际流量值；(a2)比较侧吹风实际流量值与侧吹风设定流量值的差值AF1，判断差值AFl是否为零，若判断结果为是返回步骤(al)；(a3)若步骤(a2)的判断结果为否，则调节控制阀Vl开度；(a4)返回步骤(al)；其中，(b)侧吹回风压力监测控制包括如下步骤(bl)侧吹回风压力监测控制模块通过压力变送器PT2提供的信息计算侧吹回风实际压力值；(b2)比较侧吹回风实际压力值与侧吹回风设定压力值的差值AP2，判断差值AP2是否为零，若判断结果为是返回步骤(bl)；(b3)若步骤(b2)的判断结果为否，则调节控制阀V2开度；(b4)返回步骤(bl)；其中，(c)甬道风流量监测控制包括如下步骤 (cI)甬道风流量监测控制模块通过电阻体TE4和标准孔板节流装置FT4提供的信息计算甬道风实际流量值；(c2)比较甬道风实际流量值与甬道风设定流量值的差值AF4，判断差值AF4是否为零，若判断结果为是返回步骤(Cl)；(c3)若步骤(c2)的判断结果为否，则调节控制阀V4开度；(c4)返回步骤(Cl)；其中，(d)甬道回风压力监测控制包括如下步骤
(dl)甬道回风压力监测控制模块通过压力变送器PT3提供的信息计算甬道回风实际压力值；(d2)比较甬道回风实际压力值与甬道回风设定压力值的差值AP3，判断差值AP3是否为零，若判断结果为是返回步骤(dl)；(d3)若步骤(d2)的判断结果为否，则调节控制阀V3开度；(d4)返回步骤(dl)。本系统采用了传统的标准孔板节流装置差压/流量计作为流量测量仪表，结构简单、制造成本低。标准孔板节流装置是以伯努利方程和流体连续性方程为依据，根据节流原理，当流体流经标准孔板时，在其前后产生压差，此差压值与该流量的平方成正比。标
权利要求
1.一种密封循环系统用多位纺丝风量控制装置，其特征在于所述控制装置包括侧吹风流量监测控制装置、侧吹回风压力监测控制装置、甬道风流量监测控制装置、甬道回风压力监测控制装置和控制器；所述侧吹风流量监测控制装置包括电阻体TE1、标准孔板节流装置FTl和控制阀VI，所述侧吹回风压力监测控制装置包括压力变送器PT2和控制阀V2，所述甬道风流量监测控制装置包括电阻体TE4、标准孔板节流装置FT4和控制阀V4，所述甬道回风压力监测控制装置包括压力变送器PT3和控制阀V3 ;所述侧吹风流量监测控制装置和侧吹回风压力监测控制装置设置在纺丝位的侧吹风进风管道和侧吹风回风管道上，所述甬道风流量监测控制装置和甬道回风压力监测控制装置设置在纺丝位的甬道风进风管道和甬道风回风管道上，在纺丝位甬道的丝束出口处设有氮封阀V5;所述控制器内部设有侧吹风流量监测控制模块、侧吹回风压力监测控制模块、甬道风流量监测控制模块和甬道回风压力监测控制模块；所述电阻体TEl的输出端和标准孔板节流装置FTl的输出端连接侧吹风流量监测控制模块的输入端，侧吹风流量监测控制模块的输出端连接控制阀Vl ;所述压力变送器PT2的输出端连接侧吹回风压力监测控制模块的输入端，侧吹回风压力监测控 制模块的输出端连接控制阀V2 ;所述电阻体TE4的输出端和标准孔板节流装置FT4的输出端连接甬道风流量监测控制模块的输入端，甬道风流量监测控制模块的输出端连接控制阀V4 ;所述压力变送器PT3的输出端连接甬道回风压力监测控制模块的输入端，甬道回风压力监测控制模块的输出端连接控制阀V3。
2.根据权利要求I所述的密封循环系统用多位纺丝风量控制装置，其特征在于所述控制器为PLC控制器。
3.根据权利要求I所述的密封循环系统用多位纺丝风量控制装置的控制方法，其特征在于所述控制方法包括(a)侧吹风流量监测控制、(b)侧吹回风压力监测控制、(C)甬道风流量监测控制和(d)甬道回风压力监测控制； 其中，(a)侧吹风流量监测控制包括如下步骤 (al)侧吹风流量监测控制模块通过电阻体TEl和标准孔板节流装置FTl提供的信息计算侧吹风实际流量值； (a2)比较侧吹风实际流量值与侧吹风设定流量值的差值AF1，判断差值AFl是否为零，若判断结果为是返回步骤(al)； (a3)若步骤(a2)的判断结果为否，则调节控制阀Vl开度； (a4)返回步骤(al)； 其中，(b)侧吹回风压力监测控制包括如下步骤 (bl)侧吹回风压力监测控制模块通过压力变送器PT2提供的信息计算侧吹回风实际压力值； (b2)比较侧吹回风实际压力值与侧吹回风设定压力值的差值AP2，判断差值AP2是否为零，若判断结果为是返回步骤(bl)； (b3)若步骤(b2)的判断结果为否，则调节控制阀V2开度； (b4)返回步骤(bl)； 其中，(c)甬道风流量监测控制包括如下步骤 (cI)甬道风流量监测控制模块通过电阻体TE4和标准孔板节流装置FT4提供的信息计算甬道风实际流量值；(c2)比较甬道风实际流量值与甬道风设定流量值的差值AF4，判断差值AF4是否为零，若判断结果为是返回步骤(Cl)； (c3)若步骤(c2)的判断结果为否，则调节控制阀V4开度； (c4)返回步骤(cl)； 其中，(d)甬道回风压力监测控制包括如下步骤 (dl)甬道回风压力监测控制模块通过压力变送器PT3提供的信息计算甬道回风实际压力值； (d2)比较甬道回风实际压力值与甬道回风设定压力值的差值AP3，判断差值AP3是 否为零，若判断结果为是返回步骤(dl)； (d3)若步骤(d2)的判断结果为否，则调节控制阀V3开度； (d4)返回步骤(dl)。
全文摘要
本发明公开了一种密封循环系统用多位纺丝风量控制装置及其控制方法，所述控制装置包括侧吹风流量监测控制装置、侧吹回风压力监测控制装置、甬道风流量监测控制装置、甬道回风压力监测控制装置和控制器；所述控制方法包括(a)侧吹风流量监测控制、(b)侧吹回风压力监测控制、(c)甬道风流量监测控制和(d)甬道回风压力监测控制。本发明提供的控制装置及其控制方法，利用传统的标准孔板节流装置，通过可编程程序控制器，对密闭循环系统侧吹风流量、甬道风流量、侧吹回风压力和甬道回风压力进行控制，同时使用非密封管道微小压力控制阻断管道内外气体交换，能够使系统在很宽的温度范围内保持测量准确、控制精确稳定，且投资成本小。
文档编号G05B19/05GK102654757SQ201110050028
公开日2012年9月5日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年3月2日
发明者周桂存, 杨勇, 沈云, 肖平, 陈建军, 高玉文 申请人:中国石化仪征化纤股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司