靳紅波
摘 要:對生產(chǎn)供水系統(tǒng)的恒壓技術(shù)改造,保證了生產(chǎn)供水壓力的穩(wěn)定,減少了全廠生產(chǎn)的影響。本文通過對內(nèi)蒙古伊泰沒有公司的供水系統(tǒng)進行分析,并就其存在的問題進行恒壓技術(shù)改造,有效提升水泵工作效率,并降低能耗,提高經(jīng)濟性,現(xiàn)實意義巨大。
關(guān)鍵詞:供水系統(tǒng) 恒壓技術(shù) 變頻器控制
中圖分類號:P624文獻標識碼:A文章編號:1003-9082(2019)04-0-01
一、生產(chǎn)供水系統(tǒng)概述
內(nèi)蒙古伊泰煤制油有限責任公司16萬噸項目的生產(chǎn)供水系統(tǒng)原設計由三臺大功率水泵組成,三臺132KW電機驅(qū)動水泵向全廠生產(chǎn)供水,電機啟動方式采用直接工頻啟動,完全由操作人員手動控制水泵的啟停,通常情況下為兩開一備工頻運行,管網(wǎng)的壓力由操作人員手動操作出口閥門的開度來控制。由于化工生產(chǎn)中對用水量的需求不穩(wěn)定,所以容易造成生產(chǎn)供水管網(wǎng)的壓力不穩(wěn)定,因此需要操作人員頻繁調(diào)整出口閥門的開度來調(diào)節(jié)生產(chǎn)供水管網(wǎng)的壓力,勞動強度較大,而且容易造成生產(chǎn)供水壓力不穩(wěn)定,且水泵電機長期在工頻運行電能損耗較大。
二、存在的問題
人工手動調(diào)節(jié)管網(wǎng)壓力,反應速度慢,調(diào)節(jié)精度不高,使生產(chǎn)供水壓力不穩(wěn)定對正常生產(chǎn)造成影響;根據(jù)運行經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)單機運行不能滿足用水需要,兩臺水泵電機工頻運行又存在余量,能耗較高;整個生產(chǎn)供水系統(tǒng)自動化程度較低,操作人員勞動強度大。
三、恒壓供水技術(shù)改造
采用先進的變頻調(diào)速技術(shù)和PLC控制技術(shù)對原有生產(chǎn)供水系統(tǒng)進行恒壓供水技術(shù)改造,解決以下問題:通過技術(shù)改造來解決本廠在生產(chǎn)供水過程中不穩(wěn)定問題;選擇采用變頻調(diào)速方式來實現(xiàn)在生產(chǎn)過程中的供水壓力穩(wěn)定;采用自動控制方式來實現(xiàn)生產(chǎn)供水的壓力穩(wěn)定,提高自動化水平。
利用變頻技術(shù)來實現(xiàn)恒壓供水在當今的生產(chǎn)生活中已非常成熟,應用廣泛,以變頻器為核心結(jié)合PLC組成的控制系統(tǒng)也越來越先進和可靠。國外的恒壓供水系統(tǒng)設計多采用一臺變頻器帶一臺水泵機組的方式,而國內(nèi)的恒壓供水系統(tǒng)設計有很多采用一臺變頻器帶多臺水泵機組的方式,這樣很明顯的降低了設備投資成本。以前,國外公司的變頻器產(chǎn)品幾乎占據(jù)了國內(nèi)大部分市場,如ABB、西門子、丹佛斯等品牌的產(chǎn)品。近幾年隨著國內(nèi)電氣行業(yè)的快速發(fā)展,通用變頻器的設計、研發(fā)、制造能力不斷提高,產(chǎn)品質(zhì)量也不斷提高,很多產(chǎn)品已能夠滿足不同行業(yè)的需要。
1.恒壓供水原理及控制方式
恒壓供水是用戶的生產(chǎn)工藝與設備運行的需求,因為在欠壓、失壓或超壓供水狀態(tài)下生產(chǎn)要破壞系統(tǒng)正常和穩(wěn)定狀態(tài),在一定程度上制約了生產(chǎn),現(xiàn)代煤化工生產(chǎn)的特點就是連續(xù)性、穩(wěn)定性,而生產(chǎn)系統(tǒng)的不穩(wěn)定將給企業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟損失。所以恒壓供水簡單地說是對供水系統(tǒng)供水壓力進行控制,滿足企業(yè)的供水需求,在某個特定時段內(nèi),恒壓控制的目標就是使出口總管網(wǎng)的實際供水壓力維持在設定的供水壓力上。而在實際供水系統(tǒng)中,管道中水的流量和壓力都是動態(tài)的,在管道中,水壓的大小與供水能力(供水流量QG)和用水需求(用水流量QY)之間存在著下面的動態(tài)關(guān)系:
供水能力QG>用水需求QY時,供水管道內(nèi)供水壓力P上升,
供水能力QG<用水需求QY時,供水管道內(nèi)供水壓力P下降,
供水能力QG=用水需求QY時,供水管道內(nèi)供水壓力P恒定。
可見,保持壓力的恒定,也就保證了供水能力和用水流量之間的平衡,恰到好處地滿足了企業(yè)的生產(chǎn)要求,達到了恒壓供水的目標。
2.變頻器控制恒壓供水改造
2.1控制系統(tǒng)說明
本系統(tǒng)是選用先進的西門子PLC和臺達變頻器作為控制核心,控制技術(shù)先進,功能完善,完全能夠滿足恒壓供水的特殊要求。
控制系統(tǒng)使用的主要設備:
西門子可編程控制器S7—200
臺達變頻器VFD—F
Hitech全中文觸摸屏 PWS6600
西門子S7—200可編程控制器采用組合模塊式結(jié)構(gòu),適用性強,軟硬件設計先進,性能可靠,功能強大。該型號控制器使用高品質(zhì)電子元件制造,硬件體積小,重量輕,易維護,抗干擾能力強,可以在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定工作,大大減少了維修維護量。
PWS6600人機界面也稱作智慧型觸摸屏,能夠?qū)崿F(xiàn)按鈕開關(guān)功能,參數(shù)設定功能及畫面顯示和信息查詢等多種功能。該界面完全采用中文字幕,直觀醒目,操作方法簡單易學,生動的圖形文字使使用者對系統(tǒng)工作狀況、操作方法一目了然。
該系統(tǒng)由PLC接收系統(tǒng)的各種信息,通過內(nèi)部的CPU和軟繼電器來實現(xiàn)系統(tǒng)的智能控制,不僅能夠適應系統(tǒng)復雜的控制要求,而且具有很高的可靠性,配合高質(zhì)量的傳感器可實現(xiàn)完全的無人值守。利用變頻器配合PLC不僅可實現(xiàn)水泵電機的軟啟動,合理利用電源容量,減小啟動過程中電流的沖擊,延長電機使用壽命。
2.2系統(tǒng)功能簡介
本系統(tǒng)采用PLC和變頻器對生產(chǎn)水泵進行控制,實現(xiàn)了多臺泵的智能化運行,主要控制功能如下:
第一,在參數(shù)設置窗口有一個選擇按鈕可以選擇生產(chǎn)供水或不選擇生產(chǎn)供水。若選擇了生產(chǎn)供水,3臺泵24小時自動輪換工作,維持管網(wǎng)壓力在生產(chǎn)壓力設定值,故障泵自動切除并報警,此時系統(tǒng)沒有自動巡檢功能。若不選擇生產(chǎn)供水,泵不運行,到達巡檢設定時間時自動巡檢,每臺泵自動輪換運行2分鐘,期間回流閥打開卸壓。
第二,控制系統(tǒng)設有自動控制和手動控制的轉(zhuǎn)換開關(guān),1#柜的手自動轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)整個系統(tǒng)的手自動轉(zhuǎn)換,2#、3#柜的手自動轉(zhuǎn)換開關(guān)分別實現(xiàn)2#、3#泵的手自動轉(zhuǎn)換。當自動系統(tǒng)發(fā)生任何故障或需要調(diào)試水泵時,可手動控制各泵的運行。
第三,當工作主泵不能滿足壓力需求時自動投入備用泵,當壓力過高時自動切除多余泵。
第四,具有與集控室通信的功能,可將系統(tǒng)運行信息及時反饋至控制室。
第五,界面上對泵的運行及故障具有自動顯示、自行診斷、自動記錄功能。使用者可隨時查看生產(chǎn)水泵運行記錄及故障記錄。
四、結(jié)束語
生產(chǎn)供水系統(tǒng)恒壓技術(shù)改造的完成使我廠的生產(chǎn)供水系統(tǒng)自動化水平大大提高,為連續(xù)進行的化工生產(chǎn)提供了可靠的供水保障。與此同時水泵電機的變頻運行不僅實現(xiàn)了電機的“軟啟動”而且在滿足供水壓力的同時節(jié)約了大量的電能,為我廠的節(jié)能降耗工作做出了貢獻。