CN104615168B - 液氯气化装置压力自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金生产技术领域，公开了一种液氯气化装置压力自动控制系统。它包括液氯气化装置、液氯输送管道、氯气输送管道、蒸汽输送管道，液氯输送管道上依次设有液氯切断阀、液氯调节阀，氯气输送管道上设有氯气压力传感器，蒸汽输送管道上设有蒸汽压力传感器，氯气压力传感器将检测到的压力信号传输给主机，主机对液氯调节阀发出阀门开度控制信号，控制液氯调节阀的开度，蒸汽压力传感器将检测到的蒸汽压力信号传输给主机，主机发出液氯切断阀开合控制信号，控制液氯切断阀的开合。本发明具有氯气压力在线检测、压力自动调节的功能，可实现液氯气化装置在蒸汽失压或低压时自动保护，一键切断液氯的输入，提高了生产设备的安全性能。
Description
技术领域
本发明涉及冶金生产技术领域，具体的说是一种在湿法冶金生产中液氯气化装置压力自动控制系统。
背景技术
氯气压力控制系统是用于有色金属湿法冶金工艺中氯气由液态经过加温转换为气态的控制装置。目前常用的能够实现氯气压力控制的方式有人工控制方式、PID调节器控制等方式，人工控制的方式主要采用控制气态氯气阀门开度实现氯气压力的控制，这种方式存在操作人员劳动强度大，安全性不高、控制精度低、氯气压力波动时不能及时实现控制；PID调节器控制虽然能对氯气压力进行自动控制，在控制过程中由于系统存在比较大的滞后性，造成压力参数不容易整定、过渡时间长、控制精度不高等技术缺陷。上述控制方法在液氯气化过程中当蒸汽失压或者无压力时，气化的效率和质量不高，容易发生液态氯气进入气态管道内，造成工艺的不稳定和设备的损坏，同时存在人身伤害的安全隐患，安全性能不高；当发生气态氯气泄露和需要紧急停车时，控制系统无法自动快速切断，控制不及时，存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种液氯气化装置压力自动控制系统，可根据所检测到的液氯气化装置管道中的压力大小，采用模糊控制算法，控制液态氯气流量，稳定氯气压力，具有对象特性自动识别、加热蒸汽失压自动保护的功能。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种液氯气化装置压力自动控制系统，它包括液氯气化装置、与液氯气化装置相连接的液氯输送管道、氯气输送管道、蒸汽输送管道，所述液氯输送管道上依次设有液氯切断阀、液氯调节阀，所述液氯切断阀通过第二控制电缆与主控制箱内的接线端子板相连接，所述接线端子板与主机相连接，所述主机对所述液氯切断阀发出阀门开合控制信号，控制所述液氯切断阀的开合；所述液氯调节阀通过第一控制电缆与所述接线端子板相连接，所述主机对所述液氯调节阀发出阀门开度控制信号，控制所述液氯调节阀的开度；所述蒸汽输送管道上设有蒸汽压力传感器，所述蒸汽压力传感器的输出端通过第二屏蔽电缆与所述接线端子板相连接，所述蒸汽压力传感器将所检测到的蒸汽压力信号传输给所述主机，所述主机根据所接收的蒸汽压力信号，输出阀门开合控制信号；所述氯气输送管道上设有氯气压力传感器，所述氯气压力传感器的输出端通过第一屏蔽电缆与所述接线端子板相连接，所述氯气压力传感器将所检测到的氯气压力信号传输给所述主机，所述主机根据所接收的氯气压力信号经过模糊运算输出阀门开度控制信号。
作为本发明的进一步改进，所述主控制箱内设有所述接线端子板、主机、电源开关、直流电源模块、触摸屏显示器、固态继电器，所述直流电源模块的输入端通过电源开关与交流电源相连接，所述直流电源模块的输出端与所述主机相连接，所述主机与所述触摸显示屏相连接，所述主机还通过固态继电器与第二控制电缆相连接，所述固态继电器与所述交流电源相连接，所述直流电源模块将交流电转换为直流电为主控制箱内的所述主机、触摸显示屏提供直流电源。
作为本发明的更进一步改进，所述氯气压力传感器为隔膜式传感器，隔膜材料为哈氏合金。
作为本发明的更进一步改进，所述液氯调节阀、液氯切断阀中与液氯接触面的材料为PTFE材料。
本发明的工作原理为：液氯通过液氯输送管道进入液氯气化装置进行气化，将液态氯气变为气态氯气后从氯气输送管道输出，氯气输送管道上安装有氯气压力传感器，氯气压力传感器将检测到的压力信号转换为4-20mA标准仪表信号，通过第一屏蔽电缆传输到主机，主机将输入信号转换为氯气压力值后在触摸显示屏上显示，主机根据氯气压力测量值与系统预先设定的阈值之间的差值，经过模糊运算输出4-20mA的阀门开度控制信号，阀门开度控制信号在触摸显示屏显示，同时阀门开度控制信号通过第一控制电缆传输到所述液氯调节阀，实现液氯调节阀阀门开度的控制，达到稳定氯气压力的功能；蒸汽输送管道上设有蒸汽压力传感器，所述蒸汽压力传感器将检测到的蒸汽压力转换为4-20mA标准仪表信号，通过第二屏蔽电缆传输到主机，主机将输入信号转换为蒸汽压力值，在触摸显示屏上显示，主机根据蒸汽压力测量值与系统预先设定的蒸汽压力阈值进行比较，当蒸汽压力低于所设定的蒸汽压力阈值时，主机发出打开液氯切断阀的控制信号，液氯切断阀断开，液氯气化装置内将不再输入液氯；当蒸汽压力高于所设定的蒸汽压力阈值时，主机发出闭合液氯切断阀的控制信号，液氯切断阀闭合，液氯气化装置内将输入液氯，实现因蒸汽输送管道内的压力不足或无压力状态的液氯气化装置的自动保护。
本发明的有益效果为：
（1）通过本发明的使用，使得液氯气化装置在具有氯气压力在线检测功能的同时还具有压力自动调节、控制的功能；
（2）本控制系统中采用了模糊型PID控制模块，解决了传统PID控制过程中参数不易整定、过渡时间长的缺陷；
（3）本发明具有蒸汽输送管道内的压力不足或无压力状态的液氯气化装置的自动保护功能，解决了生产过程中由于蒸汽失压或蒸汽压力不足时，液态氯气进入气态氯气输送管道，造成液氯气化质量不高的缺陷，提高了生产设备的安全性能；
（4）当生产中出现故障时，可通过主机触摸屏上的紧急停车按钮，主机发出打开液氯切断阀的控制信号，液氯切断阀断开，液氯气化装置内将不再输入液氯，实现紧急停车，一键切断氯气，防止安全事故的发生；
（5）本发明主控制箱内的仪表采用模块化结构，安装制造简便，故障率低，检修方便。
附图说明
图1是本发明的系统结构图；
图2是图1中主控制箱内的布置接线图；
图中：1、液氯输送管道，2、液氯切断阀，3、液氯调节阀，4、液氯气化装置，5、氯气输送管道，6、蒸汽输送管道，7、蒸汽压力传感器，8、氯气压力传感器，9、第一屏蔽电缆，10、第二屏蔽电缆，11、第一控制电缆，12、第二控制电缆，13、交流电源，14、电缆密封头，15、主控制箱，16、接线端子板，17、电源开关，18、固态继电器，19、直流电源模块，20、触摸显示屏，21、主机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1、图2所示的一种液氯气化装置压力自动控制系统，它包括液氯气化装置4、与液氯气化装置4相连接的液氯输送管道1、氯气输送管道5、蒸汽输送管道6，液氯输送管道1上依次设有液氯切断阀2、液氯调节阀3，液氯切断阀2通过第二控制电缆12与主控制箱15内的接线端子板16相连接，接线端子板16与主机21相连接，主机21对液氯切断阀2发出阀门开合控制信号，控制液氯切断阀2的开合；液氯调节阀3通过第一控制电缆11与接线端子板16相连接，主机21对液氯调节阀3发出阀门开度控制信号，控制液氯调节阀3的开度；蒸汽输送管道6上设有蒸汽压力传感器7，蒸汽压力传感器7的输出端通过第二屏蔽电缆10与接线端子板16相连接，蒸汽压力传感器7将所检测到的蒸汽压力信号传输给主机21，主机21根据所接收的蒸汽压力信号，输出阀门开合控制信号；氯气输送管道5上设有氯气压力传感器8，氯气压力传感器8的输出端通过第一屏蔽电缆9与接线端子板16相连接，氯气压力传感器8将所检测到的氯气压力信号传输给主机21，主机21根据所接收的氯气压力信号经过模糊运算输出阀门开度控制信号。
主控制箱15内设有接线端子板16、主机21、电源开关17、直流电源模块19、触摸屏显示器20、固态继电器18，直流电源模块19的输入端通过电源开关17与交流电源13相连接，直流电源模块19的输出端与主机21相连接，主机21与触摸显示屏20相连接，主机21还通过固态继电器18与第二控制电缆12相连接，固态继电器18与交流电源13相连接，直流电源模块19将交流电转换为直流电为主控制箱15内的主机21和触摸显示屏20提供直流电源。
氯气压力传感器8为隔膜式传感器，隔膜材料为哈氏合金。液氯调节阀3、液氯切断阀2中与液氯接触面的材料为PTFE材料。
本发明在实际使用过程中，液氯通过液氯输送管道1进入液氯气化装置4进行气化，将液态氯气变为气态氯气后从氯气输送管道5输出，氯气输送管道5上安装有氯气压力传感器8，氯气压力传感器8将检测到的压力信号转换为4-20mA标准仪表信号，通过第一屏蔽电缆9传输到主机21，主机21将输入信号转换为氯气压力值后在触摸显示屏20上显示，主机21根据氯气压力测量值与系统预先设定的阈值之间的差值，经过模糊运算输出4-20mA的阀门开度控制信号，阀门开度控制信号在触摸显示屏20显示，同时阀门开度控制信号通过第一控制电缆11传输到所述液氯调节阀3，实现液氯调节阀3阀门开度的控制，达到稳定氯气压力的功能；蒸汽输送管道6上设有蒸汽压力传感器7，蒸汽压力传感器7将检测到的蒸汽压力转换为4-20mA标准仪表信号，通过第二屏蔽电缆10传输到主机21，主机21将输入信号转换为蒸汽压力值，在触摸显示屏20上显示，主机21根据蒸汽压力测量值与系统预先设定的蒸汽压力阈值进行比较，当蒸汽压力低于所设定的蒸汽压力阈值时，主机21判断为蒸汽失压或无压力，主机21发出打开液氯切断阀2的控制信号，液氯切断阀2断开，液氯气化装置4内将不再输入液氯；当蒸汽压力高于所设定的蒸汽压力阈值时，主机21判断为蒸汽压力正常，主机21发出闭合液氯切断阀2的控制信号，液氯切断阀2闭合，液氯气化装置4内将输入液氯，实现因蒸汽输送管道内的压力不足或无压力状态的液氯气化装置的自动保护。当生产过程中发生氯气泄漏或者需要紧急停车时，操作人员按下触摸显示屏20上的紧急停车按钮，主机21发出打开液氯切断阀2的控制信号，液氯切断阀2断开，液氯气化装置4内将不再输入液氯，实现紧急停车。
本发明克服了人工控制不精确，PID自动控制参数整定繁琐，过渡过程时间长，当蒸汽压力失压和无压力时，气化效果不好，容易造成液体氯气进入液氯气化装置内造成安全事故，紧急情况下采用传统的控制方式，氯气切断时间长等缺点，为湿法冶金过程氯气压力控制提供了准确可靠的控制系统。
Claims (4)
1.一种液氯气化装置压力自动控制系统，它包括液氯气化装置（4）、与液氯气化装置（4）相连接的液氯输送管道（1）、氯气输送管道（5）、蒸汽输送管道（6），其特征在于：所述液氯输送管道（1）上依次设有液氯切断阀（2）、液氯调节阀（3），所述液氯切断阀（2）通过第二控制电缆（12）与主控制箱（15）内的接线端子板（16）相连接，所述接线端子板（16）与主机（21）相连接，所述主机（21）对所述液氯切断阀（2）发出阀门开合控制信号，控制所述液氯切断阀（2）的开合；所述液氯调节阀（3）通过第一控制电缆（11）与所述接线端子板（16）相连接，所述主机（21）对所述液氯调节阀（3）发出阀门开度控制信号，控制所述液氯调节阀（3）的开度；所述蒸汽输送管道（6）上设有蒸汽压力传感器（7），所述蒸汽压力传感器（7）的输出端通过第二屏蔽电缆（10）与所述接线端子板（16）相连接，所述蒸汽压力传感器（7）将所检测到的蒸汽压力信号传输给所述主机（21），所述主机（21）根据所接收的蒸汽压力信号，输出阀门开合控制信号；所述氯气输送管道（5）上设有氯气压力传感器（8），所述氯气压力传感器（8）的输出端通过第一屏蔽电缆（9）与所述接线端子板（16）相连接，所述氯气压力传感器（8）将所检测到的氯气压力信号传输给所述主机（21），所述主机（21）根据所接收的氯气压力信号经过模糊运算输出阀门开度控制信号。
2.根据权利要求1所述的液氯气化装置压力自动控制系统，其特征在于：所述主控制箱（15）内设有所述接线端子板（16）、主机（21）、电源开关（17）、直流电源模块（19）、触摸屏显示器（20）、固态继电器（18），所述直流电源模块（19）的输入端通过电源开关（17）与交流电源（13）相连接，所述直流电源模块（19）的输出端与所述主机（21）相连接，所述主机（21）与所述触摸显示屏（20）相连接，所述主机（21）还通过固态继电器（18）与第二控制电缆（12）相连接，所述固态继电器（18）与所述交流电源（13）相连接，所述直流电源模块（19）将交流电转换为直流电为主控制箱（15）内的各个所述主机（21）、触摸显示屏（20）提供直流电源。
3.根据权利要求1所述的液氯气化装置压力自动控制系统，其特征在于：所述氯气压力传感器（8）为隔膜式传感器，隔膜材料为哈氏合金。
4.根据权利要求1所述的液氯气化装置压力自动控制系统，其特征在于：所述液氯调节阀（3）、液氯切断阀（2）中与液氯接触面的材料为PTFE材料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20180428 Address after: 737103 Xinhua Road, Jinchang City, Gansu Province, No. 12, Xinhua Road Patentee after: Jinchuan group information and Automation Engineering Co., Ltd. Address before: No. 98 Jinchuan Road, Jinchang, Gansu Patentee before: Jinchuan Group Co., Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
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Effective date of registration: 20210414 Address after: 737100 No.68 Xinhua East Road, economic and Technological Development Zone, Jinchuan District, Jinchang City, Gansu Province Patentee after: Jinchuan nickel cobalt research and Design Institute Co., Ltd Address before: 737103 Xinhua Road, Jinchang City, Gansu Province, No. 12, Xinhua Road Patentee before: Jinchuan group information and Automation Engineering Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
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Effective date of registration: 20220120 Address after: 737100 No. 216, State Key Laboratory of No. 3 plant area, Jinchuan District, Jinchang City, Gansu Province Patentee after: Gansu Jinchuan intelligent measurement and Control Technology Co.,Ltd. Address before: 737100 No.68 Xinhua East Road, economic and Technological Development Zone, Jinchuan District, Jinchang City, Gansu Province Patentee before: Jinchuan nickel cobalt research and Design Institute Co.,Ltd. |