CN202904393U - 放散气体控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种放散气体控制系统，包括压力控制模块、数字显示报警仪、手动控制单元、万能转换开关、放散装置控制模块及至少一根用于传输气体的管道。其中，压力控制模块的输入端与第一管道连接，输出端与所述放散装置控制模块连接。放散装置控制模块与第一管道连接。本实用新型中，压力控制模块、数字显示报警仪、手动控制单元三种控制模块通过万能转换开关进行选择操作，三者任一输出的信号送至电磁阀，通过电磁阀通电与断电，控制气源流向，进而驱动气动执行机构运作，最终控制放散阀的开启与关闭。同时，本实用新型具有结构简单、易操作、安全系数高的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及安全系统设计领域，特别涉及一种放散气体控制系统。
背景技术
在冶金行业，高炉冶炼生产过程中，产生大量的高炉煤气，高炉煤气管网压力的稳定关系到整个煤气系统的安全运行及各区域下游煤气用户的正常生产。常用的高炉煤气放散塔煤气放散系统，以主管煤气压力为被控对象，通过安装在煤气主管与放散塔间的接口管道上的调节阀或调节阀组，并配以相应的电动执行器，采用PI(D)算法进行控制。由于调节阀动作频繁，这种方式对执行器的运行可靠性要求非常严格，运行维护成本高。
传统控制方式中，在放散塔的各支管上增加放散阀，并采用压力设定，分组打开放散阀进行放散控制。这种方式最明显的缺点就是重复投资，接口管道上的调节阀或调节阀组和放散塔支管上的放散阀组，都进行放散压力控制。此外，由于在接口管道上安装有调节阀或调节阀组，必然涉及管道变径甚至加装支管，而放散流量计量节流装置也安装在此接口管道上，又由于场地限制，节流装置安装位置基本上不可能具有足够长的直管段，影响放散流量计量的准确性，而通过流体力学理论计算来获得的放散流量值也仅能作为参考。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、安全性高、易操作的放散气体控制系统。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种放散气体控制系统，包括：压力控制模块、放散装置控制模块及用于传输气体的第一管道。所述压力控制模块的输入端与所述第一管道连接；所述压力控制模块的输出端与所述放散装置控制模块连接；所述放散装置控制模块与所述第一管道连接。
进一步地，所述压力控制模块包括：压力传感器、处理器单元；所述压力传感器与所述第一管道连接；所述压力传感器与所述处理器单元连接；所述处理器单元与所述放散装置控制模块连接。
进一步地，所述放散装置控制模块包括：至少三个放散管、与所述放散管数量相适配的放散阀、用于对所述放散阀开闭进行控制的控制单元及第二管道；每个所述放散管的一端均与所述第一管道连接；每个所述放散管的另一端均与所述第二管道连接；每个所述放散管与所述第二管道之间设置有一个放散阀；每个所述放散阀均与所述控制单元一端连接，所述控制单元的另一端与所述处理器单元的输出端连接。
进一步地，所述控制单元包括：与所述放散阀数量相适配的电磁阀、与所述电磁阀数量相适配的气动执行机构；每个所述电磁阀的一端均与所述处理器单元的输出端连接；每个所述电磁阀的另一端与每个所述放散阀一一对应连接；每个所述电磁阀与每个所述放散阀之间还设置有一个气动执行机构。
进一步地，还包括：用于控制所述放散阀开闭的数字显示报警仪；所述数字显示报警仪一端与所述第一管道连接，另一端依次与每个所述电磁阀连接。
进一步地，还包括：用于通过按钮控制所述放散阀开闭的手动控制单元；所述手动控制单元依次与每个所述电磁阀连接。
进一步地，还包括：用于切换所述压力控制模块、所述数字显示报警仪、所述手动控制单元三种控制模块的万能转换开关；所述万能转换开关的一端依次与所述处理器单元、所述数字显示报警仪及所述手动控制单元连接，另一端依次与每个所述电磁阀连接。
进一步地，还包括：用于对系统温度、管道压力实时测量的测量装置；所述测量装置连接口与所述第一管道口径相适配，并设置在所述第一管道中。
进一步地，还包括：人机界面；所述人机界面与所述压力控制单元连接。
进一步地，所述电磁阀采用单线圈驱动。
本实用新型提供的一种放散气体控制系统，包括压力控制模块、数字显示报警仪、手动控制单元、万能转换开关、放散装置控制模块及至少一根用于传输气体的管道。其中，压力控制模块的输入端与第一管道连接，输出端与所述放散装置控制模块连接。放散装置控制模块与第一管道连接。本实用新型中，压力控制模块、数字显示报警仪、手动控制单元三种控制模块通过万能转换开关进行选择操作，三者任一输出的信号送至电磁阀，通过电磁阀通电与断电，控制气源流向，进而驱动气动执行机构运作，最终控制放散阀的开启与关闭。同时，本实用新型具有结构简单、易操作、安全系数高的特点。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的放散气体控制系统设置三个放散阀时的整体结构示意图。
图2为本实用新型实施例提供的放散气体控制系统设置十个放散阀时的整体结构示意图。
其中，1-第一压力采集点，2-第二压力采集点，3-温度采集点，4-人机界面，5-放散火炬，6-测量装置，101-第一放散阀，102-第二放散阀，103-第三放散阀，104-第四放散阀，105-第五放散阀，106-第六放散阀，107-第七放散阀，108-第八放散阀，109-第九放散阀，110-第十放散阀，201-第一管道，202-第二管道，203-第三管道，204-第四管道，301-第一气动执行机构，302-第二气动执行机构，303-第三气动执行机构，304-第四气动执行机构，305-第五气动执行机构，306-第六气动执行机构，307-第七气动执行机构，308-第八气动执行机构，309-第九气动执行机构，310-第十气动执行机构，S0-第一放散管，S1-第二放散管，S2-第三放散管，S3-第四放散管，S4-第五放散管，S5-第六放散管，S6-第七放散管，S7-第八放散管，S8-第九放散管，S9-第十放散管，501-第一电磁阀，502-第二电磁阀，503-第三电磁阀，504-第四电磁阀，505-第五电磁阀，506-第六电磁阀，507-第七电磁阀，508-第八电磁阀，509-第九电磁阀，510-第十电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型提供的具体实施方式作进一步详细说明。
参见图1，本实用新型实施例提供的放散气体控制系统，包括：压力控制模块、放散装置控制模块及第一管道201。其中，压力控制模块的输入端与第一管道201连接，输出端与放散装置控制模块连接。放散装置控制模块与第一管道201连接。
本实施例中，压力控制模块包括：压力传感器、用于对压力传感器传输的数值进行处理的处理器单元。其中，压力传感器的输入端与第一管道201连接，输出端与处理器单元的输入端连接。处理器单元用于将压力传感器传输的数值进行运算，通过DSP的HPI接口与ARM架构处理器进行数据通信并设定压力阈值，且输出端与放散装置控制模块连接，用于对放散装置控制模块分组控制。处理器单元为硬件设备。
本实施例中，放散装置控制模块包括：至少三个放散管、与放散管数量相适配的放散阀、与放散阀数量相适配的电磁阀、与电磁阀数量相适配的气动执行机构及第二管道202。优选地，放散管数量是3个，放电磁阀数量是3个，气动执行机构数量是3个。第一放散管S0、第二放散管S1、第三放散管S2的一端依次与第一管道201连接；第一放散管S0、第二放散管S1、第三放散管S2的另一端依次与第二管道202连接。同时，第一放散阀101设置在第一放散管S0与第二管道202之间，第二放散阀102设置在第二放散管S1与第二管道202之间，第三放散阀103设置在第三放散管S2与第二管道202之间。
同时，本实施例还包括人机界面。工作工程中，压力传感器通过采集第一管道201不同位置处压力值，并将压力值传输给处理器单元，处理器单元根据所传输的压力值进行运算，设定压力阈值，并根据系统中所设置的放散阀的个数，通过人机界面4进行分组控制。具体操作包括：本实施例中放散阀个数是3个，则分成三组，第一放散阀101为第一组，第二放散阀102为第二组，第三放散阀103为第三组。同时，处理器单元根据所采集的压力值设定三个压力阈值，分别为P1、P2、P3（P1＜P2＜P3）。当系统中放散气体压力值超过压力阈值P1时，则控制打开第一放散阀101；当系统中放散气体压力值超过压力阈值P2时，则继续控制打开第二放散阀102，当系统中放散气体压力值超过压力阈值P3时，则再继续控制打开第三放散阀103。
其中，各组放散气体压力阈值也可根据生产工况设定，每组放散阀与每组压力阈值之间也可自由组合。具体包括：当第一放散阀101出现故障时，可将第二放散阀102、第三放散阀103中任何一个放散阀的压力阈值设置为P1。例如，选择第二放散阀102的压力阈值设置为P1，则第二放散阀102取代第一放散阀101；再将第一放散阀101的放散气体压力阈值设置为一个不节能放散的值，就可即时进行故障处理。待故障处理完毕，再将第一放散阀101压力阈值设置为P2，则第二放散阀102成为第一组，第一放散阀101成为第二组。这样可避免在较低放散压力点时固定使用某一个放散阀，减少放散阀的损耗，延长使用寿命。
优选地，与每个放散阀连接的电磁阀采用单线圈驱动，即只有开阀控制命令，关阀靠弹簧自动复位。
本实施例中，还包括数字显示报警仪、用于通过按钮控制放散阀开闭的手动控制单元。其中，压力控制模块、数字显示报警仪、手动控制单元三种控制放散阀开闭的控制模块通过万能转换开关进行切换。压力控制模块的输出端通过万能转换开关与所有电磁阀连接。数字显示报警仪的一端与第一管道201连接，用于采集第一管道201不同位置处压力值，另一端通过万能转换开关与所有电磁阀连接。手动控制单元与万能转换开关连接。
当万能转换开关切换至数字显示报警仪控制时，则数字显示报警仪通过所采集的压力值设定不同分组的压力阈值，实现对三个放散阀开闭分两组进行控制。
当万能转换开关切换至手动控制单元控制时，则手动控制单元通过设定三个操作按钮，对三个放散阀开闭进行手动控制。
同时，本实施例中还包括用于对系统温度、管道压力实时测量的测量装置6。测量装置6连接口与第一管道201口径相适配，并设置在第一管道201中。并且配置了气体温度、管道压力检测点，对流量测量实施稳温压补正，确保放散流量的准确计量。当系统中实时温度、压力偏高或偏低时，可进行稳压补正。
本实施例中，压力控制模块、数字显示报警仪、手动控制单元三种控制放散阀开闭的控制模块，通过万能转换开关进行选择操作，三者输出的信号送至第一电磁阀501、第二电磁阀502及第三电磁阀503，通过电磁阀的通电与断电，控制气源流向，进而驱动第一气动执行机构301、第二气动执行机构302及第三气动执行机构303运作，然后控制第一放散阀101、第二放散阀102及第三放散阀103的开启与关闭。最终，放散装置控制模块控制后的放散气体通过第三管道203传输至放散火炬进行处理。
参见图2，为本实用新型实施例提供的设置10个放散阀时放散气体控制系统的整体结构示意图，包括：压力控制模块、放散装置控制模块、数字显示报警仪、手动控制单元、万能转换开关、测量装置、第一管道201、第三管道203及第四管道204。其中，第四管道204上设置有第一压力采集点1，第一管道201上依次设置有第二压力采集点2、温度采集点3。
压力控制模块的输入端通过第一压力采集点1与第四管道204连接，同时通过第二压力采集点2与第一管道201连接。压力控制模块的输出端通过万能转换开关与放散装置控制模块连接。数字显示报警仪一端通过第一压力采集点1与第四管道204连接。另一端通过万能转换开关与放散装置控制模块连接。手动控制单元通过万能转换开关与放散装置控制模块连接。放散装置控制模块通过第三管道203与放散火炬连接。
其中，放散装置控制模块包括：10个放散管、10个放散阀、10个电磁阀、10个气动执行机构及第二管道202。第一放散管S0、第二放散管S1、第三放散管S2、第四放散管S3、第五放散管S4、第六放散管S5、第七放散管S6、第八放散管S7、第九放散管S8及第十放散管S9的一端分别与第一管道201连接，其另一端分别与第二管道202连接。
同时，第一放散管S0与第二管道202之间设置有第一放散阀101，第二放散管S1与第二管道202之间设置有第二放散阀102，第三放散管S2与第二管道202之间设置有第三放散阀103，第四放散管S3与第二管道202之间设置有第四放散阀104，第五放散管S4与第二管道202之间设置有第五放散阀105，第六放散管S5与第二管道202之间设置有第六放散阀106，第七放散管S6与第二管道202之间设置有第七放散阀107，第八放散管S7与第二管道202之间设置有第八放散阀108，第九放散管S8与第二管道202之间设置有第九放散阀109，第十放散管S9与第二管道202之间设置有第十放散阀110。
第一电磁阀501、第二电磁阀502、第三电磁阀503、第四电磁阀504、第五电磁阀505、第六电磁阀506、第七电磁阀507、第八电磁阀508、第九电磁阀509及第十电磁阀510的一端依次与万能转换开关连接，其另一端依次与第一放散阀101、第二放散阀102、第三放散阀103、第四放散阀104、第五放散阀105、第六放散阀106、第七放散阀107、第八放散阀108、第九放散阀109及第十放散阀110对应连接。
其中，第一电磁阀501与第一放散阀101之间设置有第一气动执行机构301，第二电磁阀502与第二放散阀102之间设置有第二气动执行机构302，第三电磁阀503与第三放散阀103之间设置有第三气动执行机构303，第四电磁阀504与第四放散阀104之间设置有第四气动执行机构304，第五电磁阀505与第五放散阀105之间设置有第五气动执行机构305，第六电磁阀506与第六放散阀106之间设置有第六气动执行机构306，第七电磁阀507与第七放散阀107之间设置有第七气动执行机构307，第八电磁阀508与第八放散阀108之间设置有第八气动执行机构308，第九电磁阀509与第就放散阀109之间设置有第九气动执行机构309，第十电磁阀510与第十放散阀110之间设置有第十气动执行机构310。
本实施例中，还包括与压力控制模块连接的人机界面4。工作过程中，分三种控制方式对放散阀101-110的开启与关闭进行控制。具体包括：
1、将万能转换开关切换至压力控制模块进行控制；压力控制模块对从第一压力采集点1、第二压力采集点2所采集的压力值进行比较，从中选择较大的数值进行运算，设定五个压力阈值Ph1、Ph2、Ph3、Ph4、Ph5（Ph1＜Ph2＜Ph3＜Ph4＜Ph5）。并通过人机界面4对放散阀101-110分五组进行控制。优选地，放散阀101是第一组，放散阀102是第二组，放散阀103-104是第三组，放散阀105-107是第四组，放散阀108-110是第五组。当系统中压力值超过压力阈值Ph1时（如Ph1=8.5kpa），打开第一组中放散阀101；当系统中压力值超过压力阈值Ph2时（如Ph2=8.8kpa），继续打开第二组中放散阀102；当系统中压力值超过压力阈值Ph3时（如Ph3=9.1kpa），再继续打开第三组中放散阀103-104；当系统中压力值超过压力阈值Ph4时（如Ph4=9.4kpa），再继续打开第四组中放散阀105-107；当系统中压力值超过压力阈值Ph5时（如Ph5=9.7kpa），再继续打开第五组中放散阀108-110。
同时，各组放散气体压力阈值也可根据生产工况设定，每组放散阀与每组压力阈值之间也可自由组合。具体包括：①当第一组放散阀101出现故障，可将放散阀102-110中任何一个放散阀的压力阈值设定为Ph1。例如，将放散阀108的压力阈值设定为Ph1，则此时放散阀108取代放散阀101成为第一组，将放散阀101的压力阈值设定为一个不可能放散的值，就可即时进行故障处理。待故障处理完毕，再将放散阀101压力阈值设定为Ph5，则放散阀101、放散阀109-110成为第五组放散阀。②放散阀101-102压力阈值分别为Ph1、Ph2，由于动作频率高，且长期运行，对应电磁阀501-502、气动执行机构301-302则会严重受损，此时可将放散阀101-102与动作较少的放散阀进行互换。例如，将放散阀109的压力阈值设定为Ph1，将放散阀101的压力阈值设定为Ph5，放散阀110的压力阈值设定为Ph2，放散阀102的压力阈值设定为Ph5，则此时放散阀109取代放散阀101成为第一组，放散阀110取代放散阀102成为第二组，放散阀101-102、放散阀108成为第五组。这样可避免在较低放散压力点，固定使用某一两个放散阀，减少放散阀的损耗，延长使用寿命，降低生产成本。
2、将万能转换开关切换至数字显示报警仪进行控制；数字显示报警仪通过从第一压力采集点1所采集压力值，实现对10个放散阀分五组固定组合方式分段控制。优选地，设定放散阀101是第一组（压力阈值Ph1），放散阀102是第二组（压力阈值Ph2），放散阀103-104是第三组（压力阈值Ph3），放散阀105-107是第四组（压力阈值Ph4），放散阀108-110是第五组（压力阈值Ph5）。
3、将万能转换开关切换至手动控制单元进行控制；手动控制单元通过设定10个操作按钮分别对放散101-110的开启与关闭进行手动控制。
本实施例中，还包括用于对系统放散流量实时测量的测量装置6。测量装置6连接口与第一管道201口径相适配，并设置在第一管道201中。测量装置6根据系统中第二压力采集点2及温度采集点3实时采集的温度、压力，对流量测量实施温压补正，确保放散流量的准确计量。优选地，与每个放散阀连接的电磁阀采用单线圈驱动，即只有开阀控制命令，关阀靠弹簧自动复位。
本实施例中，压力控制模块、数字显示报警仪、手动控制单元三种控制放散阀开闭的控制模块，通过万能转换开关进行选择操作，三者输出的信号送至电磁阀501-510，通过电磁阀501-510通电与断电，控制气源流向，进而驱动气动执行机构301-310运作，然后控制放散阀101-110的开启与关闭。最终，放散装置控制模块控制后的放散气体通过第三管道203传输至放散火炬6进行处理。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种放散气体控制系统，其特征在于，包括：压力控制模块、放散装置控制模块及用于传输气体的第一管道；
所述压力控制模块的输入端与所述第一管道连接；
所述压力控制模块的输出端与所述放散装置控制模块连接；
所述放散装置控制模块与所述第一管道连接。
2.根据权利要求1所述放散气体控制系统，其特征在于，所述压力控制模块包括：压力传感器、处理器单元；
所述压力传感器与所述第一管道连接；
所述压力传感器与所述处理器单元连接；所述处理器单元与所述放散装置控制模块连接。
3.根据权利要求2所述放散气体控制系统，其特征在于，所述放散装置控制模块包括：至少三个放散管、与所述放散管数量相适配的放散阀、用于对所述放散阀开闭进行控制的控制单元及第二管道；
每个所述放散管的一端均与所述第一管道连接；
每个所述放散管的另一端均与所述第二管道连接；
每个所述放散管与所述第二管道之间设置有一个放散阀；
每个所述放散阀均与所述控制单元一端连接，所述控制单元的另一端与所述处理器单元的输出端连接。
4.根据权利要求3所述放散气体控制系统，其特征在于，所述控制单元包括：与所述放散阀数量相适配的电磁阀、与所述电磁阀数量相适配的气动执行机构；
每个所述电磁阀的一端均与所述处理器单元的输出端连接；
每个所述电磁阀的另一端与每个所述放散阀一一对应连接；
每个所述电磁阀与每个所述放散阀之间还设置有一个气动执行机构。
5.根据权利要求4所述放散气体控制系统，其特征在于，还包括：用于控制所述放散阀开闭的数字显示报警仪；
所述数字显示报警仪一端与所述第一管道连接，另一端依次与每个所述电磁阀连接。
6.根据权利要求5所述放散气体控制系统，其特征在于，还包括：用于通过按钮控制所述放散阀开闭的手动控制单元；
所述手动控制单元依次与每个所述电磁阀连接。
7.根据权利要求6所述放散气体控制系统，其特征在于，还包括：用于切换所述压力控制模块、所述数字显示报警仪、所述手动控制单元三种控制模块的万能转换开关；
所述万能转换开关的一端依次与所述处理器单元、所述数字显示报警仪及所述手动控制单元连接，另一端依次与每个所述电磁阀连接。
8.根据权利要求1-7任一项所述放散气体控制系统，其特征在于，还包括：用于对系统温度、管道压力实时测量的测量装置；
所述测量装置连接口与所述第一管道口径相适配，并设置在所述第一管道中。
9.根据权利要求8所述放散气体控制系统，其特征在于，还包括：人机界面；所述人机界面与所述压力控制单元连接。
10.根据权利要求9所述放散气体控制系统，其特征在于：所述电磁阀采用单线圈驱动。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130424 Termination date: 20171113 |