一種煤化工公用工程管理系統(tǒng)及管理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種煤化工公用工程管理系統(tǒng)及方法，包括傳感器、蒸汽閥門、電機(jī)閥門、PLC變頻器以及與傳感器、PLC變頻器連接的服務(wù)器，傳感器通過PID集控箱連接到服務(wù)器；流量流速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器按照進(jìn)水方向依次設(shè)置在循環(huán)水換熱裝置的進(jìn)水管路上；服務(wù)器包括數(shù)據(jù)接收單元、判斷單元和指令單元；蒸汽閥門和電機(jī)閥門通過PLC變頻器與服務(wù)器連接。本發(fā)明利用自動化技術(shù)和變頻技術(shù)綜合應(yīng)用，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，根據(jù)現(xiàn)場壓力、流量、溫度、閥門以及其它反饋信號動態(tài)調(diào)節(jié)輸出功率，在符合生產(chǎn)需求的情況下，調(diào)整相對應(yīng)的匹配功率，從而避免多余的用電損耗，節(jié)電效果可達(dá)10％-70％之間。
【專利說明】一種煤化工公用工程管理系統(tǒng)及管理方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤化工行業(yè)的節(jié)能減排【技術(shù)領(lǐng)域】，特別地，涉及一種煤化工公用工程
管理系統(tǒng)及管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國的能源消耗中，工業(yè)是我國能源消耗的大戶，能源消耗量占全國能源消耗總量的70%左右，而不同類型工業(yè)企業(yè)的工藝流程，裝置情況、產(chǎn)品類型、能源管理水平對能源消耗都會產(chǎn)生不同的影響。
[0003]而在現(xiàn)有的公用工程管理系統(tǒng)中，有許多耗費(fèi)大量能源的漏洞，例如:為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機(jī)械在設(shè)計(jì)配用動力驅(qū)動時(shí)，都留有一定的富余量。當(dāng)電機(jī)不能在滿負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，除達(dá)到動力驅(qū)動要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費(fèi)。風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中。
[0004]雖然很多企業(yè)已經(jīng)感覺到能源使用過程中存在著浪費(fèi)，部分也制定出了節(jié)能措施，但由于能源的使用牽涉面廣，影響因素十分眾多，無法開展有效的管理以及對設(shè)備效率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和跟蹤，所以能源節(jié)約目標(biāo)管理機(jī)制無法健全，不能形成綜合節(jié)能系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于提供一種煤化工公用工程管理系統(tǒng)及管理方法，以解決煤化工行業(yè)中能耗過高的技術(shù)問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種煤化工公用工程管理系統(tǒng)，包括傳感器、蒸汽閥門、電機(jī)閥門、PLC變頻器以及與傳感器、PLC變頻器連接的服務(wù)器，
[0007]所述傳感器通過PID集控箱連接到服務(wù)器，包括溫度傳感器、壓力傳感器、流量流速傳感器；所述流量流速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器按照進(jìn)水方向依次設(shè)置在循環(huán)水換熱裝置的進(jìn)水管路上；
[0008]所述服務(wù)器包括數(shù)據(jù)接收單元、判斷單元和指令單元；所述數(shù)據(jù)接收單元用于接收傳感器傳送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，所述判斷單元用于將數(shù)據(jù)接收單元接收的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與預(yù)存的閾值相比較，所述指令單元用于向PLC變頻器發(fā)送調(diào)節(jié)指令；
[0009]蒸汽閥門和電機(jī)閥門通過服務(wù)器與PLC變頻器連接。
[0010]優(yōu)選的，所述服務(wù)器還包括與蒸汽量的上限值、1/2值和零值開關(guān)裝置相連的第一、第二、第三輸出極,所述第一、第二、第三輸出極分別與PLC變頻器上的第一、第二、第三固態(tài)繼電器連接；
[0011]第一固態(tài)繼電器連接電機(jī)閥門；第二固態(tài)繼電器同時(shí)連接電機(jī)閥門和蒸汽閥門；第三固態(tài)繼電器連接蒸汽閥門。
[0012]優(yōu)選的，所述溫度傳感器安裝在換熱裝置與水池之間。
[0013]優(yōu)選的，所述流量流速傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器按照出水方向依次設(shè)置在循環(huán)水水池的出水管路上。
[0014]本發(fā)明還提供了一種煤化工公用工程管理方法，包括以下步驟:
[0015]A、傳感器將收集到的數(shù)據(jù)傳送至服務(wù)器；
[0016]B、服務(wù)器對接收到的溫度、壓力、流量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到循環(huán)水量；
[0017]C、服務(wù)器獲取蒸汽量后進(jìn)行判斷并發(fā)出相應(yīng)指令:
[0018]若判斷蒸汽量大于上限值，則將電機(jī)閥門的關(guān)閉信號傳送至PLC變頻器；
[0019]若判斷蒸汽量為上限值的1/2至上限值之間，則將蒸汽閥門和電機(jī)閥門的同時(shí)打開信號傳送至PLC變頻器；
[0020]若判斷蒸汽量小于上限值的1/2，則將蒸汽閥門關(guān)小至系統(tǒng)需要值，將電機(jī)閥門的打開信號傳送至PLC變頻器。
[0021]優(yōu)選的，在服務(wù)器判斷蒸汽量大于上限值，將第一輸出極的接通點(diǎn)連接至關(guān)閉狀態(tài)，使得PLC變頻器上的第一固態(tài)繼電器斷開，關(guān)閉電機(jī)閥門。
[0022]優(yōu)選的，在服務(wù)器判斷蒸汽量為上限值的1/2至上限值之間，將第二輸出極的接通點(diǎn)連接至打開狀態(tài)，使得PLC變頻器上的第一固態(tài)繼電器接通，打開電機(jī)閥門和蒸汽閥門。
[0023]優(yōu)選的，在服務(wù)器判斷蒸汽量小于上限值的1/2，將第三輸出極的接通點(diǎn)連接至打開狀態(tài)，使得PLC變頻器上的第一固態(tài)繼電器接通，打開電機(jī)閥門。
[0024]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0025]本發(fā)明利用自動化技術(shù)和變頻技術(shù)綜合應(yīng)用，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，采用開環(huán)或者閉環(huán)控制系統(tǒng)，根據(jù)現(xiàn)場壓力、流量、溫度、閥門以及其它反饋信號動態(tài)調(diào)節(jié)輸出功率，在符合生產(chǎn)需求的情況下，給出相對應(yīng)的匹配功率，從而避免多余的用電損耗，使電機(jī)處于最佳運(yùn)行效率，節(jié)電效果可達(dá)10% -70%之間。
[0026]并且，通過安裝在多處的多種傳感器的數(shù)值變化，管理系統(tǒng)很容易了解各個位置的實(shí)時(shí)參數(shù)變化，不但可及時(shí)調(diào)整運(yùn)行效率和狀態(tài)，還可直接定位故障地點(diǎn)，并分析故障類型。
[0027]當(dāng)換熱器裝置發(fā)生故障時(shí)，可通過換熱器前、后端的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，直接查到故障原因，制定出合理的解決方案。不必要停產(chǎn)拆解才能找到問題所在，則大大降低維修成本和停產(chǎn)帶來的損失。
[0028]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0030]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的傳感器安裝位置示意圖；
[0031]圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的閥門位置示意圖；
[0032]其中，1、水池，2、換熱裝置，3、流量流速傳感器，4、溫度傳感器，5、壓力傳感器，6、PID集控箱，7、出水母管，8、電機(jī)閥門，9、蒸汽閥門，10、服務(wù)器。【具體實(shí)施方式】
[0033]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以根據(jù)權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0034]參見圖1、圖2，一種煤化工公用工程管理系統(tǒng)，包括傳感器、蒸汽閥門、電機(jī)閥門、PLC變頻器以及與傳感器、PLC變頻器連接的服務(wù)器。
[0035]所述傳感器通過PID集控箱6連接到服務(wù)器10，包括溫度傳感器4、壓力傳感器5、流量流速傳感器3 ;所述流量流速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器按照進(jìn)水方向依次設(shè)置在循環(huán)水換熱裝置的進(jìn)水管路上，分別收集循環(huán)水的流量流速、壓力、溫度等參數(shù)值。
[0036]所述服務(wù)器包括數(shù)據(jù)接收單元、判斷單元和指令單元；所述數(shù)據(jù)接收單元用于接收傳感器傳送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，所述判斷單元用于將數(shù)據(jù)接收單元接收的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與預(yù)存的閾值相比較，所述指令單元用于向PLC變頻器發(fā)送調(diào)節(jié)指令；如此，公用工程管理系統(tǒng)則可根據(jù)傳感器收集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)的做功情況，避免能源浪費(fèi)。
[0037]蒸汽閥門8和電機(jī)閥門9通過服務(wù)器與PLC變頻器連接，以接受系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)控。
[0038]另外，所述溫度傳感器4還可以安裝在換熱裝置2與水池I之間，以收集經(jīng)換熱裝置流出的循環(huán)水的溫度數(shù)據(jù)。
[0039]所述流量流速傳感器3、溫度傳感器4、壓力傳感器5還可以按照出水方向依次設(shè)置在循環(huán)水水池的出水管路7上，分別收集循環(huán)水的流量流速、壓力、溫度等參數(shù)值。PID集控箱控制換熱器的用水量，PID集控箱將控制數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳到服務(wù)器，服務(wù)器將需要的流量數(shù)據(jù)傳給PLC控制變頻控制總流量。
[0040]通過安裝在多處的多種傳感器的數(shù)值變化，管理系統(tǒng)很容易了解各個位置的實(shí)時(shí)參數(shù)變化，不但可及時(shí)調(diào)整運(yùn)行效率和狀態(tài)，還可直接定位故障地點(diǎn)，并分析故障類型。
[0041]所述服務(wù)器還包括與蒸汽量的上限值、1/2值和零值開關(guān)裝置相連的第一、第二、第三輸出極，所述第一、第二、第三輸出極分別與PLC變頻器上的第一、第二、第三固態(tài)繼電器連接；
[0042]第一固態(tài)繼電器連接電機(jī)閥門；第二固態(tài)繼電器同時(shí)連接電機(jī)閥門和蒸汽閥門；第三固態(tài)繼電器連接蒸汽閥門。
[0043]本發(fā)明還公開了一種煤化工公用工程管理方法，包括以下步驟:
[0044]A、傳感器將收集到的數(shù)據(jù)傳送至服務(wù)器；
[0045]B、服務(wù)器對接收到的溫度、壓力、流量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到循環(huán)水量；
[0046]C、服務(wù)器獲取蒸汽量后進(jìn)行判斷并發(fā)出相應(yīng)指令。蒸汽數(shù)據(jù)可由蒸汽傳感器傳給服務(wù)器，服務(wù)器將數(shù)據(jù)反饋給汽輪機(jī)服務(wù)器，實(shí)時(shí)調(diào)度汽輪機(jī)與電機(jī)的功率。
[0047]若判斷蒸汽量大于上限值，則將電機(jī)閥門的關(guān)閉信號傳送至PLC變頻器；則表面目前整個系統(tǒng)中的蒸汽量足夠運(yùn)行，不需要電機(jī)做功，因此將電機(jī)關(guān)閉可以節(jié)約能耗。在服務(wù)器判斷蒸汽量大于上限值，將第一輸出極的接通點(diǎn)連接至關(guān)閉狀態(tài)，使得PLC變頻器上的第一固態(tài)繼電器斷開，關(guān)閉電機(jī)閥門。
[0048]若判斷蒸汽量為上限值的1/2至上限值之間，則將蒸汽閥門和電機(jī)閥門的同時(shí)打開信號傳送至PLC變頻器；此時(shí)，蒸汽量不夠，則需要電機(jī)做功提供一部分能源保障系統(tǒng)運(yùn)行。在服務(wù)器判斷蒸汽量為上限值的1/2至上限值之間，將第二輸出極的接通點(diǎn)連接至打開狀態(tài)，使得PLC變頻器上的第一固態(tài)繼電器接通，打開電機(jī)閥門和蒸汽閥門。[0049]若判斷蒸汽量小于上限值的1/2，則將蒸汽閥門關(guān)小至系統(tǒng)需要值，將電機(jī)閥門的打開信號傳送至PLC變頻器；此時(shí)，蒸汽量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，則需要電機(jī)完全做功。在服務(wù)器判斷蒸汽量小于上限值的1/2，將第三輸出極的接通點(diǎn)連接至打開狀態(tài)，使得PLC變頻器上的第一固態(tài)繼電器接通，打開電機(jī)閥門。
[0050]湖南易創(chuàng)節(jié)能技術(shù)有限公司于二 O —二年八月至十二月對內(nèi)蒙古包頭海平面高分子化工有限公司全廠循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行工況進(jìn)行全流程調(diào)查、檢測并實(shí)施節(jié)能技改。易創(chuàng)節(jié)能采用流體輸送“YCGF”技術(shù)對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析、研究，結(jié)合該系統(tǒng)管路流體力學(xué)特性，設(shè)計(jì)節(jié)能技改方案，技改分二步進(jìn)行，第一步:通過整改系統(tǒng)存在的不利因素，并按最佳運(yùn)行工況參數(shù)定做“易創(chuàng)高效節(jié)能泵轉(zhuǎn)子及部件”替換目前處于不利工況、低效率運(yùn)行的水泵部件，消除目前水泵運(yùn)行效率低所產(chǎn)生的無效能耗，降低千噸水耗電量，從源頭上解決高能耗的本質(zhì)問題；增加流量計(jì)量器，對循環(huán)水用量科學(xué)掌握、合理調(diào)度。第二步:進(jìn)一步整改系統(tǒng)存在的不利因素，根據(jù)工藝要求對系統(tǒng)進(jìn)行溫度、壓力、流量進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化、匹配、控制；優(yōu)化、匹配內(nèi)容:包括增加可編程控制器、變頻調(diào)速器自動旁路模塊、故障檢測模塊、傳感器組，在水泵節(jié)能的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步降低千噸水耗電量，實(shí)現(xiàn)自動化控制；系統(tǒng)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)正常、持續(xù)、穩(wěn)定的運(yùn)行，使整個水系統(tǒng)始終自動平穩(wěn)的運(yùn)行在最優(yōu)工藝指標(biāo)狀態(tài)、最優(yōu)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)下，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制的自動化，達(dá)到標(biāo)本兼治的節(jié)能目的。通過技改，使內(nèi)蒙古包頭海平面高分子化工有限公司全廠循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)電效率達(dá)到14%左右，每年可節(jié)省用電約448萬度。
[0051]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種煤化工公用工程管理系統(tǒng)，其特征在于，包括傳感器、蒸汽閥門、電機(jī)閥門、PLC變頻器以及與傳感器、PLC變頻器連接的服務(wù)器， 所述傳感器通過PID集控箱連接到服務(wù)器，包括溫度傳感器、壓力傳感器、流量流速傳感器；所述流量流速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器按照進(jìn)水方向依次設(shè)置在循環(huán)水換熱裝置的進(jìn)水管路上； 所述服務(wù)器包括數(shù)據(jù)接收單元、判斷單元和指令單元；所述數(shù)據(jù)接收單元用于接收傳感器傳送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，所述判斷單元用于將數(shù)據(jù)接收單元接收的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與預(yù)存的閾值相比較，所述指令單元用于向PLC變頻器發(fā)送調(diào)節(jié)指令； 蒸汽閥門和電機(jī)閥門通過服務(wù)器與PLC變頻器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤化工公用工程管理系統(tǒng)，其特征在于，所述服務(wù)器還包括與蒸汽量的上限值、1/2值和零值開關(guān)裝置相連的第一、第二、第三輸出極，所述第一、第二、第三輸出極分別與PLC變頻器上的第一、第二、第三固態(tài)繼電器連接； 第一固態(tài)繼電器連接電機(jī)閥門；第二固態(tài)繼電器同時(shí)連接電機(jī)閥門和蒸汽閥門；第三固態(tài)繼電器連接蒸汽閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤化工公用工程管理系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度傳感器安裝在換熱裝置與水池之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤化工公用工程管理系統(tǒng)，其特征在于，所述流量流速傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器按照出水方向依次設(shè)置在循環(huán)水水池的出水管路上。
5.一種煤化工公用工程管理方法，其特征在于，包括以下步驟: A、傳感器將收集到的數(shù)據(jù)傳送至服務(wù)器； B、服務(wù)器對接收到的溫度、壓力、流量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到循環(huán)水量； C、服務(wù)器獲取蒸汽量后進(jìn)行判斷并發(fā)出相應(yīng)指令: 若判斷蒸汽量大于上限值，則將電機(jī)閥門的關(guān)閉信號傳送至PLC變頻器； 若判斷蒸汽量為上限值的1/2至上限值之間，則將蒸汽閥門和電機(jī)閥門的同時(shí)打開信號傳送至PLC變頻器； 若判斷蒸汽量小于上限值的1/2，則將蒸汽閥門關(guān)小至系統(tǒng)需要值，將電機(jī)閥門的打開信號傳送至PLC變頻器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種煤化工公用工程管理方法，其特征在于，在服務(wù)器判斷蒸汽量大于上限值，將第一輸出極的接通點(diǎn)連接至關(guān)閉狀態(tài)，使得PLC變頻器上的第一固態(tài)繼電器斷開，關(guān)閉電機(jī)閥門。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種煤化工公用工程管理方法，其特征在于，在服務(wù)器判斷蒸汽量為上限值的1/2至上限值之間，將第二輸出極的接通點(diǎn)連接至打開狀態(tài)，使得PLC變頻器上的第一固態(tài)繼電器接通，打開電機(jī)閥門和蒸汽閥門。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種煤化工公用工程管理方法，其特征在于，在服務(wù)器判斷蒸汽量小于上限值的1/2，將第三輸出極的接通點(diǎn)連接至打開狀態(tài)，使得PLC變頻器上的第一固態(tài)繼電器接通，打開電機(jī)閥門。
【文檔編號】G06Q10/06GK103955794SQ201410174830
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】易富軍 申請人:湖南易創(chuàng)節(jié)能技術(shù)有限公司