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方案應用

蒸汽流量計在工廠壓縮空氣供氣管網集中計量監控系統上的應用

發布時間:2017/11/15 21:31:42

東風二汽鑄造二廠壓縮空氣輸送系統全長3000米以上,建廠初期投入使用,已30多年,管網磨損、腐蝕泄漏,特別是車間內部的埋地支管,腐蝕泄漏非常嚴重。

隨著東風公司合資重組的進一步深入,產品結構有了很大改變,各生產車間任務也是有了很大差別,部份車間需要加班、延點滿負荷作業,此時需要啟動多臺空壓機供氣方可滿足生產,而實際用氣量并不大,這造成了極大能源浪費。

高產時節由于有用氣點向外直排氣源,導致氣壓波動,影響設備開動率。由于管網覆蓋面較廣,及時找到泄漏點不容易,需花費大量人力物力。

由于對用能車間未實現計量管理,用戶節能意識淡薄,不能積極主動的進行泄漏點治理。

鑄造二廠壓縮空氣輸送系統采用集中供氣方式,對各用能車間氣源配給采用閘板閥手動進行控制,操作不便,勞動強度大。

控制系統硬件的選擇

根據以上的情況,我們決定使用 PLC + PC 的控制方式,具有"本地/遠程"控制模式和完善的系統故障自診斷能力。上位機與流量計通過RS485/RS232轉換適配器實現通訊,讀取蒸汽流量計數據。上位機與PLC之間的數據交換由RS232通信實現,通過PLC讀取本裝置中各設備的運行狀態和故障信息,并可在"遠程"控制模式下在上位機上直接對具體設備進行遠程控制操作。

電氣控制柜主要控制壓縮空氣管路電動閥開、關動作及過載、過流保護;顯示閥門開、關到位信號等。

蒸汽流量計采用上海星空儀表廠生產的LUGB-ZX系列智能化旋渦流量計,具有以下特點:采用RS-485通訊接口(信號遠傳距離2000米);智能一體化,能現場顯示瞬時流量和累計流量; 上下限流量報警和小信號切取功能;微功耗雙電源設計,儀表采用E2PROM技術,內部參數永久保存。

電動閥選擇電動加手動控制,方便操作人員現場操作。

系統上位機選用研華公司IPC610工控機, P4 2.8G,256MDDR,80G,52X光驅,19 英寸彩色顯示器,網卡,UPS ,打印機LQ1600K。下位機選歐姆龍PLC CMP2AH。

軟件采用亞控科技組態王6.5。

軟件功能介紹

本系統廣泛應用于多節點流量數據的遠程自動采集,適應性極強,尤其適用于節點分散、現場環境惡劣的工程項目,可實現各節點數據的遠程自動采集,有良好的擴展能力以備日后擴展其它節點,且便于日常的檢修與維護;采集到的信號進入計算機后能以人性化的界面顯示,并對數據進行存儲、歸檔、打印,且能從計算機上對每個節點的各種工況參數進行遠程設置,還能在管理層的監視機上實現同步顯示,操作軟件簡練、易學。

安裝、調試及故障處理

現場調試中以蒸汽流量計調試最為復雜。旋渦流量計是一種速度式流量計,在諸多領域用來計量液體、氣體和蒸汽的流量。由于在儀表選型、系統的工藝流程設計以及對介質特性的了解、配管、安裝、現場調試、配套儀表選擇等方面處理不得當以及氣體和蒸汽的溫度、壓力補償不正確,造成流量計量不準,影響了用戶使用。由于在處理上述問題及振動、工頻干擾、外界電器設備干擾時,情況較為復雜,下面以上海星空儀表廠生產的LUGB-ZX為例介紹旋渦流量計的安裝、調試及故障處理方法。

1、安裝和配管

a) 合理選擇流量計的安裝位置,在選擇旋渦流量計安裝位置時,應考慮以下幾點:

閥門位置和直管段長度。一般來講,把旋渦流量計安裝在閥門的上游。

有彎管、擴頸和縮頸時,應配置合理的上、下游直管段,如果管道中有一個彎管接頭,那么流量計和旋渦發生體與彎管接頭應在同一平面。

b) 選擇合理的配管

配管的內徑應比蒸汽流量計的內徑稍大些,例如:流量計內徑為39.7,則配管內徑應在40到42。對于0.5~2英寸的流量計應使用系列號40以下的管道,對于3~8英寸的流量計應使用系列號80以下的管道。另外,應防止出現管道收口現象。

c) 設計流量計的安裝管道時,應設計旁路管道,方便拆卸、維修和調試。新安裝的管道或維修過的管道,運行前應沖洗掉管內的鐵銹、水垢渣和污泥。

d) 接線

系統通訊接線見圖2,通訊采用雙絞線或帶屏蔽線的電纜;

蒸汽流量計通訊編號為01-99內任意數,不得重復,但為了保證系統穩定工作,建議在工作惡劣環境中通訊的儀表數不要超過16臺;

RS-485接口通訊線必須A-A,B-B相接;所有A端均連接一起,所有B端均連接一起,在主機(上位機通訊口)A與B之間并一個120歐姆電阻,在最遠處的一個儀表A與B之間并一個120歐姆電阻。

2、現場調試

根據用戶提供的所有參數,生產廠家在出廠前就已經將流量計調整好,只用正確接線后通電即能正常工作。可以按照自己的要求修改參數,改變輸出方式及所有選型參數。

根據自己需要重新設定參數時,為了精確地測量流量,必須檢查所有參數的準確性。

注意:用Vc9807數字萬用表測量:

a) 當LUGB-ZX沒有接入通訊線路中時,此時任何儀表不得供電,A與B間電阻為170千歐左右。A與B對地電阻都大于50千歐。

b) 當LUGB-ZX通訊線路完全接好時,此時任何儀表不得供電,通訊線上的A與B間電阻在50~60歐之間。

c) 當LUGB-ZX通訊線路完全接好時,給儀表供電,通訊線上的A與B間電壓在0.22V左右。

總結

該系統投入運行后,經過一年多使用,運行穩定可靠,大大提高了能源的利用效率,能源利用率由39%提升到78%,能耗費用由124.4萬元/年降到52.7萬元/年;生產用能實現微機監控及在線計量管理后,有效緩解了壓力波動,影響生產用能現象,保障了氣動設備開動率提升,具體表現在:

a) 部份車間生產時,由原來啟動兩臺排氣量為100m3/min,功率550KW空壓機降為啟動一臺排氣量100m3/min,功率550KW空壓機,節能效果明顯;

b) 原來高產時節常出現波動影響生產現象,得到很好改善;

c) 對車間用能實現微機遠程管理,提升了裝備部門能源管理水平;

d) 對各生產車間用能進行監控和實現計量管理,增強了用戶節能降耗意識,促使用戶更加積極主動的進行泄漏點的治理;

e) 對各生產車間能源配給通過遠程上位機、控制柜和現場電動閥手柄任一方式操作,簡便可靠,極大降低了相關維護人員的勞動。

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