專利名稱：交流變頻式自動(dòng)加藥控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金、水凈化、環(huán)保、科研等多領(lǐng)域的自動(dòng)加藥控制裝置。特別是用于火力發(fā)電和石油化工等部門的大型鍋爐給水、爐水處理工藝和工業(yè)廢水排放中的PH調(diào)節(jié)工藝中的自動(dòng)加藥控制裝置。
目前我國工業(yè)生產(chǎn)中，例如火電廠為防止高溫高壓下爐水蒸汽對(duì)大型鍋爐本體、汽輪機(jī)、管道等金屬設(shè)備的腐蝕，鍋爐給水需加氨液，使水的PH值在8.5-9.2左右。這就需要加氨量控制在一定范圍內(nèi)。為了防止水中溶解的氧對(duì)鍋爐等設(shè)備的腐蝕，給水中需加適量化學(xué)除氧劑(如聯(lián)胺、二甲基酮肟等)。為了防止結(jié)垢，需直接往爐水中加適量的磷酸鹽。另外，電力、電子、醫(yī)藥、飲食等工業(yè)所需純水(除離子水)制備過程中采用的陰陽離子交換樹脂床構(gòu)成除鹽系統(tǒng)的再生時(shí)產(chǎn)生的廢液PH值不一定符合環(huán)保排放要求，需加適量的酸、堿中合來滿足要求。以及其它工業(yè)生產(chǎn)中的類似情況，等等。
到目前為止一直采用

圖1所示的直流調(diào)速自動(dòng)加藥控制裝置來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加藥控制任務(wù)。例如火電廠采用的為鍋爐給水加氨的GAT-1型加氨自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置和JY型智能加藥裝置。這類加藥裝置由檢測(cè)器、調(diào)節(jié)器、直流調(diào)壓器、電樞電源、勵(lì)磁電源、直流電機(jī)、加藥泵及相應(yīng)操作盤組成。
直流調(diào)速自動(dòng)加藥控制裝置工作過程如下利用操作盤給裝置的各部分送電后，直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)加藥泵加藥，泵入藥劑在管道中混合后在取樣點(diǎn)由檢測(cè)器測(cè)出濃度后輸出一個(gè)與濃度成正比的電流信號(hào)至調(diào)節(jié)器，與調(diào)節(jié)器中的設(shè)定信號(hào)(與工藝要求濃度成正比的電信號(hào))比較，得出偏差信號(hào)，調(diào)節(jié)器對(duì)偏差信號(hào)進(jìn)行比例，積分運(yùn)算調(diào)節(jié)(PH調(diào)節(jié))，將結(jié)果送到電壓調(diào)整器，改變其輸出，改變電樞電源電壓。由于勵(lì)磁電源電壓恒定，因而電機(jī)轉(zhuǎn)速即泵的加藥速度也隨著電樞電壓而改變，來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制加藥的目的。
由于直流調(diào)速性能較好，所以一直使用到現(xiàn)在。但直流調(diào)速系統(tǒng)存在一些難以克服的缺點(diǎn)(1)直流電機(jī)制造困難復(fù)雜，造價(jià)高，與相同功率的異步交流電機(jī)相比，其造價(jià)高約10倍左右。(2)直流電機(jī)電樞繞組中的電流在運(yùn)轉(zhuǎn)中必須換向，銅片和電刷都是易損件，銅片更換修復(fù)十分困難。(3)更換電刷時(shí)若安裝不當(dāng)(不在中性面上)或換向銅片與電刷因摩擦接觸不良，銅片受化學(xué)腐蝕等都會(huì)產(chǎn)生火花，加速換向器損壞，使電機(jī)不能工作。(4)直流調(diào)速系統(tǒng)，其電機(jī)負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩時(shí)，即使在低轉(zhuǎn)速情況下，電樞電流也很大，約為交流電機(jī)的3-4倍，熱量積累效果顯著，電機(jī)升溫，電樞繞組電阻值上升，形成惡性循環(huán)，直至燒壞電機(jī)。在用可控硅調(diào)整電樞電壓的調(diào)速電路中，為抑制電源電壓脈動(dòng)太大，串接電抗器，當(dāng)電抗器容量不足夠大時(shí)，還可能燒毀電抗器。這些現(xiàn)象在電廠直流調(diào)速自動(dòng)加氨系統(tǒng)中時(shí)有發(fā)生。(5)直流調(diào)速系統(tǒng)中，調(diào)速電路必須接一電抗器，直流電機(jī)換向不可避免地存在一定的接觸電阻，加上直流電機(jī)工作電流比同功率的交流電機(jī)大幾倍，這些部件上均有能量消耗，因而電機(jī)的效率低。
綜上所述，直流調(diào)速自動(dòng)加藥控制裝置存在著電機(jī)造價(jià)高，維護(hù)困難且量大，可靠性低，節(jié)能效果差等弊端。
本實(shí)用新型的目的是提供一種用交流變頻和交流電機(jī)構(gòu)成的交流調(diào)速系統(tǒng)代替現(xiàn)有的直流調(diào)速系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，制造維護(hù)容易，工作性能可靠且節(jié)能效果顯著的自動(dòng)加藥控制裝置。
本實(shí)用新型的目的是采用如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的交流變頻式自動(dòng)加藥控制裝置，包括相互電連接的檢測(cè)器，調(diào)節(jié)器和執(zhí)行部分，檢測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)輸出送至調(diào)節(jié)器的信號(hào)輸入端，其特征在于所述的執(zhí)行部分包括連接于調(diào)節(jié)器信號(hào)輸出端的交流變頻器，受交流變頻器輸出控制的交流電機(jī)和加藥泵，以及相應(yīng)的操作盤。
本實(shí)用新型的特征還在于在交流變頻器(HFC-VWS)的繼電器接口AL0、AL1上接有報(bào)警器。
本實(shí)用新型的特征還在于在檢測(cè)器的信號(hào)輸出端還連接有記錄儀。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，交流電機(jī)造價(jià)遠(yuǎn)低于同功率的直流電機(jī)，制造維護(hù)容易。
2、沒有電樞繞組和換向等問題，不存在因此而引起的直流電機(jī)經(jīng)常維護(hù)和打火花等一系列問題。而眾所周知，交流電機(jī)是一種經(jīng)久而用安全可靠的機(jī)器。
3、選進(jìn)的交流變頻器(帶微電腦)與交流電機(jī)相配套，使交流調(diào)速系統(tǒng)的性能大為改善。
4、交流電機(jī)工作電流小(與同功率直流電機(jī)相比)，電路中沒有換向器和電抗器等耗能部件，而且在低于額定轉(zhuǎn)速下工作，工作電流進(jìn)一步降低，無用能耗進(jìn)一步下降。
下面以鍋爐給水自動(dòng)加氨為實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
圖1，直流調(diào)速自動(dòng)加藥控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2，交流變頻式自動(dòng)加藥控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3，交流變頻式鍋爐給水自動(dòng)加氨控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4，操作盤面板示意圖；圖5-1交流變頻式鍋爐給水自動(dòng)加氨控制裝置電路圖；圖5-2交流變頻式鍋爐給水自動(dòng)加氨控制裝置電路圖；鍋爐給水對(duì)PH值有一定要求，其中鍋爐給水加氨就是對(duì)PH值進(jìn)行一定的調(diào)節(jié)，以達(dá)到防止熱力設(shè)備腐蝕的目的。為了達(dá)到指定的范圍，需對(duì)加藥量有一準(zhǔn)確的控制。由于鍋爐給水的給水量和給水的PH值是非定值，是受多種因素影響的，加氨量則隨給水條件變化而變化，這就是自動(dòng)加氨控制所要達(dá)到的目的。其裝置如圖2，圖3所示1、檢測(cè)器該裝置是對(duì)PH值的反映。本實(shí)施例選用電DDD-32B工業(yè)電導(dǎo)儀。電導(dǎo)儀是在氨液由加藥泵進(jìn)入混合管道的除鹽水中混合的給水中在取樣點(diǎn)取出水樣進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)值轉(zhuǎn)化為0-10mA信號(hào)發(fā)送出去。
根據(jù)不同需要，加不同藥液可采用不同檢測(cè)器，本實(shí)施例還可采用PH計(jì)，加碳酸鈉可采用余氨表等等。
2、調(diào)節(jié)器在本控制裝置中使用的是DTL-231A型調(diào)節(jié)器，還可選用DTL-331A型、DY-DDC型智能調(diào)節(jié)器等。其主要作用是接受檢測(cè)裝置的輸出信號(hào)，并與給定的值(根據(jù)需要設(shè)置)進(jìn)行比較，形成偏差值信號(hào)。然后進(jìn)行一定的比例和積分運(yùn)算后輸出一個(gè)0-10mA的調(diào)節(jié)信號(hào)。
3、執(zhí)行裝置包括變頻器，交流電機(jī)，加藥永和相應(yīng)操作盤。
調(diào)節(jié)器輸出的0-10mA的調(diào)節(jié)信號(hào)轉(zhuǎn)換成0-10V電壓信號(hào)送至變頻器中，變頻器根據(jù)輸入信號(hào)的大小，決定輸出頻率和電壓。電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)也隨著頻率的改變而變化，加藥泵的加藥量也隨之改變。交流電機(jī)采用普通的三相異步電機(jī)，現(xiàn)用加藥泵。經(jīng)加藥泵加到給水管內(nèi)的氨，經(jīng)混勻后送至取樣點(diǎn)，經(jīng)檢測(cè)儀檢測(cè)，把信號(hào)送至調(diào)節(jié)器，交流變頻器及電機(jī)，指示加藥泵調(diào)節(jié)加藥量。這樣，閉環(huán)式自動(dòng)控制系統(tǒng)一個(gè)調(diào)節(jié)周期便完成。
交流變頻器是本控制裝置的核心部分。本實(shí)施例采用的是日本HITACHI(日立)HFC-VWS系列交流變頻器?；騍ANKEN(三肯)SVS，SVF系列、或FUTI(富士)FVR系列交流變頻器。目前國內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，工作可靠性受到影響。交流變頻器是區(qū)別于其它自動(dòng)加藥控制裝置的關(guān)鍵。它的應(yīng)用充分體現(xiàn)了本控制裝置的優(yōu)越性。交流變頻器是以微電腦控制為核心的變頻調(diào)速裝置，根據(jù)不同要求，它可以對(duì)其所控制的交流電機(jī)進(jìn)行變頻式調(diào)速，并可根據(jù)具體生產(chǎn)需要大大改善交流電機(jī)的性能，使生產(chǎn)更加安全、可靠，以致達(dá)到滿意的效果。
4、操作盤如圖4所示，a電導(dǎo)儀顯示面板，顯示檢測(cè)結(jié)果。b記錄儀顯示面板，顯示記錄狀態(tài)。c調(diào)節(jié)器顯示面板，顯示調(diào)節(jié)狀態(tài)。d交流變頻器顯示面板，顯示調(diào)節(jié)狀態(tài)。e電源斷指示燈，i電源斷按鈕，f電源合指示燈，j電源合按鈕，g手動(dòng)調(diào)節(jié)頻率顯示，k手動(dòng)調(diào)速電位器，h故障指示燈，l手動(dòng)自動(dòng)切換開關(guān)，m正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、復(fù)位、停機(jī)切換開關(guān)。
5、記錄儀本實(shí)施例采用RE-10型記錄儀，用來記錄檢測(cè)器的檢測(cè)狀態(tài)。便于對(duì)加藥狀態(tài)的分析及調(diào)整。
本實(shí)用新型實(shí)施例的控制電路圖如圖5-1，圖5-2所示；變頻器A采用三相0-380V電源，當(dāng)空氣開關(guān)T1、T2、T3閉合后，三相電送至交流接觸器Jc1的Jc-1-Jc-3觸點(diǎn)，當(dāng)按鈕開關(guān)j啟動(dòng)時(shí)，交流接觸器Jc-1-Jc1-3常開觸點(diǎn)吸合，電源合指示燈f亮，這樣0-380V電壓則加在變頻器端子L1、L2、L3上，此時(shí)變頻器面板d的顯示便開始工作，變頻器進(jìn)入了工作狀態(tài)。同時(shí)，電導(dǎo)儀B、調(diào)節(jié)器C及記錄儀D通電，開始工作。導(dǎo)電儀B的導(dǎo)電池檢測(cè)混合管道的藥液后把結(jié)果以0-10mA信號(hào)送至調(diào)節(jié)器C，調(diào)節(jié)器C經(jīng)過一定判斷、計(jì)算后將結(jié)果送至交流變頻器A。交流變頻器A經(jīng)過處理后調(diào)節(jié)交流電機(jī)G的轉(zhuǎn)數(shù)，隨之帶動(dòng)加藥泵加藥，完成加藥調(diào)節(jié)目的。
如果在面板d上改變?cè)O(shè)定程序，則可由面板操作轉(zhuǎn)為端子操作。在本系統(tǒng)中端子操作是主要操作。
在變頻器端子O、L、H之間加雙刀雙至切換開關(guān)便可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換。當(dāng)開關(guān)在自動(dòng)位置L′、N′時(shí)，變頻器的H、L端子之間輸出的是1-10V信號(hào)。信號(hào)的大小決定端子輸出頻率不同，電機(jī)G的轉(zhuǎn)數(shù)也就不同。調(diào)節(jié)操作盤上的手動(dòng)自切換開關(guān)1，使開關(guān)在手動(dòng)位置M′、O′時(shí)，調(diào)節(jié)操作盤上的手動(dòng)調(diào)速電位器k，調(diào)節(jié)H、O、L端子上的電位可以必變?cè)O(shè)置頻率，顯示面板上的g可顯示調(diào)節(jié)頻率，也就改變了電機(jī)G的轉(zhuǎn)數(shù)，達(dá)到了手動(dòng)目的。
FW是正轉(zhuǎn)控制端子，KV是反轉(zhuǎn)控制端子，RS是復(fù)位端子，F(xiàn)RS是停機(jī)端子，L是公共端子。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)扳至P′位置時(shí)，F(xiàn)W與L形成回路，電機(jī)便正方向轉(zhuǎn)動(dòng)，如扳至Q′時(shí)，便反轉(zhuǎn)，在正反轉(zhuǎn)時(shí)，F(xiàn)RS與L端子必須通路，否則停機(jī)，當(dāng)扳至停機(jī)位置S′時(shí)，F(xiàn)RS與L開路。
FW端子是輸出頻率信號(hào)端子，接一只頻率表便可顯示輸出頻率。AL0、AL1，AL2是故障繼電器的三個(gè)觸點(diǎn)，正常時(shí)AL0、AL2閉合。變頻器異常時(shí)，AL0、AL1閉合，可以利用其對(duì)變頻器進(jìn)行保護(hù)。如果在AL0、AL1上加220V電壓、當(dāng)AL0、AL2閉合時(shí)，電壓送至中間繼電器Jc2上，使其吸合，串在Jc1線圈中的Jc2-1常閉觸點(diǎn)斷開，交流接觸器線圈Jc1掉電，變頻器電源也隨之切斷，信號(hào)送至故障指示燈h，顯示故障，實(shí)現(xiàn)了故障報(bào)警，達(dá)到了保護(hù)的目的。
另外，在交流接觸器U、V、W出口處也有一個(gè)熱繼電器TC。當(dāng)電機(jī)端短路時(shí)，熱繼電器TC也會(huì)自動(dòng)斷開，切斷電機(jī)電源，并切掉變頻器電源，且發(fā)出故障信號(hào)，實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警。
記錄儀D記錄電導(dǎo)儀B的檢測(cè)狀態(tài)。當(dāng)實(shí)際需要加藥調(diào)節(jié)超過或低于裝置所設(shè)置的上、下限時(shí)，記錄儀經(jīng)判斷發(fā)出信號(hào)至上下限報(bào)警區(qū)E。上下限報(bào)警區(qū)E可連接一指示燈，連同變頻器A的運(yùn)行指示燈t接至工作間或值班室，便于觀察、監(jiān)視。
權(quán)利要求1.交流變頻式自動(dòng)加藥控制裝置，包括相互電連接的檢測(cè)器，調(diào)節(jié)器和執(zhí)行部分，檢測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)輸出送至調(diào)節(jié)器的信號(hào)輸入端，其特征在于所述的執(zhí)行部分包括連接于調(diào)節(jié)器信號(hào)輸出端的交流變頻器，受交流變頻器輸出控制的交流電機(jī)和加藥泵，以及相應(yīng)的操作盤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流變頻式自動(dòng)加藥控制裝置，其特征在于在交流變頻器(HFC-VWS)的繼電器接口AL0、AL1上接有報(bào)警器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流變頻式自動(dòng)加藥控制裝置，其特征在于在檢測(cè)器的信號(hào)輸出端還連接有記錄儀。
專利摘要本實(shí)用新型適用于火力發(fā)電、石油化工等部門鍋爐給水及廢水排放中的pH值調(diào)節(jié)工藝。包括檢測(cè)器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行部分，其特征在于所述的執(zhí)行部分包括交流變頻器，交流電機(jī)、加藥泵及相應(yīng)的操作盤。本實(shí)用新型提供了一種用交流變頻器和交流電機(jī)構(gòu)成的交流調(diào)速裝置代替現(xiàn)有的直流調(diào)速裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，制造維護(hù)容易，工作性能可靠且節(jié)能效果顯著的自動(dòng)加藥控制裝置。
文檔編號(hào)G05D21/00GK2226315SQ9420228
公開日1996年5月1日 申請(qǐng)日期1994年1月29日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月29日
發(fā)明者承學(xué)東 申請(qǐng)人:承學(xué)東