1引言

青州卷煙廠所需蒸汽由當(dāng)?shù)責(zé)犭姽咎峁?，生產(chǎn)后產(chǎn)生的蒸氣冷凝水一直處于排放狀態(tài)，全廠每日排放的蒸汽冷凝水量在120噸左右，造成資源浪費(fèi)。因此開(kāi)發(fā)冷凝水回收利用工程具有十分重要的意義。在煙草制絲生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的冷凝水，一直是煙草行業(yè)要解決的技術(shù)課題。

2項(xiàng)目設(shè)計(jì)

2.1數(shù)據(jù)資源

2.2項(xiàng)目設(shè)計(jì)

通過(guò)以上指標(biāo)的分析，我們立項(xiàng)一套適宜的冷凝水資源回收利用系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括兩個(gè)子系統(tǒng)：

（1）研制冷凝水熱能利用子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)冷凝水與洗澡用水之間自動(dòng)換熱，為廠提供合格的洗澡用熱水；

（2）研制蒸汽冷凝水水資源回收利用子系統(tǒng)，將合格的蒸汽冷凝水代替軟化水供生產(chǎn)使用。

2.3原理設(shè)計(jì)

（1）冷凝水回收站屋頂處制作一換熱水箱，在換熱水箱內(nèi)制作換熱盤(pán)管，高壓罐內(nèi)的冷凝水在高壓罐內(nèi)與換熱盤(pán)管之間循環(huán)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)冷凝水與換熱水箱內(nèi)的自來(lái)水進(jìn)行換熱，自來(lái)水溫度達(dá)到設(shè)定值后，plc控制換熱自動(dòng)停止，同時(shí)控制換熱水箱的出水管電磁閥自動(dòng)打開(kāi)，將達(dá)到溫度要求的自來(lái)水自流到洗澡換熱站儲(chǔ)水池內(nèi)，等到水箱內(nèi)的水降到設(shè)定值后，水箱的進(jìn)水管電磁閥自動(dòng)打開(kāi)，同時(shí)出水管電磁閥自動(dòng)關(guān)閉。等到水箱內(nèi)的水達(dá)到設(shè)定值后，進(jìn)水電磁閥自動(dòng)關(guān)閉。同時(shí)水箱內(nèi)的水溫度降低，plc控制換熱自動(dòng)進(jìn)行，這樣周而復(fù)始的循環(huán)。洗澡水量滿足要求后，整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)停止。系統(tǒng)示意如圖1所示。

（2）經(jīng)過(guò)上一級(jí)子系統(tǒng)降溫的冷凝水由水泵輸送到采暖換熱站儲(chǔ)水罐（冬季該水經(jīng)過(guò)采暖系統(tǒng)循環(huán)后，又回到儲(chǔ)水罐內(nèi)），經(jīng)沉淀將儲(chǔ)水罐內(nèi)的水自流引到過(guò)濾水池（原鍋爐水碴池），再用plc控制水泵將過(guò)濾水池內(nèi)的水抽到?jīng)鏊?nèi)進(jìn)行冷卻，冷卻到設(shè)定溫度后，水泵自動(dòng)停止，冷卻后的冷凝水經(jīng)過(guò)一級(jí)、二級(jí)過(guò)濾水池進(jìn)入涼后儲(chǔ)水池，由水泵輸送到廠區(qū)軟化水管網(wǎng)，供廠軟化水使用。附見(jiàn)系統(tǒng)示意圖，如圖2所示。

若二級(jí)過(guò)濾儲(chǔ)水池的水溫度仍然達(dá)不到設(shè)定上限值，在涼后儲(chǔ)水池前段加一pt100溫度傳感器，將水溫度產(chǎn)生的電信號(hào)送至plc，plc根據(jù)水溫度信號(hào)的高低控制降溫管道電磁閥調(diào)節(jié)低溫軟化水進(jìn)入涼后儲(chǔ)水池的量，從而控制涼后儲(chǔ)水池冷凝水的溫度。

3自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1選型設(shè)計(jì)

選用成型的涼水系統(tǒng)，廠每天生產(chǎn)產(chǎn)生的冷凝水水量為100噸左右，根據(jù)貨比三家和高性能價(jià)格比的原則，決定選用的型號(hào)為gbnl3-100，涼水量為100噸，一次降水溫度為15℃的工業(yè)型涼水系統(tǒng)。

3.2電氣與編程設(shè)計(jì)

（1）熱能利用子系統(tǒng)控制：涼水池和冷凝水站plc都采用的是歐姆龍可編程序控制器，i/o點(diǎn)數(shù)都為采用6點(diǎn)輸入4點(diǎn)輸出點(diǎn)，該系統(tǒng)采用開(kāi)關(guān)量的輸入/輸出來(lái)控制電機(jī)的啟停、電磁閥的開(kāi)啟、關(guān)閉，電氣與plc程序設(shè)計(jì)如圖3所示。

（2）冷凝水水資源回收利用子系統(tǒng)plc控制：如圖4所示。

（3）控制參數(shù)調(diào)試：水泵7.5kw，對(duì)此，我們選用采用三墾shf-7.5k變頻器可滿足要求pid控制器采用swp-lcd-32段pid可編程序控制儀，通過(guò)安裝在出水管網(wǎng)上的壓力變送器，把出口壓力信號(hào)變成4-20ma的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送入pid調(diào)節(jié)器，經(jīng)運(yùn)算與給定壓力參數(shù)進(jìn)行比較，得出一調(diào)節(jié)參數(shù)，送給變頻器，由變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)系統(tǒng)供水量，使供水系統(tǒng)管網(wǎng)中的壓力保持在給定壓力上，參見(jiàn)表5、表6。

（4）冷凝水供水和涼水塔水泵原理圖如圖5所示。

4設(shè)備調(diào)試

安裝完畢后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)行調(diào)試，運(yùn)行過(guò)程中，調(diào)試了pid運(yùn)行參數(shù)，完善了plc梯形圖和語(yǔ)句表，運(yùn)行過(guò)程中熱能利用系統(tǒng)的換熱部分溫度控制不穩(wěn)定及水資源回收系統(tǒng)的變頻器部分出現(xiàn)故障。

（1）經(jīng)冷凝水換熱的水溫度達(dá)到要求后，換熱系統(tǒng)停止，但是水溫度還繼續(xù)升高，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)高溫罐的閃蒸汽繼續(xù)對(duì)水進(jìn)行換熱。我們?cè)趽Q熱系統(tǒng)的回水管上加一氣動(dòng)隔膜閥，由plc控制，換熱系統(tǒng)運(yùn)行，氣動(dòng)隔膜閥打開(kāi)，換熱系統(tǒng)停止，氣動(dòng)隔膜閥關(guān)閉，以阻止閃蒸汽進(jìn)入換熱盤(pán)管繼續(xù)換熱，經(jīng)運(yùn)行這一故障消除。

（2）變頻器在模擬信號(hào)控制下頻率逐漸上升，但上升至10hz時(shí)故障跳閘，顯示ocpa同，查閱說(shuō)明書(shū)是加速中短時(shí)間過(guò)載，改變加速時(shí)間無(wú)效，我們把其功能碼003中v/f圖形選擇由1：直線圖形改為3：平方律降低圖形后，頻率能夠連續(xù)上升至28hz時(shí)，又顯示該故障跳閘。斷開(kāi)電機(jī)，單獨(dú)試驗(yàn)電機(jī)正常、模擬信號(hào)發(fā)生器試驗(yàn)變頻器正常，由面板控制電機(jī)啟動(dòng)也正常，最后發(fā)現(xiàn)水泵為新泵，啟動(dòng)扭距過(guò)大引起，更換一水泵后正常。

（3）變頻器啟動(dòng)工作，變頻器啟動(dòng)工作，緊挨該柜體另外電盤(pán)上一電動(dòng)閥故障指示燈亮，指示錯(cuò)誤，經(jīng)分析故障就是變頻器的高次諧波電流通過(guò)輸出回路電纜向外輻射，傳遞到信號(hào)電纜，引起干擾。液位計(jì)信號(hào)線及其控制線與變頻器的控制線及主回路線分開(kāi)一定距離，且柜體外信號(hào)線穿入鋼管敷設(shè)，外殼良好接地，故障排除。經(jīng)過(guò)調(diào)試，系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠。

5結(jié)束語(yǔ)

該項(xiàng)目工程成功解決了煙草制絲、空調(diào)過(guò)程中冷凝水能量回收技術(shù)及經(jīng)凈化、冷卻處理后替代軟化水供生產(chǎn)利用，該控制系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，充分實(shí)現(xiàn)了冷凝水回收利用，減少了水資源的浪費(fèi)，為我廠節(jié)約了資金。兩個(gè)階段共計(jì)節(jié)約費(fèi)用約為36.9萬(wàn)元。其中蒸汽冷凝水水資源回收利用子系統(tǒng)，每年有2.7萬(wàn)立方冷凝水代替軟化水供生產(chǎn)使用，每年節(jié)約軟化水費(fèi)用約為18.9萬(wàn)元。冷凝水熱能利用子系統(tǒng)，全廠洗澡水熱量由蒸汽提供改為冷凝水熱量提供，年節(jié)約蒸汽量在1200噸，每噸蒸汽為150元，每年節(jié)約費(fèi)用18萬(wàn)元。