一种煤化工公用工程管理系统及管理方法
【专利摘要】本发明提供了一种煤化工公用工程管理系统及方法，包括传感器、蒸汽阀门、电机阀门、PLC变频器以及与传感器、PLC变频器连接的服务器，传感器通过PID集控箱连接到服务器；流量流速传感器、压力传感器、温度传感器按照进水方向依次设置在循环水换热装置的进水管路上；服务器包括数据接收单元、判断单元和指令单元；蒸汽阀门和电机阀门通过PLC变频器与服务器连接。本发明利用自动化技术和变频技术综合应用，结合现场实际情况，根据现场压力、流量、温度、阀门以及其它反馈信号动态调节输出功率，在符合生产需求的情况下，调整相对应的匹配功率，从而避免多余的用电损耗，节电效果可达10％-70％之间。
【专利说明】一种煤化工公用工程管理系统及管理方法【技术领域】
[0001]本发明涉及煤化工行业的节能减排【技术领域】，特别地，涉及一种煤化工公用工程
管理系统及管理方法。
【背景技术】
[0002]在我国的能源消耗中，工业是我国能源消耗的大户，能源消耗量占全国能源消耗总量的70%左右，而不同类型工业企业的工艺流程，装置情况、产品类型、能源管理水平对能源消耗都会产生不同的影响。
[0003]而在现有的公用工程管理系统中，有许多耗费大量能源的漏洞，例如:为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入功率大，且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。
[0004]虽然很多企业已经感觉到能源使用过程中存在着浪费，部分也制定出了节能措施，但由于能源的使用牵涉面广，影响因素十分众多，无法开展有效的管理以及对设备效率进行统计和跟踪，所以能源节约目标管理机制无法健全，不能形成综合节能系统。
【发明内容】
[0005]本发明目的在于提供一种煤化工公用工程管理系统及管理方法，以解决煤化工行业中能耗过高的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本发明提供了一种煤化工公用工程管理系统，包括传感器、蒸汽阀门、电机阀门、PLC变频器以及与传感器、PLC变频器连接的服务器，
[0007]所述传感器通过PID集控箱连接到服务器，包括温度传感器、压力传感器、流量流速传感器；所述流量流速传感器、压力传感器、温度传感器按照进水方向依次设置在循环水换热装置的进水管路上；
[0008]所述服务器包括数据接收单元、判断单元和指令单元；所述数据接收单元用于接收传感器传送的实时数据，所述判断单元用于将数据接收单元接收的实时数据与预存的阈值相比较，所述指令单元用于向PLC变频器发送调节指令；
[0009]蒸汽阀门和电机阀门通过服务器与PLC变频器连接。
[0010]优选的，所述服务器还包括与蒸汽量的上限值、1/2值和零值开关装置相连的第一、第二、第三输出极,所述第一、第二、第三输出极分别与PLC变频器上的第一、第二、第三固态继电器连接；
[0011]第一固态继电器连接电机阀门；第二固态继电器同时连接电机阀门和蒸汽阀门；第三固态继电器连接蒸汽阀门。
[0012]优选的，所述温度传感器安装在换热装置与水池之间。
[0013]优选的，所述流量流速传感器、温度传感器、压力传感器按照出水方向依次设置在循环水水池的出水管路上。
[0014]本发明还提供了一种煤化工公用工程管理方法，包括以下步骤:
[0015]A、传感器将收集到的数据传送至服务器；
[0016]B、服务器对接收到的温度、压力、流量数据进行计算，得到循环水量；
[0017]C、服务器获取蒸汽量后进行判断并发出相应指令:
[0018]若判断蒸汽量大于上限值，则将电机阀门的关闭信号传送至PLC变频器；
[0019]若判断蒸汽量为上限值的1/2至上限值之间，则将蒸汽阀门和电机阀门的同时打开信号传送至PLC变频器；
[0020]若判断蒸汽量小于上限值的1/2，则将蒸汽阀门关小至系统需要值，将电机阀门的打开信号传送至PLC变频器。
[0021]优选的，在服务器判断蒸汽量大于上限值，将第一输出极的接通点连接至关闭状态，使得PLC变频器上的第一固态继电器断开，关闭电机阀门。
[0022]优选的，在服务器判断蒸汽量为上限值的1/2至上限值之间，将第二输出极的接通点连接至打开状态，使得PLC变频器上的第一固态继电器接通，打开电机阀门和蒸汽阀门。
[0023]优选的，在服务器判断蒸汽量小于上限值的1/2，将第三输出极的接通点连接至打开状态，使得PLC变频器上的第一固态继电器接通，打开电机阀门。
[0024]本发明具有以下有益效果:
[0025]本发明利用自动化技术和变频技术综合应用，结合现场实际情况，采用开环或者闭环控制系统，根据现场压力、流量、温度、阀门以及其它反馈信号动态调节输出功率，在符合生产需求的情况下，给出相对应的匹配功率，从而避免多余的用电损耗，使电机处于最佳运行效率，节电效果可达10% -70%之间。
[0026]并且，通过安装在多处的多种传感器的数值变化，管理系统很容易了解各个位置的实时参数变化，不但可及时调整运行效率和状态，还可直接定位故障地点，并分析故障类型。
[0027]当换热器装置发生故障时，可通过换热器前、后端的传感器数据进行分析，直接查到故障原因，制定出合理的解决方案。不必要停产拆解才能找到问题所在，则大大降低维修成本和停产带来的损失。
[0028]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0030]图1是本发明优选实施例的传感器安装位置示意图；
[0031]图2是本发明优选实施例的阀门位置示意图；
[0032]其中，1、水池，2、换热装置，3、流量流速传感器，4、温度传感器，5、压力传感器，6、PID集控箱，7、出水母管，8、电机阀门，9、蒸汽阀门，10、服务器。【具体实施方式】
[0033]以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0034]参见图1、图2，一种煤化工公用工程管理系统，包括传感器、蒸汽阀门、电机阀门、PLC变频器以及与传感器、PLC变频器连接的服务器。
[0035]所述传感器通过PID集控箱6连接到服务器10，包括温度传感器4、压力传感器5、流量流速传感器3 ;所述流量流速传感器、压力传感器、温度传感器按照进水方向依次设置在循环水换热装置的进水管路上，分别收集循环水的流量流速、压力、温度等参数值。
[0036]所述服务器包括数据接收单元、判断单元和指令单元；所述数据接收单元用于接收传感器传送的实时数据，所述判断单元用于将数据接收单元接收的实时数据与预存的阈值相比较，所述指令单元用于向PLC变频器发送调节指令；如此，公用工程管理系统则可根据传感器收集的实时数据，及时调整系统内的做功情况，避免能源浪费。
[0037]蒸汽阀门8和电机阀门9通过服务器与PLC变频器连接，以接受系统的统一调控。
[0038]另外，所述温度传感器4还可以安装在换热装置2与水池I之间，以收集经换热装置流出的循环水的温度数据。
[0039]所述流量流速传感器3、温度传感器4、压力传感器5还可以按照出水方向依次设置在循环水水池的出水管路7上，分别收集循环水的流量流速、压力、温度等参数值。PID集控箱控制换热器的用水量，PID集控箱将控制数据实时传到服务器，服务器将需要的流量数据传给PLC控制变频控制总流量。
[0040]通过安装在多处的多种传感器的数值变化，管理系统很容易了解各个位置的实时参数变化，不但可及时调整运行效率和状态，还可直接定位故障地点，并分析故障类型。
[0041]所述服务器还包括与蒸汽量的上限值、1/2值和零值开关装置相连的第一、第二、第三输出极，所述第一、第二、第三输出极分别与PLC变频器上的第一、第二、第三固态继电器连接；
[0042]第一固态继电器连接电机阀门；第二固态继电器同时连接电机阀门和蒸汽阀门；第三固态继电器连接蒸汽阀门。
[0043]本发明还公开了一种煤化工公用工程管理方法，包括以下步骤:
[0044]A、传感器将收集到的数据传送至服务器；
[0045]B、服务器对接收到的温度、压力、流量数据进行计算，得到循环水量；
[0046]C、服务器获取蒸汽量后进行判断并发出相应指令。蒸汽数据可由蒸汽传感器传给服务器，服务器将数据反馈给汽轮机服务器，实时调度汽轮机与电机的功率。
[0047]若判断蒸汽量大于上限值，则将电机阀门的关闭信号传送至PLC变频器；则表面目前整个系统中的蒸汽量足够运行，不需要电机做功，因此将电机关闭可以节约能耗。在服务器判断蒸汽量大于上限值，将第一输出极的接通点连接至关闭状态，使得PLC变频器上的第一固态继电器断开，关闭电机阀门。
[0048]若判断蒸汽量为上限值的1/2至上限值之间，则将蒸汽阀门和电机阀门的同时打开信号传送至PLC变频器；此时，蒸汽量不够，则需要电机做功提供一部分能源保障系统运行。在服务器判断蒸汽量为上限值的1/2至上限值之间，将第二输出极的接通点连接至打开状态，使得PLC变频器上的第一固态继电器接通，打开电机阀门和蒸汽阀门。[0049]若判断蒸汽量小于上限值的1/2，则将蒸汽阀门关小至系统需要值，将电机阀门的打开信号传送至PLC变频器；此时，蒸汽量远远不够，则需要电机完全做功。在服务器判断蒸汽量小于上限值的1/2，将第三输出极的接通点连接至打开状态，使得PLC变频器上的第一固态继电器接通，打开电机阀门。
[0050]湖南易创节能技术有限公司于二 O —二年八月至十二月对内蒙古包头海平面高分子化工有限公司全厂循环系统运行工况进行全流程调查、检测并实施节能技改。易创节能采用流体输送“YCGF”技术对检测数据进行系统分析、研究，结合该系统管路流体力学特性，设计节能技改方案，技改分二步进行，第一步:通过整改系统存在的不利因素，并按最佳运行工况参数定做“易创高效节能泵转子及部件”替换目前处于不利工况、低效率运行的水泵部件，消除目前水泵运行效率低所产生的无效能耗，降低千吨水耗电量，从源头上解决高能耗的本质问题；增加流量计量器，对循环水用量科学掌握、合理调度。第二步:进一步整改系统存在的不利因素，根据工艺要求对系统进行温度、压力、流量进行系统优化、匹配、控制；优化、匹配内容:包括增加可编程控制器、变频调速器自动旁路模块、故障检测模块、传感器组，在水泵节能的基础上，进一步降低千吨水耗电量，实现自动化控制；系统冷却循环水系统正常、持续、稳定的运行，使整个水系统始终自动平稳的运行在最优工艺指标状态、最优经济指标下，实现系统控制的自动化，达到标本兼治的节能目的。通过技改，使内蒙古包头海平面高分子化工有限公司全厂循环水系统节电效率达到14%左右，每年可节省用电约448万度。
[0051]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种煤化工公用工程管理系统，其特征在于，包括传感器、蒸汽阀门、电机阀门、PLC变频器以及与传感器、PLC变频器连接的服务器， 所述传感器通过PID集控箱连接到服务器，包括温度传感器、压力传感器、流量流速传感器；所述流量流速传感器、压力传感器、温度传感器按照进水方向依次设置在循环水换热装置的进水管路上； 所述服务器包括数据接收单元、判断单元和指令单元；所述数据接收单元用于接收传感器传送的实时数据，所述判断单元用于将数据接收单元接收的实时数据与预存的阈值相比较，所述指令单元用于向PLC变频器发送调节指令； 蒸汽阀门和电机阀门通过服务器与PLC变频器连接。
2.根据权利要求1所述的一种煤化工公用工程管理系统，其特征在于，所述服务器还包括与蒸汽量的上限值、1/2值和零值开关装置相连的第一、第二、第三输出极，所述第一、第二、第三输出极分别与PLC变频器上的第一、第二、第三固态继电器连接； 第一固态继电器连接电机阀门；第二固态继电器同时连接电机阀门和蒸汽阀门；第三固态继电器连接蒸汽阀门。
3.根据权利要求1所述的一种煤化工公用工程管理系统，其特征在于，所述温度传感器安装在换热装置与水池之间。
4.根据权利要求1所述的一种煤化工公用工程管理系统，其特征在于，所述流量流速传感器、温度传感器、压力传感器按照出水方向依次设置在循环水水池的出水管路上。
5.一种煤化工公用工程管理方法，其特征在于，包括以下步骤: A、传感器将收集到的数据传送至服务器； B、服务器对接收到的温度、压力、流量数据进行计算，得到循环水量； C、服务器获取蒸汽量后进行判断并发出相应指令: 若判断蒸汽量大于上限值，则将电机阀门的关闭信号传送至PLC变频器； 若判断蒸汽量为上限值的1/2至上限值之间，则将蒸汽阀门和电机阀门的同时打开信号传送至PLC变频器； 若判断蒸汽量小于上限值的1/2，则将蒸汽阀门关小至系统需要值，将电机阀门的打开信号传送至PLC变频器。
6.根据权利要求5所述的一种煤化工公用工程管理方法，其特征在于，在服务器判断蒸汽量大于上限值，将第一输出极的接通点连接至关闭状态，使得PLC变频器上的第一固态继电器断开，关闭电机阀门。
7.根据权利要求5所述的一种煤化工公用工程管理方法，其特征在于，在服务器判断蒸汽量为上限值的1/2至上限值之间，将第二输出极的接通点连接至打开状态，使得PLC变频器上的第一固态继电器接通，打开电机阀门和蒸汽阀门。
8.根据权利要求5所述的一种煤化工公用工程管理方法，其特征在于，在服务器判断蒸汽量小于上限值的1/2，将第三输出极的接通点连接至打开状态，使得PLC变频器上的第一固态继电器接通，打开电机阀门。
【文档编号】G06Q10/06GK103955794SQ201410174830
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月28日 优先权日:2014年4月28日
【发明者】易富军 申请人:湖南易创节能技术有限公司