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燃?xì)夤芫�(xiàn)壓力自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)
眾所周知燃?xì)廨斉渲锌刂乒芫�(xiàn)壓力是衡量保障供氣的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，但是如何控制管線(xiàn)壓力達(dá)到穩(wěn)定輸氣卻是需要研究和實(shí)際探索的。 2000年沈陽(yáng)市金杯汽車(chē)制造公司和美國(guó)通用汽車(chē)公司合資的沈陽(yáng)金通汽車(chē)公司要求沈陽(yáng)市煤氣總公司根據(jù)生產(chǎn)要求在“金通燃?xì)夤芫�(xiàn)”上提供壓力穩(wěn)定的燃?xì)夤⿷?yīng)，這給我們提出了一個(gè)自動(dòng)調(diào)控管線(xiàn)壓力的課題，也給我們提供了實(shí)現(xiàn)探索的機(jī)遇。
沈陽(yáng)金通汽車(chē)公司要求“金通燃?xì)夤芫�(xiàn)”的壓力始終保持在80-90kPa之間，沈陽(yáng)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)一般都在50kPa左右，顯然不能滿(mǎn)足金通公司的用氣要求。 2000年6月到11月沈陽(yáng)市煤氣總公司和上海市公用事業(yè)研究所在現(xiàn)有工況的基礎(chǔ)上，因地制宜開(kāi)發(fā)了“燃?xì)夤芫�(xiàn)壓力自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)”經(jīng)半年多的實(shí)際運(yùn)行滿(mǎn)足了金通用氣要求，達(dá)到了預(yù)期的效果。
一、 燃?xì)夤芫�(xiàn)壓力自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介
1、燃?xì)夤芫�(xiàn)壓力自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)
(1)實(shí)際工況：沈陽(yáng)市煤氣總公司儲(chǔ)配站有一座15萬(wàn)立方米干式氣罐；四臺(tái)壓送機(jī)，其中二臺(tái)12000米3/時(shí)，二臺(tái)7200米3/時(shí)； 2200公里城市管網(wǎng)；管網(wǎng)壓力在用氣低峰時(shí)處在50kPa以下，用氣高峰時(shí)保持在50kPa以上。 “金通燃?xì)夤芫�(xiàn)”0．8公里，口徑DN300與壓送機(jī)出口連接，并與城市管網(wǎng)相通；
(2)工藝設(shè)計(jì)方案：由于“金通燃?xì)夤芫�(xiàn)”口徑小，管線(xiàn)短，用氣量少，但需要壓力高；而城市管網(wǎng)口徑大，管線(xiàn)長(zhǎng)，用氣量大，可以在“金通燃?xì)夤芫�(xiàn)”與城市管網(wǎng)之間加裝一個(gè)閥門(mén)，平時(shí)開(kāi)一臺(tái)壓送機(jī)，很容易提升“金通燃?xì)夤芫�(xiàn)”的壓力，多余壓力通過(guò)閥門(mén)泄放到城市管網(wǎng)中去；
(3)設(shè)計(jì)方案優(yōu)點(diǎn)：
第一、投資少，只要增加一臺(tái)能根據(jù)壓力而自動(dòng)調(diào)節(jié)開(kāi)啟度的電動(dòng)閥門(mén)，如采用變頻電機(jī)等調(diào)壓方法其投資都比這種方案大得多；
第二、城市管網(wǎng)的可容性很大，通過(guò)城市管網(wǎng)卸壓不會(huì)造成城市管網(wǎng)壓力的急劇變化；
第三、平時(shí)只開(kāi)一臺(tái)壓送機(jī)足以保證“金通燃?xì)夤芫�(xiàn)”的壓力，多余壓力通過(guò)閥門(mén)泄放到城市管網(wǎng)中去可以少量提高城市管網(wǎng)壓力，減少用氣高峰時(shí)開(kāi)動(dòng)壓送機(jī)的臺(tái)數(shù)；
2、系統(tǒng)組成和各部分功能
根據(jù)工藝方案形成的燃?xì)夤芫�(xiàn)壓力自動(dòng)監(jiān)控系由壓送機(jī)、電動(dòng)閥門(mén)、管線(xiàn)壓力變送器、壓力自動(dòng)監(jiān)控儀和輔助電器組成：
(1)壓送機(jī)是金通管線(xiàn)的升壓設(shè)備，將儲(chǔ)氣罐的燃?xì)鈮核瓦M(jìn)金通管線(xiàn)，提高管線(xiàn)壓力；
(2)電動(dòng)閥門(mén)是調(diào)節(jié)管線(xiàn)壓力的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，金通管線(xiàn)壓力高時(shí)，電動(dòng)閥門(mén)受控開(kāi)啟，將壓力卸放到城市管網(wǎng)，金通管線(xiàn)壓力低時(shí)，電動(dòng)閥門(mén)受控關(guān)閉，提高金通管線(xiàn)壓力，通過(guò)閥門(mén)開(kāi)啟度的變化來(lái)調(diào)節(jié)金通管線(xiàn)的壓力；
(3)管線(xiàn)壓力變送器是系統(tǒng)監(jiān)控管線(xiàn)壓力的一次儀表，一方面檢測(cè)和顯示管線(xiàn)壓力情況，另一方面為壓力自動(dòng)監(jiān)控儀提供管線(xiàn)壓力監(jiān)控依據(jù)；
(4)壓力自動(dòng)監(jiān)控儀是管線(xiàn)壓力自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的心臟，它接受壓力變送器的信號(hào)，根據(jù)使用者預(yù)先設(shè)定的工況參數(shù)進(jìn)行運(yùn)行，控制電動(dòng)閥門(mén)的開(kāi)啟度從而調(diào)節(jié)管線(xiàn)壓力穩(wěn)定在需要的范圍內(nèi)。壓力自動(dòng)監(jiān)控儀設(shè)定參數(shù)在壓力變送器量程范圍內(nèi)(0～160kPa)可設(shè)定上上限、上限、下限、下下限四點(diǎn)五段，線(xiàn)區(qū)》lkPa，響應(yīng)速度1秒鐘；
3、系統(tǒng)自控運(yùn)行基本原理
在壓送機(jī)開(kāi)機(jī)情況下，壓力自動(dòng)監(jiān)控儀檢測(cè)到金通管線(xiàn)壓力低于下下限時(shí)，指令電閥關(guān)閉，電閥緩慢關(guān)閉過(guò)程中金通管線(xiàn)壓力隨之上升，到達(dá)下限時(shí)指令電閥停止，由于壓送機(jī)仍在加壓金通管線(xiàn)壓力繼續(xù)上升，金通管線(xiàn)壓力到達(dá)上上限時(shí)壓力自動(dòng)監(jiān)控儀指令電閥開(kāi)啟，電閥緩慢開(kāi)啟過(guò)程中壓送機(jī)管線(xiàn)壓力隨之下降，到達(dá)上限時(shí)指令電閥停止。壓送機(jī)每小時(shí)的壓送量基本穩(wěn)定，如果金通用氣量也基本穩(wěn)定，那么經(jīng)過(guò)幾次調(diào)整，閥門(mén)開(kāi)啟度就會(huì)穩(wěn)定在某個(gè)數(shù)值，金通管線(xiàn)壓力也會(huì)穩(wěn)定在原設(shè)置的數(shù)值內(nèi)；如果金通用氣量產(chǎn)生波動(dòng)， 自控系統(tǒng)重新調(diào)整達(dá)到新的平衡；
二、 燃?xì)夤芫�(xiàn)壓力自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)
1、壓力變送器：采用中日合資橫河儀表公司生產(chǎn)的EJA壓力變送器，其主要特點(diǎn)是精度高(±0．075％)、穩(wěn)定性好、對(duì)環(huán)境要求低且免維護(hù)，有LED四位數(shù)顯，符合長(zhǎng)期連續(xù)使用的要求；
2、電動(dòng)閥門(mén)：雙閘板燃?xì)鈱?zhuān)用閥門(mén)，配用隔爆型電動(dòng)裝置，具有限位控制、過(guò)轉(zhuǎn)矩控制、運(yùn)行指示和開(kāi)啟度信號(hào)輸出等功能；
3、壓力監(jiān)控柜：集檢測(cè)和控制于一體的立柜，主要功能有
A、采集金通管線(xiàn)壓力變送器信號(hào)；
B、采集閥門(mén)全開(kāi)、全關(guān)、過(guò)轉(zhuǎn)矩和開(kāi)啟度信號(hào)；
C、根據(jù)設(shè)置要求自動(dòng)控制電閥開(kāi)、停、關(guān)；
D、輸出電閥開(kāi)、關(guān)動(dòng)力源；
E、RS232接口與上位計(jì)算機(jī)連機(jī)；
F、LED四位數(shù)顯金通管線(xiàn)壓力、電動(dòng)閥門(mén)開(kāi)啟度，燈光顯示電閥開(kāi)、停、動(dòng)、關(guān)和壓力越上上限、上限、下限、下下限，壓力越上上限、下下限時(shí)拌有聲響報(bào)警信號(hào)；
4、系統(tǒng)技術(shù)要點(diǎn)：
A、系統(tǒng)采用單片微機(jī)技術(shù)，軟件采用匯編語(yǔ)言和MBASIC混編方法，適用于功能比較專(zhuān)一的設(shè)計(jì)要求，即經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠；編制的基本程序固定在EPROM內(nèi)，增加運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，根據(jù)工況設(shè)置參數(shù)采用功能鍵，其內(nèi)部采用可擦寫(xiě)的E2pROM芯片，具有靈活性，適應(yīng)各種需要；
B、壓力自動(dòng)監(jiān)控儀采集信號(hào)、設(shè)置、運(yùn)算等都是弱電，而拖動(dòng)電動(dòng)閥門(mén)卻是強(qiáng)電，以弱控強(qiáng)在理論上是可行的，但在實(shí)踐中往往會(huì)碰到一些問(wèn)題，主要是干擾問(wèn)題。在解決干擾問(wèn)題中采取多種措施并用的辦法，主要是繼電器隔離、對(duì)干擾源增加吸收電路、電抗性元件遠(yuǎn)離弱電部分、提高儀器抗干擾能力、軟件部分利用其智能性濾除干擾等；
C、系統(tǒng)在整體設(shè)計(jì)中考慮工況實(shí)際需要采用一用一備、人工、自動(dòng)切換、燈光顯示和聲音報(bào)警等多種功能；
三、 編后語(yǔ)
1、 本系統(tǒng)經(jīng)過(guò)半年多的運(yùn)行，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，說(shuō)明原設(shè)計(jì)思路是正確的、可行的，現(xiàn)在進(jìn)行總結(jié)以完善和提高系統(tǒng)水平；
2、 本系統(tǒng)技術(shù)可以推廣應(yīng)用到遠(yuǎn)距離穩(wěn)定或調(diào)整管網(wǎng)壓力、監(jiān)控壓送機(jī)開(kāi)停等智能化以弱控強(qiáng)的領(lǐng)域；
3、 本系統(tǒng)定有不足之處，歡迎批評(píng)指正。
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