一種濕法制革干燥系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于皮革制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種濕法制革干燥系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 合成革是天然皮革的最佳替代品，目前PU合成革濕法生產(chǎn)工藝流程是將基材一 次經(jīng)過(guò)浸漬、刮涂、凝固、水洗，然后使用熱風(fēng)烘干得到成品。其中，干燥的目的是通過(guò)干燥 調(diào)整基布形態(tài)結(jié)構(gòu)使基布定型的同時(shí)去除基布中的水分。傳統(tǒng)基布干燥所用裝置為烘箱， 所用熱源為導(dǎo)熱油加熱冷空氣形成的熱風(fēng)，熱風(fēng)通過(guò)熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)對(duì)烘箱內(nèi)濕基布進(jìn)行吹 風(fēng)干燥。直接使用吹熱風(fēng)干燥使得基布表面以凹凸不平，表面質(zhì)量差。同時(shí)使用的導(dǎo)熱油 屬于易燃易爆物，安全性差；導(dǎo)熱油熱量回收率小，能耗大。因此，在基布表面質(zhì)量、節(jié)能降 耗和安全性問(wèn)題上，用導(dǎo)熱油加熱冷空氣且只采用烘箱對(duì)基布進(jìn)行吹熱風(fēng)干燥不甚理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種濕法制革干燥系統(tǒng)及控制方法，提高 基布干燥表面質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，解決導(dǎo)熱油加熱的安全性問(wèn)題，使得干燥過(guò)程更加節(jié)能 和自動(dòng)化。
[0004] 為了達(dá)到上述目的，一種濕法制革干燥系統(tǒng)包括高溫?fù)Q熱器、中溫?fù)Q熱器和烘缸 組，烘缸組包括若干烘缸，高溫?fù)Q熱器和中溫?fù)Q熱器管程的一端分別通過(guò)高溫閥門和中溫 閥門連接蒸汽管道，另一端分別接入第一閃蒸罐和第二閃蒸罐，高溫?fù)Q熱器和中溫?fù)Q熱器 殼程的一端均連接冷空氣管，另一端均連接熱風(fēng)管道，第一閃蒸罐的蒸汽出口接入中溫?fù)Q 熱器，第二閃蒸罐的蒸汽出口接入烘缸，第一閃蒸罐的冷凝水通過(guò)第二閃蒸罐接入冷凝水 罐，烘缸組的一端通過(guò)烘缸閥門連接蒸汽管道，另一端通過(guò)孔板接入冷凝水罐；
[0005] 所述烘缸組下游設(shè)置有烘箱，烘箱分為中溫段和高溫段，高溫段設(shè)置在中溫段的 下游，高溫?fù)Q熱器和中溫?fù)Q熱器的熱風(fēng)管道分別接入烘箱的高溫段和中溫段；
[0006] 所述高溫閥門上連接控制其開(kāi)度的溫度流量測(cè)控回路TLIC-101，溫度流量測(cè)控回 路TLIC-101采集冷空氣管的流量和高溫?fù)Q熱器熱風(fēng)管道的溫度；
[0007] 所述中溫閥門上連接控制其開(kāi)度的溫度流量測(cè)控回路TLIC-102,溫度流量測(cè)控回 路TLIC-102采集冷空氣管的流量和中溫?fù)Q熱器熱風(fēng)管道的溫度；
[0008] 所述烘缸閥門上連接有控制器開(kāi)度的壓力測(cè)控回路PIC-101，壓力測(cè)控回路 PIC-101采集烘缸內(nèi)的蒸汽壓力。
[0009] 所述第二閃蒸罐的蒸汽出口通過(guò)熱泵提升壓力后通入烘缸，熱泵的另一個(gè)輸入端 連接蒸汽管道。
[0010] 所述第一閃蒸罐和第二閃蒸罐間設(shè)置有第一閥門，第一閥門連接有控制其開(kāi)度的 液位測(cè)控回路LIC-101，液位測(cè)控回路LIC-101采集第一閃蒸罐內(nèi)的液位高度；
[0011] 所述第二閃蒸罐和冷凝水罐間設(shè)置有第二閥門，第二閥門連接有控制其開(kāi)度的液 位測(cè)控回路LIC-102,液位測(cè)控回路LIC-102采集第二閃蒸罐內(nèi)的液位高度。
[0012] 所述冷凝水罐的蒸汽接入水利噴射器的一個(gè)輸入端，水力噴射器的另一個(gè)輸入端 接入通過(guò)冷水泵輸送的冷水，冷水泵連接控制其開(kāi)度的壓差測(cè)控回路DPIC-101，壓差測(cè)控 回路DPIC-101采集烘缸內(nèi)壓力。
[0013] 所述冷凝水罐通過(guò)冷凝水泵輸出冷凝水，冷凝水泵連接控制其開(kāi)度的液位測(cè)控回 路LIC-103,液位測(cè)控回路LIC-103采集冷凝水槽內(nèi)的液位高度。
[0014] 所述溫度流量測(cè)控回路TLIC-101和溫度流量測(cè)控回路TLIC-102均采用串級(jí)控制 系統(tǒng)，串級(jí)控制系統(tǒng)包括設(shè)置在高溫?fù)Q熱器和中溫?fù)Q熱器冷空氣入口的流量傳感器FT，流 量傳感器FT連接流量調(diào)節(jié)器FC，高溫?fù)Q熱器和中溫?fù)Q熱器的熱風(fēng)管道設(shè)置有溫度傳感器 TT，溫度傳感器TT連接有溫度調(diào)節(jié)器TC，流量調(diào)節(jié)器FC和溫度調(diào)節(jié)器TC共同控制蒸汽閥 門。
[0015] -種濕法制革干燥系統(tǒng)的控制方法，以換熱器出口溫度作為串級(jí)控制系統(tǒng)中主回 路的被控參數(shù)，以冷空氣流量作為副回路的被控參數(shù)，在整個(gè)控制過(guò)程中，溫度調(diào)節(jié)器TC 對(duì)主被控參數(shù)精確控制與流量調(diào)節(jié)器FC對(duì)來(lái)自冷空氣流量變化的干擾的及時(shí)控制相結(jié) 合，先根據(jù)副回路中流量傳感器FT測(cè)得的冷空氣流量的變化，控制蒸汽閥門，改變蒸汽量， 快速消除來(lái)自冷空氣的干擾；然后再根據(jù)溫度傳感器TT測(cè)得的熱風(fēng)出口溫度與設(shè)定值的 偏差，改變流量調(diào)節(jié)值的設(shè)定值，進(jìn)一步調(diào)節(jié)蒸汽量，使得熱風(fēng)出口溫度恒定，達(dá)到溫度控 制的目的。
[0016] Ms)為換熱器的熱風(fēng)出口溫度調(diào)節(jié)器，Gjs)為換熱器的冷空氣流量調(diào)節(jié)器， Gv(s)為換熱器的蒸汽調(diào)節(jié)閥，kJs)為換熱器的溫度控制對(duì)象，6。2(8)為換熱器的流量控 制對(duì)象，Gm2(s)為換熱器的冷空氣流量測(cè)量變送器；
[0017] 溫度調(diào)節(jié)器Ms)與熱風(fēng)出口溫度hJs)以及出口熱風(fēng)溫度測(cè)量變送器Gml(s) 構(gòu)成主控制回路，流量調(diào)節(jié)器k2(s)與冷空氣流量6。2(8)以及冷空氣流量變送器Gm2(s)構(gòu) 成副控制回路，在副回路中，流量變送器將冷空氣流量檢測(cè)值進(jìn)行反饋，與流量設(shè)定值的偏 差送入流量控制器，調(diào)節(jié)蒸汽閥門，克服上述冷空氣流量的擾動(dòng)；在主控制回路中，溫度變 送器將熱風(fēng)出口溫度檢測(cè)值進(jìn)行反饋，與溫度設(shè)定值的偏差送入溫度控制器，溫度控制器 通過(guò)改變流量調(diào)節(jié)值的設(shè)定值，進(jìn)一步調(diào)節(jié)蒸汽調(diào)節(jié)閥，使得熱風(fēng)出口溫度更快達(dá)到設(shè)定 值；
[0018] 把副回路記作G'。2(8)，則副回路傳遞函數(shù)為
[0020] 系統(tǒng)輸出對(duì)輸入的傳遞函數(shù)為
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，一種濕法制革干燥系統(tǒng)將熱風(fēng)干燥與烘缸干燥相結(jié)合，使得基 布在低溫段進(jìn)行熱壓熨平，提高基布表面質(zhì)量，同時(shí)三段供汽實(shí)現(xiàn)了能量的梯形利用，使得 基布得到干燥同時(shí)減少新鮮蒸汽的用量，達(dá)到節(jié)能降耗的目的；蒸汽的使用彌補(bǔ)了導(dǎo)熱油 加熱的安全性問(wèn)題；而且多段供熱控制系統(tǒng)能夠?qū)⒄羝淠臒崃砍浞只赜?，?shí)現(xiàn)了節(jié) 能降耗；同時(shí)，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了干燥部的自動(dòng)化生產(chǎn)；此外，該系統(tǒng)可根據(jù)工況調(diào)節(jié) 蒸汽量，以適應(yīng)不同合成革工藝的生產(chǎn)要求。
[0023] 一種濕法制革干燥系統(tǒng)的控制方法是使得冷空氣流量變化產(chǎn)生的擾動(dòng)在副回路 得到有效的控制；同時(shí)，溫度控制是一個(gè)時(shí)滯過(guò)程，通過(guò)串級(jí)控制設(shè)計(jì)的主回路與副回路共 同作用下，使得熱風(fēng)出口溫度控制系統(tǒng)的響應(yīng)更快，控制更及時(shí)；而冷空氣溫度、蒸汽壓力 等擾動(dòng)可在副回路中進(jìn)行校正和克服；因此，使用串級(jí)控制能有效地保證熱風(fēng)出口溫度控 制精度，能很好的滿足生產(chǎn)需求。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1是一種濕法制革干燥系統(tǒng)的多段供汽控制系統(tǒng)流程圖；
[0025] 圖2是一種濕法制革干燥的干燥系統(tǒng)示意圖；
[0026] 圖3是本發(fā)明涉及的串級(jí)控制方案示意圖；
[0027] 圖4是本發(fā)明涉及的串級(jí)控制系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0029] 參見(jiàn)圖1，一種濕法制革干燥系統(tǒng)包括高溫?fù)Q熱器1、中溫?fù)Q熱器2和烘缸組3,烘 缸組3包括若干烘缸22,高溫?fù)Q熱器1和中溫?fù)Q熱器2管程的一端分別通過(guò)高溫閥門11和 中溫閥門12連接蒸汽管道，另一端分別接入第一閃蒸罐4和第二閃蒸罐5,高溫?fù)Q熱器1和 中溫?fù)Q熱器2殼程的一端均連接冷空氣管，另一端均連接熱風(fēng)管道，第一閃蒸罐4的蒸汽出 口接入中溫?fù)Q熱器2,第二閃蒸罐5的蒸汽出口接入烘缸22,第一閃蒸罐4的冷凝水通過(guò)第 二閃蒸罐5接入冷凝水罐6,烘缸組3的一端通過(guò)烘缸閥門13連接蒸汽管道，另一端通過(guò)孔 板19接入冷凝水罐6 ;
[0030] 參見(jiàn)圖2,烘缸組3下游設(shè)置有烘箱21，烘箱21分為中溫段和高溫段，高溫段設(shè)置 在中溫段的下游，高溫?fù)Q熱器1和中溫?fù)Q熱器2的熱風(fēng)管道分別接入烘箱21的高溫段和中 溫段；
[0031] 高溫閥門11上連接控制其開(kāi)度的溫度流量測(cè)控回路TLIC-101，溫度流量測(cè)控回 路TLIC-101采集冷空氣管的流量和高溫?fù)Q熱器1熱風(fēng)管道的溫度；
[0032] 中溫閥門12上連接控制其開(kāi)度的溫度流量測(cè)控回路TLIC-102,溫度流量測(cè)控回 路TLIC-102采集冷空氣管的流量和中溫?fù)Q熱器2熱風(fēng)管道的溫度；
[0033] 烘缸閥門13上連接有控制器開(kāi)度的壓力測(cè)控回路PIC-101，壓力測(cè)控回路 PIC-101采集烘缸2內(nèi)的蒸汽壓力。
[0034] 第二閃蒸罐5的蒸汽出口通過(guò)熱泵20提升壓力后通入烘缸22,熱泵20的另一個(gè) 輸入端連接蒸汽管道。
[0035] 第一閃蒸罐4和第二閃蒸罐5間設(shè)置有第一閥門14,第一閥門14連接有控制其開(kāi) 度的液位測(cè)控回路LIC-101，液位測(cè)控回路LIC-101采集第一閃蒸罐4內(nèi)的液位高度；
[0036] 第二閃蒸罐5和冷凝水罐6間設(shè)置有第二閥門15,第二閥門15連接有控制其開(kāi)度 的液位測(cè)控回路LIC-102,液位測(cè)控回路LIC-102采集第二閃蒸罐5內(nèi)的液位高度。
[0037]冷凝水罐6的蒸汽接入水利噴射器18的一個(gè)輸入端，水力噴射器18的另一個(gè)輸 入端接入通過(guò)冷水泵9輸送的冷水，冷水泵9連接控制其開(kāi)度的壓差測(cè)控回路DPIC-101，壓 差測(cè)控回路DPIC-101采集烘缸22內(nèi)壓力。
[0038] 冷凝水罐6通過(guò)冷凝水泵10輸出冷凝水，冷凝水泵10連接控制其開(kāi)度的液位測(cè) 控回路LIC-103,液位測(cè)控回路LIC-103采集冷凝水罐6內(nèi)的液位高度。
[0039] 參見(jiàn)圖3,溫度流量測(cè)控回路TLIC-101和溫度流量測(cè)控回路TLIC-102均采用串級(jí) 控制系統(tǒng)，串級(jí)控制系統(tǒng)包括設(shè)置在高溫?fù)Q熱器1和中溫?fù)Q熱器2冷空氣入口的流量傳感 器FT，