一種液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng)及其控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng)及其控制方法，該抽負(fù)壓系統(tǒng)包括水噴射器、烘缸、閃蒸罐、噴射水箱和水泵；其中，烘缸的出口與閃蒸罐的入口相連接，閃蒸罐的出口與水噴射器的氣體入口相連接，水噴射器的液體出口與噴射水箱相連接，噴射水箱的出口通過(guò)水泵與水噴射器的液體入口相連接；其控制方法為，烘缸兩端設(shè)定的差壓信號(hào)為輸入信號(hào)，差壓變送器測(cè)得的烘缸兩端的實(shí)際差壓信號(hào)為反饋信號(hào)，輸入信號(hào)與反饋信號(hào)的偏差值經(jīng)分階PID控制器計(jì)算后，輸出控制信號(hào)控制變頻器的輸出頻率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵的轉(zhuǎn)速控制，水泵以設(shè)定的速度抽吸噴射水箱的水，實(shí)現(xiàn)該抽負(fù)壓系統(tǒng)抽吸二次蒸汽。本發(fā)明使得烘缸二次蒸汽抽吸的效率得到進(jìn)一步提高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng)及其控制方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明屬于造紙【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng)及其控制方法?！尽颈尘凹夹g(shù)】】
[0002]造紙機(jī)烘缸出來(lái)的汽水混合物通過(guò)閃蒸罐進(jìn)行汽水分離后排除的蒸汽稱之為二次蒸汽，在低溫段，傳統(tǒng)上二次蒸汽由水環(huán)真空泵向外抽吸，以保證閃蒸罐內(nèi)的真空度，但是由于二次蒸汽溫度較高，易造成水環(huán)真空泵受熱變形而損壞，給企業(yè)帶來(lái)停產(chǎn)損失，同時(shí)，水環(huán)真空泵消耗功率較大，一般在15KW左右，且價(jià)格較為昂貴。此外，通常對(duì)于水環(huán)真空泵的控制只包含啟動(dòng)和停止兩種狀態(tài)，其只能提供一定的抽吸力而不能根據(jù)實(shí)際情況改變，且需要進(jìn)入其中的水質(zhì)為凈化軟水，否則會(huì)對(duì)其部件造成損傷。用液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng)代替水環(huán)真空泵抽吸二次蒸汽可以避免以上的不足，再加上不同紙種所需的烘缸兩端的差壓在某一范圍內(nèi)而不是一個(gè)確定的值，從而，由于水泵轉(zhuǎn)速不斷變化造成水泵的疲勞損壞以及噴射水器里壓強(qiáng)差不斷變化對(duì)其造成的損傷。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng)及其控制方法，采用該抽負(fù)壓系統(tǒng)及其控制方法使得烘缸二次蒸汽抽吸的效率得到進(jìn)一步提高，從而避免了水泵在運(yùn)行過(guò)程中轉(zhuǎn)速頻繁變化的問(wèn)題以及噴射水器里因負(fù)壓不斷變化對(duì)其造成的損壞。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0005]一種液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng)，包括水噴射器、烘缸、閃蒸罐、噴射水箱和水泵；其中，烘缸的出口與閃蒸罐的入口相連接，閃蒸罐的出口與水噴射器的氣體入口相連接，水噴射器的液體出口與噴射水箱相連接，噴射水箱的出口通過(guò)水泵與水噴射器的液體入口相連接。
[0006]本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述水泵上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速的變頻器控制。
[0007]本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述的變頻器采用參數(shù)可調(diào)分階PID控制器。
[0008]本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于:烘缸的入口與出口之間設(shè)置有差壓變送器，差壓變送器的輸出端通過(guò)調(diào)節(jié)器與變頻器相連接。
[0009]本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述閃蒸罐的出口與水噴射器的氣體入口之間設(shè)置有防止二次蒸汽倒吸的止回閥。
[0010]本發(fā)明的另一個(gè)目的，一種液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng)的控制方法，烘缸兩端設(shè)定的差壓信號(hào)為輸入信號(hào)，差壓變送器測(cè)得的烘缸兩端的實(shí)際差壓信號(hào)為反饋信號(hào)，輸入信號(hào)與反饋信號(hào)的偏差值e經(jīng)分階PID控制器計(jì)算后，輸出控制信號(hào)u控制變頻器的輸出頻率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵的轉(zhuǎn)速控制，水泵以設(shè)定的速度抽吸噴射水箱的水達(dá)到控制噴射水器的壓強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)該抽負(fù)壓系統(tǒng)抽吸二次蒸汽。
[0011]本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于:設(shè)定烘缸兩端的差壓為P，當(dāng)測(cè)得的烘缸兩端的實(shí)際差壓為P1，若O < P1 < P/2時(shí)，分階PID調(diào)節(jié)器根據(jù)輸入的偏差值ei調(diào)整參數(shù)，輸出控制信號(hào)U1來(lái)控制變頻器的輸出頻率，進(jìn)而控制水泵轉(zhuǎn)速為V1 ；
[0012]當(dāng)測(cè)得的烘缸兩端的實(shí)際差壓為< P1≤P時(shí)，分階PID調(diào)節(jié)器根據(jù)輸入的偏差值e2調(diào)整參數(shù)，輸出控制信號(hào)U2來(lái)控制變頻器的輸出頻率，進(jìn)而控制水泵轉(zhuǎn)速降低到V2 ；
[0013]當(dāng)測(cè)得的烘缸兩端的實(shí)際差壓為P1，若P < P1 < 3/2P時(shí)，分階PID調(diào)節(jié)器根據(jù)輸入的偏差值e3調(diào)整參數(shù)，輸出控制信號(hào)U3來(lái)控制變頻器的輸出頻率，進(jìn)而控制水泵轉(zhuǎn)速降低到速度V3 ；
[0014]當(dāng)測(cè)得的烘缸兩端的實(shí)際差壓為P1,若3/2P < P1 ^ 2P時(shí)，分階PID調(diào)節(jié)器根據(jù)輸入的偏差值e4調(diào)整參數(shù)，輸出控制信號(hào)U4來(lái)控制變頻器的輸出頻率，進(jìn)而控制水泵轉(zhuǎn)速降低到速度V4 ; [0015]當(dāng)測(cè)得的烘缸兩端的實(shí)際差壓與其設(shè)定值相同時(shí)，分階PID調(diào)節(jié)器以上一階段的控制信號(hào)來(lái)控制變頻器的輸出頻率，水泵轉(zhuǎn)速與上一階段相同，其中，控制信號(hào)U4、U3、U2及
U1 為電流信號(hào)，且 U4〈U3〈U2 < U1, V4 < V3 < V2 < V1O
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0017]本發(fā)明采用一種液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水環(huán)真空泵，并且在二次蒸汽抽吸過(guò)程中加上控制回路及參數(shù)可調(diào)分階PID控制器的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了用水噴射器設(shè)備可靠性高的問(wèn)題，使得二次蒸汽排出的效率得到了進(jìn)一步提高，而且避免了水泵在運(yùn)行過(guò)程中轉(zhuǎn)速頻繁變換造成其疲勞損壞以及水噴射器由于壓強(qiáng)不斷變化造成其負(fù)壓過(guò)大的問(wèn)題。
【【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】】
[0018]圖1是本發(fā)明一種液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明一種液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng)的工作原理圖；
[0020]圖3是本發(fā)明分階PID控制器的信號(hào)輸入輸出關(guān)系圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]參見(jiàn)圖1所示，一種液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng)，包括水噴射器1、止回閥2、調(diào)節(jié)器3、差壓變送器4、烘缸5、閃蒸罐6、噴射水箱7和水泵8。
[0023]其中，烘缸5的出口與閃蒸罐6的入口相連接，閃蒸罐6的出口經(jīng)防止二次蒸汽倒吸的止回閥2與水噴射器I的氣體入口相連接，水噴射器I的液體出口與噴射水箱7相連接，噴射水箱7的出口通過(guò)水泵8與水噴射器I的液體入口相連接。水泵8上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)水泵8轉(zhuǎn)速的變頻器，該變頻器采用參數(shù)可調(diào)分階PID控制器控制。烘缸5的入口與出口之間設(shè)置有差壓變送器4，差壓變送器4的輸出端通過(guò)調(diào)節(jié)器3與變頻器相連接。
[0024]本發(fā)明一種液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng)，其工作過(guò)程為:
[0025]烘缸5排出的冷凝水經(jīng)過(guò)閃蒸罐6后產(chǎn)生的二次蒸汽通過(guò)截止閥2被吸入水噴射器1，水噴射器I的出口流出的水進(jìn)入噴射水箱7，然后又被水泵8送至水噴射器I的液體入口，致使水噴射器I壓強(qiáng)低于被抽空氣的壓強(qiáng)，在此壓強(qiáng)差的作用下，二次蒸汽被引射進(jìn)入水噴射器I中，與水混合，并被高速射流帶走，進(jìn)而被排出水噴射器I外，達(dá)到抽吸二次蒸汽的目的。差壓變送器4用于測(cè)量烘缸5的進(jìn)出口差壓，調(diào)節(jié)器3通過(guò)接收烘缸5兩端差壓與設(shè)定差壓信號(hào)的差值來(lái)控制變頻器的輸出，進(jìn)而控制噴射水泵8的轉(zhuǎn)速，從而通過(guò)調(diào)節(jié)抽吸噴射水箱7里水的流量來(lái)改變二次蒸汽的抽吸量。
[0026]參見(jiàn)圖2，本發(fā)明一種液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng)的控制方法如下，烘缸5兩端設(shè)定的差壓信號(hào)為輸入信號(hào)，差壓變送器4測(cè)得的烘缸5兩端的實(shí)際差壓信號(hào)為反饋信號(hào)，輸入信號(hào)與反饋信號(hào)的偏差值e經(jīng)分階PID控制器計(jì)算后，輸出控制信號(hào)u控制變頻器的輸出頻率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵8的轉(zhuǎn)速控制，水泵8以設(shè)定的速度抽吸噴射水箱7的水達(dá)到控制噴射水器I的壓強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)該抽負(fù)壓系統(tǒng)抽吸二次蒸汽。
[0027]參見(jiàn)圖3，本發(fā)明一種液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng)的控制方法，設(shè)定烘缸5兩端的差壓為P，當(dāng)測(cè)得的烘缸5兩端的實(shí)際差壓為P1，若0 < P1 < P/2時(shí)，分階PID調(diào)節(jié)器根據(jù)輸入的偏差值ei調(diào)整參數(shù)，輸出控制信號(hào)U1來(lái)控制變頻器的輸出頻率，進(jìn)而控制水泵8轉(zhuǎn)速為V1 ;
[0028]當(dāng)測(cè)得的烘缸5兩端的實(shí)際差壓為P1，若P/2 < P1≤P時(shí)，分階PID調(diào)節(jié)器根據(jù)輸入的偏差值e2調(diào)整參數(shù)，輸出控制信號(hào)U2來(lái)控制變頻器的輸出頻率，進(jìn)而控制水泵8轉(zhuǎn)速降低到V2 ；
[0029]當(dāng)測(cè)得的烘缸5兩端的實(shí)際差壓為P1，若P < P1≤3/2P時(shí)，分階PID調(diào)節(jié)器根據(jù)輸入的偏差值e3調(diào)整參數(shù)，輸出控制信號(hào)U3來(lái)控制變頻器的輸出頻率，進(jìn)而控制水泵8轉(zhuǎn)速降低到速度V3 ；
[0030]當(dāng)測(cè)得的烘缸5兩端的實(shí)際差壓為P1，若3/2P < P1≤2P時(shí)，分階PID調(diào)節(jié)器根據(jù)輸入的偏差值e4調(diào)整參數(shù)，輸出控制信號(hào)U4來(lái)控制變頻器的輸出頻率，進(jìn)而控制水泵8轉(zhuǎn)速降低到速度V4 ；
[0031]當(dāng)測(cè)得的烘缸5兩端的實(shí)際差壓與其設(shè)定值相同時(shí)，分階PID調(diào)節(jié)器以上一階段的控制信號(hào)來(lái)控制變頻器的輸出頻率，水泵8轉(zhuǎn)速與上一階段相同，其中，控制信號(hào)u4、u3,U2及U1為電流信號(hào)，偏差值e1、e2、e3及e4分別為不同狀態(tài)下烘缸5兩端的實(shí)際差壓與其設(shè)定值的差值，且 u4〈u3〈u2 < U1, v4 < v3 < v2 < vl。
[0032]本發(fā)明一種液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng)及其控制方法的工作原理為:
[0033]烘缸5的進(jìn)出口安裝的差壓變送器4將差壓變化的電信號(hào)送至控制器，根據(jù)烘缸5兩端的差壓設(shè)定值與差壓測(cè)量值的偏差大小，按照自設(shè)定的分階PID控制原則，自動(dòng)跟蹤現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)控制變頻器的輸出頻率，從而控制水泵8以不同的速度抽吸噴射水箱7里的水送至水噴射器I的液體入口，進(jìn)而調(diào)整水噴射器I的壓強(qiáng)。在一定壓強(qiáng)的作用下，從水噴射器I出口流出的水把勢(shì)能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能，形成高速射流，在出口處形成了局部真空，致使其壓強(qiáng)低于被抽汽體的壓強(qiáng)，在此壓強(qiáng)差的作用下，二次蒸汽被引射進(jìn)入水噴射器1，與工作水混合并被高速射流帶走，再把混合流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成勢(shì)能而被排出水噴射器I外，使其達(dá)到抽吸二次蒸汽的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng),其特征在于:包括水噴射器(I)、烘缸(5)、閃蒸罐(6)、噴射水箱(7)和水泵(8);其中，烘缸(5)的出口與閃蒸罐(6)的入口相連接，閃蒸罐(6)的出口與水噴射器(I)的氣體入口相連接，水噴射器(I)的液體出口與噴射水箱(7)相連接，噴射水箱(7 )的出口通過(guò)水泵(8 )與水噴射器(I)的液體入口相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng)，其特征在于:所述水泵(8)上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)水泵(8 )轉(zhuǎn)速的變頻器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng)，其特征在于:所述的變頻器采用參數(shù)可調(diào)分階PID控制器控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng)，其特征在于:烘缸(5)的入口與出口之間設(shè)置有差壓變送器(4)，差壓變送器(4)的輸出端通過(guò)調(diào)節(jié)器(3)與變頻器相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng)，其特征在于:所述閃蒸罐(6)的出口與水噴射器(I)的氣體入口之間設(shè)置有防止二次蒸汽倒吸的止回閥(2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:烘缸(5)兩端設(shè)定的差壓信號(hào)為輸入信號(hào)，差壓變送器(4)測(cè)得的烘缸(5)兩端的實(shí)際差壓信號(hào)為反饋信號(hào)，輸入信號(hào)與反饋信號(hào)的偏差值e經(jīng)分階PID控制器計(jì)算后，輸出控制信號(hào)u控制變頻器的輸出頻率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵(8)的轉(zhuǎn)速控制，水泵(8)以設(shè)定的速度抽吸噴射水箱(7)的水達(dá)到控制噴射水器(I)的壓強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)該抽負(fù)壓系統(tǒng)抽吸二次蒸汽。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液汽噴射式抽負(fù)壓系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:設(shè)定烘缸(5)兩端的差壓為P，當(dāng)測(cè)得的烘缸(5)兩端的實(shí)際差壓為P1，若O < P1≤P/2時(shí)，分階PID調(diào)節(jié)器根據(jù)輸入的偏差值ei調(diào)整參數(shù)，輸出控制信號(hào)U1來(lái)控制變頻器的輸出頻率，進(jìn)而控制水泵(8)轉(zhuǎn)速為V1 ； 當(dāng)測(cè)得的烘缸(5)兩端的實(shí)際差壓為P1，若P/2 < P1 < P時(shí)，分階PID調(diào)節(jié)器根據(jù)輸入的偏差值e2調(diào)整參數(shù)，輸出控制信號(hào)U2來(lái)控制變頻器的輸出頻率，進(jìn)而控制水泵(8)轉(zhuǎn)速降低到V2 ； 當(dāng)測(cè)得的烘缸(5)兩端的實(shí)際差壓為P1，若P < P1 ( 3/2P時(shí)，分階PID調(diào)節(jié)器根據(jù)輸入的偏差值e3調(diào)整參數(shù)，輸出控制信號(hào)U3來(lái)控制變頻器的輸出頻率，進(jìn)而控制水泵(8)轉(zhuǎn)速降低到速度V3 ； 當(dāng)測(cè)得的烘缸(5)兩端的實(shí)際差壓為P1，若3/2P < P1 ^ 2P時(shí)，分階PID調(diào)節(jié)器根據(jù)輸入的偏差值e4調(diào)整參數(shù)，輸出控制信號(hào)U4來(lái)控制變頻器的輸出頻率，進(jìn)而控制水泵(8)轉(zhuǎn)速降低到速度V4 ； 當(dāng)測(cè)得的烘缸(5)兩端的實(shí)際差壓與其設(shè)定值相同時(shí)，分階PID調(diào)節(jié)器以上一階段的控制信號(hào)來(lái)控制變頻器的輸出頻率，水泵轉(zhuǎn)速與上一階段相同；其中，控制信號(hào)u4、U3, U2及U1 為電流信號(hào)，且 U4〈U3〈U2 < U1, V4 < V3 < V2 < V1O
【文檔編號(hào)】F04F5/52GK103644090SQ201310631928
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】湯偉, 成亞維, 李含君, 李茜, 王震, 甘文濤 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)