1引言

青州卷煙廠所需蒸汽由當?shù)責犭姽咎峁a(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。因此開發(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項目設(shè)計

2.1數(shù)據(jù)資源

2.2項目設(shè)計

通過以上指標的分析，我們立項一套適宜的冷凝水資源回收利用系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括兩個子系統(tǒng)：

（1）研制冷凝水熱能利用子系統(tǒng)，實現(xiàn)冷凝水與洗澡用水之間自動換熱，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

（1）冷凝水回收站屋頂處制作一換熱水箱，在換熱水箱內(nèi)制作換熱盤管，高壓罐內(nèi)的冷凝水在高壓罐內(nèi)與換熱盤管之間循環(huán)流動，實現(xiàn)冷凝水與換熱水箱內(nèi)的自來水進行換熱，自來水溫度達到設(shè)定值后，plc控制換熱自動停止，同時控制換熱水箱的出水管電磁閥自動打開，將達到溫度要求的自來水自流到洗澡換熱站儲水池內(nèi)，等到水箱內(nèi)的水降到設(shè)定值后，水箱的進水管電磁閥自動打開，同時出水管電磁閥自動關(guān)閉。等到水箱內(nèi)的水達到設(shè)定值后，進水電磁閥自動關(guān)閉。同時水箱內(nèi)的水溫度降低，plc控制換熱自動進行，這樣周而復(fù)始的循環(huán)。洗澡水量滿足要求后，整個系統(tǒng)自動停止。系統(tǒng)示意如圖1所示。

（2）經(jīng)過上一級子系統(tǒng)降溫的冷凝水由水泵輸送到采暖換熱站儲水罐（冬季該水經(jīng)過采暖系統(tǒng)循環(huán)后，又回到儲水罐內(nèi)），經(jīng)沉淀將儲水罐內(nèi)的水自流引到過濾水池（原鍋爐水碴池），再用plc控制水泵將過濾水池內(nèi)的水抽到?jīng)鏊?nèi)進行冷卻，冷卻到設(shè)定溫度后，水泵自動停止，冷卻后的冷凝水經(jīng)過一級、二級過濾水池進入涼后儲水池，由水泵輸送到廠區(qū)軟化水管網(wǎng)，供廠軟化水使用。附見系統(tǒng)示意圖，如圖2所示。

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

3自動化系統(tǒng)設(shè)計

3.1選型設(shè)計

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格比的原則，決定選用的型號為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

（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點數(shù)都為采用6點輸入4點輸出點，該系統(tǒng)采用開關(guān)量的輸入/輸出來控制電機的啟停、電磁閥的開啟、關(guān)閉，電氣與plc程序設(shè)計如圖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，通過安裝在出水管網(wǎng)上的壓力變送器，把出口壓力信號變成4-20ma的標準信號送入pid調(diào)節(jié)器，經(jīng)運算與給定壓力參數(shù)進行比較，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

安裝完畢后對系統(tǒng)進行了運行調(diào)試，運行過程中，調(diào)試了pid運行參數(shù)，完善了plc梯形圖和語句表，運行過程中熱能利用系統(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)過現(xiàn)場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)高溫罐的閃蒸汽繼續(xù)對水進行換熱。我們在換熱系統(tǒng)的回水管上加一氣動隔膜閥，由plc控制，換熱系統(tǒng)運行，氣動隔膜閥打開，換熱系統(tǒng)停止，氣動隔膜閥關(guān)閉，以阻止閃蒸汽進入換熱盤管繼續(xù)換熱，經(jīng)運行這一故障消除。

（2）變頻器在模擬信號控制下頻率逐漸上升，但上升至10hz時故障跳閘，顯示ocpa同，查閱說明書是加速中短時間過載，改變加速時間無效，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，又顯示該故障跳閘。斷開電機，單獨試驗電機正常、模擬信號發(fā)生器試驗變頻器正常，由面板控制電機啟動也正常，最后發(fā)現(xiàn)水泵為新泵，啟動扭距過大引起，更換一水泵后正常。

（3）變頻器啟動工作，變頻器啟動工作，緊挨該柜體另外電盤上一電動閥故障指示燈亮，指示錯誤，經(jīng)分析故障就是變頻器的高次諧波電流通過輸出回路電纜向外輻射，傳遞到信號電纜，引起干擾。液位計信號線及其控制線與變頻器的控制線及主回路線分開一定距離，且柜體外信號線穿入鋼管敷設(shè)，外殼良好接地，故障排除。經(jīng)過調(diào)試，系統(tǒng)運行安全可靠。

5結(jié)束語

該項目工程成功解決了煙草制絲、空調(diào)過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)運行安全可靠，充分實現(xiàn)了冷凝水回收利用，減少了水資源的浪費，為我廠節(jié)約了資金。兩個階段共計節(jié)約費用約為36.9萬元。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)約軟化水費用約為18.9萬元。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)約費用18萬元。