燃油净油单元自动控制系统

§7-3燃油净油单元自动控制系统DMU前言•离心式分油机的工作原理：–未经净化分离的燃油由纯油、水份和机械杂质组成，密度各不相同，纯油密度＜水分密度＜机械杂质密度–置于高速回转的高速回转分离筒中。油、水和机械杂质所产生的离心惯性力各不相同（远大于自身重力），就会沿着离心力的方向分层–机械杂质的离心惯性力最大，留在分离筒的最外圈；纯油的离心惯性力最小，汇聚在转轴附近；水则位于两者之间–机械杂质、水份、纯油的离心惯性力要比本身的重力大几千倍，使用离心分油机可以缩短燃油净化时间，提高净化效果。前言•离心式分油机的常见厂家型号–ALFA-LAVAL•FOPX型（老教材）•SA816、SA821（教材\育鲲）–Westfalia–三菱–国内的南京绿洲等型号前言•FOPX型分油机的特点：–可作为部分排渣型分油机工作，在排渣期间待分油也不切断进油–每次排渣其排渣口仅打开0.1S，排出量是分离片外边缘与壳体之间容积的70％。–该分油机取消了比重环。•控制和监视系统采用WT200型水分传感器和以单片机8031为核心的EPC-400装置。前言•更新换代后的S型分油机的特点：–保留了FOPX系列的特点和优点；–分油工作期间，水分传感器不断检测净油含水量，判断油水分离界面状态；–若水分超标，则按预定时间进行一次排水–若进行一次排水后，含水量依然超标，再进行一次排水，最多可连续排水5次；–在设定的分油时间到后，控制置换水配合排渣口打开对分离筒进行冲洗和排渣，既保证下次分油机净筒起动–在分油前需对待分油进行预定温度加热•控制和监视系统采用MT50水分传感器和以单片机为核心的EPC-50控制器。前言§7-3燃油净油单元自动控制系统§7-3-1分油机的组成及基本工作原理§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统§7-3-3分油机控制系统的操作与管理§7-3-1分油机的组成及基本工作原理向心泵向心管§7-3-1分油机的组成及基本工作原理S型分油机的结构原理净油向心泵水向心泵净油出口水出向心泵实际上就是扩压盘，将液流动能转变成位能(压力能)入口油水分界面排渣口排水管路上装有电磁阀；净油管路上装有MT50型水分传感器，随着排油进行，I→，直到触发MT50，再由EPC−50决定打开排水电磁阀开始排水，还是打开排渣口I进行一次排渣，之后I←置换水1）正常工作过程补偿水/密封水滑动底盘工作水§7-3-1分油机的组成及基本工作原理2）最大排渣间隔时间原则若已到最大排渣间隔时间，而油水分界面仍离分离盘外侧较远（含水分很少），但EPC-50型装置要进行一次排渣操作为减少排渣时油的损失，须接入置换水，使油水分离界面到接近分离盘外侧表面当MT50检测到水分时，或置换水供给到量时（流量+时间原则，初始时设置），净油出口再打开排渣口进行排渣§7-3-1分油机的组成及基本工作原理正常分油期间，滑动底盘靠它下面高速旋转的工作水所产生的动压头托起，密封排渣口，为了补偿工作水由于蒸发和漏泄造成的损失，由补偿水管断续供水若需排渣，管补偿水和工作水同时进水，打开泄水阀，工作水动压头消失，滑动底盘下落，打开排渣口进行排渣若开启水断水，大量水经垂直孔进入滑动底盘K下部空间，再次把滑动底盘K托起封住排渣口，排渣结束3）排渣过程§7-3-1分油机的组成及基本工作原理在整个排渣过程中，管P1进操作水的时间为3s，而滑动底盘K下落，即排渣时间仅为0.1s。在此时间内，将使分离盘外侧的70％渣质和水的容量从排渣口排出由于排渣口打开时间很短，每次排渣排出的容量仅是分油机里面容量的一部分，故叫部分排渣分油机，且在排渣时不必切断进油。4）部分排渣特点§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统气动控制阀组工作水阀组EPC-50电机启动箱S型SV15、SV16同一根管，供水量不同，作用不同P型，则两个独立的水管组成原理§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统一、输入信号该监控系统中很重要的部件，为电容器结构，实际上是两个彼此绝缘的同心圆筒，净油全部流过内圆筒20VDC使振荡器工作，产生固定频率及幅值的交流电，该信号流过电容器的电流大小完全取决于电容器的介电常数ε（纯矿物油ε为2～4，水的ε为80）。因为，ε↑，流过电容器的电流↑(输出4-20mA)。EPC−50每6s检测一次这个信号，并决定是排渣或排水。如果振荡器工作不正常，将会发出报警并停止当时所执行的程序。1）水分传感器MT50MT50型水分传感器的结构原理图圆筒形电容器接EPC−50§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统装在燃油加热器出口，待分油控制阀V1的前端用于检测循环输送泵的出口压力是否建立，是否可以进行后续的分油操作判断加热器是否有油，是否可以进行加热控制传感器采用扩散硅（输出4-20mA）控制器可根据其测量值判断是否有断流（过低压力）或管路堵塞（压力过高）2）待分油压力传感器PT1§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统一个是送至EPC-50的燃油温控系统的PI调节器，控制最佳分离效果所要求的燃油温度值二个是送至EPC-50，有数字显示窗显示，同时检测待分油温度是否超过上下限，当报警时实现报警和保护控制3）待分油温度传感器TT1、TT2§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统TT1、TT2采用两个Pt100温度传感器热电阻式，为补偿环境温度变化采用“三线制”；结构与普通的有所不同，检测元件1直接插入被检测介质中，不用壳体防护，以避免热电阻与壳体之间的空气影响传热速度为防止更换或检修时介质外逸，采用了特殊的弹簧囊结构这种改进后的温度传感器的热惯性很小，能及时感受温度的变化。Pt100温度传感器结构原理图1检测元件2止回帽3弹簧4导向管5锁紧螺帽6管路7传感器§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统4）净油出口压力传感器PT4检测原理同PT1装在分油机净油出口，检测出口背压出现超限时，需调整相关分油机状态，甚至需要检测分油机内部。不同时间段出现的超限还需要注意油路或水路状态§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统5）排水压力传感器PT5检测原理同PT1装在分油机排水出口，检测出口背压出现超限时，可以判断分离盘是否到位不同时间段出现的超限还需要注意油路或水路状态§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统6）分油机转速传感器ST磁脉冲检测原理，当有下列情况发生，分油会自动停止并发出报警：①转速超高限②转速低于下限③信号异常④分油机启动后，在预定时间内没有达到预定转速范围机盖连锁开关震动传感器转速传感器§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统7）分油机震动传感器VT可选，非标配一旦震动过大，控制器发出故障停止信号，控制分油机停止检测分油机异常不平衡状况共分为两个震动报警级别，一级为发出报警级别，二级发生时分油机按安全停止模式自动停止震动报警应给予消除后方可进行启动§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统二、输出信号24V交流驱动SV16控制补偿水/密封水，在排渣口密封期间，断续通电SV15控制开启水（开启水），与待分油共用同一个进口，打开排渣口S型SV15、SV16同一根管，供水量不同，作用不同，P型，则两个独立的水管SV10置换水，排渣前打开，防止将净油排出1）工作水阀组§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统24V驱动SV1为进油电磁阀，控制V1缓慢打开并供油，通电V1打开SV4净油电磁阀，控制V4，通电V4关闭SV4排水电磁阀，控制V5，通电V5打开2）气动控制阀组§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统根据蒸汽加热、电加热、热油加热方式来输出相应的控制信号蒸汽加热、热油加热方式时，EPC-50通过私服机构控制加热介质阀门的开度来调节加热电加热方式，需要配套相应的电单元，实现温度控制EPC-50根据加热的程度控制V1三通阀动作3）温度控制输出§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统包括循环泵电机的启停控制分油机电机的启停控制远程状态显示报警用的触点等4）报警及继电器控制输出§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统三、EPC-50控制器的组成•电源–由滤波装置和多输出变压器实现•主控制板–安装在EPC-50控制箱内•操作面板OP§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统1）面板按钮OP待分油加热器按钮程序起动／停止按钮须按复位按钮才能撤消故障信号手动排渣按钮报警复位按钮面板激活指示§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统1）操作面板OP流程MIMIC图参数设置及故障查询显示§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统2）EPC-50控制板–位于控制箱内，包括电源、CPU、开关量/模拟量输入与输出、通讯模块、扩展模块等。§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统3）电源–来自分油机的启动箱变压器–220VAC4）EPC-50控制箱和电机启动箱–具有循环输送泵和分油机的启动、停止按钮–具有紧急停止按钮–分油机运行模式选择开关（自动、手动、CIP）–分油机马达电流表–相关指示灯等§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统四、EPC-50分油机控制系统的控制过程1）待分油的温度控制–PI调节器闭环温度控制–若温度正常，三通阀V1缓慢打开，使待分油不冲击进油–但有故障或停止时V1立即进行切换转换，使待分油进行循环加热§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统2）分油机时序控制参见教材P140ALFA-LAVALSA821校准启动非校准启动§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统3）EPC-50面板操作与参数调整灯亮表明该OP与主控器已建立好通信联系有三种参数类型：安装参数，工艺参数，工厂设置参数正常运行过程中，显示当前工况进行到的时间报警发生时可查询报警信息可查询系统各传感器的测量值详见设备的操作使用说明书§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统4）EPC-50中的报警控制与功能测试灯亮表明有报警出现可按“Enter”键后用“+”“-”键进行翻看再按“Enter”键回复正常显示详见设备的操作使用说明书可通过修改内部参数，使之偏离正常值，模拟发生故障报警，进行各项功能测试，参见教材P143页表格进行报警册数。§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统六、分油机控制系统排渣控制过程•分油机排渣时间间隔在10min—63min可调，具体排渣间隔时间取决于待分油中含水量的多少：a)如果在63min内待分油中含水量始终极少，没有达到触发值，则先注入置换水，使油水分界面向里移动；当净油中含水量达到触发值时，电磁阀动作输入补偿水和工作水，进行排渣b)如果在10min到63min净油中含水量就增加到触发值，即油水分界面已经内移到接近分离盘外侧的边缘，可正常排渣§7-3-2EPC-50分油机自动控制系统c)如果在10min内净油中含水量就达到触发值，此时要控制排水电磁阀向外排水（20s），油水分界面不断外移，净油中含水量迅速下降d)若排水后，仍在10min内，净油中含水量又达到触发值，则要关闭排水阀进行一次排渣e)如果排水阀打开120s净油中含水量未能下降到低于触发值，要关闭排水阀进行一次排渣f)排渣后，净油中的含水量又较快地增至触发值，且e），则再一次关闭排水电磁阀进行一次排渣后，停止待分油进分油机，发出声光报警§7-3-3分油机控制系统操作与管理1）分油机手动启动与停止①检查电源是否正常、油底壳液位是否正常，出油管路的阀是否正常②启动分油机燃油供给泵，将蒸汽阀打开，按下OP上的加热按钮③温度达到要求后，按Seperation/Stop激活EPC-50，连续回答显示窗出现的几个问题后，启动分油机马达④待转速达到全速且油温正常后，EPC-50控制系统将自动进入分油启动程序直到分油机正常分油⑤观察分油机有无异常的震动或噪声，通过OP上的显示数据判断分油机状态，若一切正常，说明分油机开始正常工作§7-3-3分油机控制系统操作与管理2）分油机