導熱油蒸汽發生器電氣自動控制裝置技術方案

龔錦豐

（常熟協順紡織制衣有限公司，江蘇常熟 215553）

導熱油蒸汽發生器是目前使用的新一代高效換熱設備，常熟協順紡織制衣有限公司用它替代蒸汽鍋爐向車間提供蒸汽，用于服裝面料的定型及后整理等工序。它需要性能優良的電氣自動控制裝置與之配套，傳統的電氣控制裝置由于是人工控制，效率較差且安全性能低，操作人員需要時刻注意導熱油蒸汽發生器的水位高低和壓力大小，一不小心就會出現過壓及無水位運行的情況。特別是無水位運行對導熱油蒸汽發生器的使用安全及使用壽命有相當大的影響。[1-4]

1 基本原理

本課題探討的是導熱油蒸汽發生器電氣自動控制裝置，包括水位取樣電路、水位控制電路、水泵、低水位保護電路、壓力取樣電路、壓力控制電路、氣動閥和電源電路。電源電路為各個電路供電，連接水泵、氣動閥、水位取樣電路和壓力取樣電路與導熱油蒸汽發生器。水位取樣電路和壓力取樣電路又分別與水位控制電路和壓力控制電路連接，水位控制電路與水泵和低水位保護電路連接，低水位保護電路和壓力控制電路與氣動閥連接。

電源電路的輸入端的一端與保險絲FU1連接后接電網的相線R，另一端接零線N，其輸出端的正極端輸出直流電源+24 V，負極端接地。原理見圖1，電氣自動控制電路的電原理見圖2。

圖 1 原理框圖

圖2 電氣自動控制電路的電原理圖

1.1 水位取樣電路

水位取樣電路由水位計W組成。水位計W的電源接口接直流電源+24 V，其低水位觸點與水位控制電路中的繼電器J1的線圈的一端連接，其高水位觸點與水位控制電路中的繼電器J2的線圈的一端連接。

1.2 水位控制電路

水位控制電路包括繼電器J1、J2、過熱保護繼電器FR、接觸器KM1、低水位指示燈T1和高水位指示燈T2。繼電器J1的常開觸點的一端與壓力控制電路中繼電器J3的第一常開觸點的一端連接，繼電器J1的常開觸點的另一端與氣動閥連接，繼電器J1的第一常閉觸點的一端與低水位指示燈T1的一端連接。繼電器J2的常開觸點的一端與高水位指示燈T2的一端連接，繼電器J1的第二常閉觸點的一端和接觸器KM1的常開觸點的一端連接后接繼電器J2的常閉觸點的一端，繼電器J2的常閉觸點的另一端與接觸器KM1的線圈的一端連接。接觸器KM1的線圈的另一端與過熱保護繼電器FR的一端連接，過熱保護繼電器FR的另一端與水泵連接，繼電器J2的常開觸點的另一端接直流電源+24 V，繼電器J1的第一常閉觸點的另一端、繼電器J1的第二常閉觸點的另一端。接觸器KM1的常開觸點的另一端與保險絲FU1連接后接入電網相線R，繼電器J1、J2的線圈的另一端、高水位指示燈T2和低水位指示燈T1的另一端共同接地。

1.3 低水位保護電路

低水位保護電路由水位控制電路中的繼電器J1的第一常閉觸點、常開觸點和氣動閥組成。繼電器J1的第一常閉觸點兩端分別與電源電路和低水位指示燈T1連接，常開觸點兩端分別與壓力控制電路中的繼電器J3的常開觸點和氣動閥連接。

1.4 壓力取樣電路

壓力取樣電路由電接點蒸汽壓力表G組成。其動觸點接直流電源+24 V，低壓觸點與壓力控制電路中的繼電器J4的常閉觸點的一端連接，高壓觸點與壓力控制電路中的繼電器J4的線圈的一端連接。

1.5 壓力控制電路

壓力控制電路包括繼電器J3、J4、低壓指示燈T3和高壓指示燈T4。繼電器J3的第三常開觸點的一端與低壓指示燈T3的一端連接，繼電器J3的第二常開觸點的一端與壓力取樣電路中電接點蒸汽壓力表G的低壓觸點連接后接繼電器J4的常閉觸點的一端。繼電器J4的常開觸點的一端與高壓指示燈T4的一端連接，繼電器J4的常閉觸點的另一端與繼電器J3的線圈的一端連接。繼電器J3的第一常開觸點的一端與低水位保護電路中繼電器J1的常開觸點的一端連接，繼電器J3的第一常開觸點的另一端與保險絲FU1連接后接入電網相線R。繼電器J3的第三常開觸點的另一端、繼電器J3的第二常開觸點的另一端、繼電器J4的常開觸點的另一端接直流電源+24 V，繼電器J3的線圈的另一端、繼電器J4的線圈的另一端、低壓指示燈T3的另一端和高壓指示燈T4的另一端共同接地。

1.6 手動控制電路

導熱油蒸汽發生器電氣自動控制裝置還包括手動控制電路。手動控制電路包括按鍵開關SB1、SB2和SB3，按鍵開關SB1的一端與壓力控制電路中繼電器J3的第一常開觸點的另一端、水位控制電路中接觸器KM1的常閉觸點的另一端、按鍵開關SB2的一端、按鍵開關SB3的一端連接，按鍵開關SB1的另一端與保險絲FU1連接后接入電網相線R，按鍵開關SB2的另一端與繼電器J1的常開觸點的另一端連接后接氣動閥的一端，按鍵開關SB3的另一端與繼電器J2的常閉觸點的一端連接后與接觸器KM1的線圈的一端連接。

2 具體實施方式

導熱油蒸汽發生器電氣自動控制裝置包括水位取樣電路、水位控制電路、水泵、低水位保護電路、壓力取樣電路、壓力控制電路、氣動閥、電源電路。電源電路由電網接入后轉換成直流電源，為各個電路供電電。水泵、氣動閥水位取樣電路的水位計W和壓力取樣電路的電接點蒸汽壓力表G通過管道與導熱油蒸汽發生器連接。水位取樣電路和壓力取樣電路又分別與水位控制電路和壓力控制電路連接，水位控制電路與水泵和低水位保護電路連接，低水位保護電路和壓力控制電路與氣動閥連接。水位取樣電路通過水位計W采集水位高低信號，輸出至水位控制電路，由水位控制電路根據實際的水位高低控制水泵運轉。另外，水位控制電路還能通過低水位保護電路控制氣動閥運轉，使蒸汽發生器的水位和壓力控制在一定的工作范圍內。壓力取樣電路通過電接點蒸汽壓力表G采集高低壓信號，輸出至壓力控制電路，由壓力控制電路根據實際的壓力高低控制氣動閥的運轉。

當在低水位時，水位計W低水位觸點和高水位觸點均斷開，繼電器J1的線圈斷電，繼電器J1的第一常閉觸點閉合，低水位指示燈亮進行報警。同時，繼電器J1的常開觸點斷開，氣動閥7斷開停止升溫。此時，繼電器J2的常閉觸點閉合，接觸器KM1的線圈由于繼電器J1的第二常閉觸點的閉合而通電，接觸器KM1常開觸點自動吸合，水泵運轉。當水位上升至高水位時，水位計W低水位觸點和高水位觸點均導通，繼電器J1、J2的線圈通電，繼電器J2的常開觸點閉合，高水位指示燈亮。繼電器J2的常閉觸點斷開，接觸器KM1的線圈斷電，其常開觸點斷開，水泵停止運轉，進水停止。同時，繼電器J1的常開觸點閉合，氣動閥運轉，開始升溫。

當在低壓時，壓力取樣電路中的電接點蒸汽壓力表G接通低壓觸點，繼電器J4的線圈斷電，其常閉觸點閉合，繼電器J3的線圈通電，繼電器J3的第一常開觸點閉合，氣動閥接通開始升溫。當壓力上升至高壓時，電接點蒸汽壓力表G接通高壓觸點，繼電器J4線圈通電，其常閉觸點斷開，繼電器J3線圈斷電，其第一常開觸點斷開，氣動閥斷開，停止升溫。同時，繼電器J4的常開觸點斷開，高壓指示燈亮。

另外，導熱油蒸汽發生器電氣自動控制裝置還包括手動控制電路，當自動控制裝置出現故障或有特殊要求時，可通過該手動控制電路對蒸汽發生器的水位和壓力進行調節。按鍵開關SB1常閉，當按下按鍵開關SB2時，氣動閥接通，開始升溫；當按下按鍵開關SB3時，水泵接通，開始進水。

3 結語

上述技術方案的優點為水位控制電路、壓力控制電路能使水位、壓力實現自動控制，無需專人操作。另外，能在低水位時自動進水，高水位時自動停止進水；能在低壓時自動升溫，高壓時自動停止升溫。本研究實際使用的元器件少，成本低，電路結構簡單，并且在低水位時不能升溫，對導熱油蒸汽發生器的安全及使用壽命提供了很好的保障。