一种苯酐生产锅炉给水系统
技术领域
本实用新型属于锅炉给水技术领域，具体地，涉及一种苯酐生产锅炉给水系统。
背景技术
锅炉给水泵是苯酐生产的水汽平衡的核心设备，关系到生产的持续和稳定，如图1所示，为现有技术中苯酐生产氧化工段工艺过程，脱盐水先经过除氧器脱除除氧气，进入锅炉给水泵后，一小部分脱盐水从水泵中压段采出去精制F47供E41、E44、E46、E48、E52等冷却器使用；另外大部分脱盐水去锅炉给水预热器E81、E82预热，再去气体冷却器水段（气体冷却器后段）进一步预热后（同时冷却气体冷却器出口苯酐气体的温度），一小部分水去中压闪蒸罐F83进行补水，另外大部分去高压蒸汽包F15补水，高压蒸汽包底部一部分水进入气体冷却器E16和熔盐冷却器E14这些主要换热设备冷却苯酐气体和氧化反应器熔盐，维持工艺过程介质的温度稳定，保证生产过程持续正常运行。
目前，如图2，大多数苯酐生产厂家所选用的锅炉给水泵为两用高扬程多级离心泵，因多方面设计因素考虑，所选用的锅炉给水泵流量及扬程参数远高于实际生产所需，且为工频工作，为减少实际供水量，工作实际操作过程中水泵的流量依靠回流阀门控制，所谓回流，即在泵的吸入管道和吐出管道之间通过短管道和阀门直接连接，通过打开回流阀门开度来控制所需要的流量，不但泵的功率大，电能消耗大，还容易造成过载跳闸停泵，存在安全隐患。
因此，上述问题亟待解决。
实用新型内容
实用新型目的：为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种基于变频改造的苯酐生产锅炉给水系统。
技术方案：本实用新型提供了一种苯酐生产锅炉给水系统，包括依次管路连接的脱盐水供水箱、供水泵和锅炉给水管路，其特征在于，所述供水泵进、出水口管路间并联有与供水泵供水参数一致的备用泵，以及供水流量参数小于供水泵的辅助泵，还包括内置PID调节装置的变频器以及控制器，所述锅炉给水管路前端的供水干路上设置有干路压力传感器，所述锅炉给水管路包括并列设置的中压给水管路和高压给水管路，所述变频器与供水泵、备用泵及辅助泵电路连接，所述供水泵、备用泵及辅助泵进、出水端上分别设置有进水阀门和出水阀门。
本实用新型通过对工频供水泵泵组并设一个备用泵和一个低流量同扬程参数的辅助泵，结合由变频器和控制器、干路压路传感器形成闭环供水流量控制系统，实现对的，使供水泵、备用泵、辅助泵配合中压给水管路和高压给水管路的实际用水需求进行启停和频率变化，进而调节实际供水流量和扬程参数，节约电能，减少功耗。
进一步的，上述的一种苯酐生产锅炉给水系统，其特征在于，所述中压给水管路和高压给水管路上设置有与PID调节装置电路连接的支路压力传感器。
支路压力传感器可实时对中压给水管路和高压给水管路进行检测，并配合系统进行准确调节。
进一步的，上述的一种苯酐生产锅炉给水系统，其特征在于，所述中压给水管路和高压给水管路上分别设置有与控制器电路连接的流量调节阀。
流量调节阀的设置目的是为了对中压给水管路和高压给水管进行流量分配，防止因流量分配不当造成的缺水或供水过多，减少故障率和供水浪费。
进一步的，上述的一种苯酐生产锅炉给水系统，其特征在于，所述中压给水管路和高压给水管路的流量调节阀后端管路上设置有与控制器电路连接的流量传感器。
流量传感器配合系统事实判断中压给水管路和高压给水管路的用水变化，便于进行供水频率调节，同时也便于对中压给水管路和高压给水管路的实际用水量进行记录和检测，形成周期用水记录，便于具体设置供水参数，对后期用水调节带来便利。
进一步的，上述的一种苯酐生产锅炉给水系统，其特征在于，所述出水阀门与供水泵、备用泵及辅助泵的管路间均设置有止回阀。
泵后设置止回阀的目的是防止脱盐水倒流、防止泵及驱动电动机反转，引起故障和反流。
进一步的，上述的一种苯酐生产锅炉给水系统，其特征在于，所述脱盐水供水箱内设置有与控制器电路连接的液位传感器。
液位传感器对脱盐水供水箱内的水位进行感知，进行低水位报警，防止泵干烧报废或因脱盐水供水箱内供水不足带来的后方用水故障。
上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型通过对工频供水泵泵组并设一个备用泵和一个低流量同扬程参数的辅助泵，结合由变频器和控制器、干路压路传感器形成闭环供水流量控制系统，实现对的，使供水泵、备用泵、辅助泵配合中压给水管路和高压给水管路的实际用水需求进行启停和频率变化，进而调节实际供水流量和扬程参数，节约电能，减少功耗。
附图说明
图1为现有技术中苯酐生产供水系统简图；
图2为现有技术中苯酐生产供水泵组示意图；
图3为本实用新型实施例的整体结构示意图；
图4为本实用新型实施例供水泵、备用泵、辅助泵的连接结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例
如图所示的一种苯酐生产锅炉给水系统，包括依次管路连接的脱盐水供水箱1、并列设置的两个供水泵2和锅炉给水管路3，所述供水泵2进、出水口管路间并联有与供水泵2供水参数一致的备用泵21，以及供水流量参数小于供水泵的辅助泵22，还包括内置PID调节装置的变频器以及控制器，所述锅炉给水管路3前端的供水干路4上设置有干路压力传感器10和干路流量计20，所述锅炉给水管路3包括并列设置的中压给水管路31和高压给水管路32，所述变频器与供水泵2、备用泵21及辅助泵22电路连接，所述供水泵2、备用泵21及辅助泵22进、出水端上分别设置有进水阀门100和出水阀门200。所述中压给水管路31和高压给水管路32上设置有与变频器电路连接的支路压力传感器30。
所述中压给水管路31和高压给水管路32上分别设置有与控制器电路连接的流量调节阀300。
所述中压给水管路31和高压给水管路32的流量调节阀300后端管路上设置有与控制器电路连接的流量传感器40。
所述出水阀门200与供水泵2、备用泵21及辅助泵22的管路间均设置有止回阀400。
所述脱盐水供水箱1内设置有与控制器电路连接的液位传感器5。
工作时，控制器控制变频器软启供水泵2及对应进水阀门100和出水阀门200抽取脱盐水供水箱1向系统供水，支路压力传感器30通过电路将信号传递到PID调节装置中综合运算进行判断，PID调节装置结合干路压力传感器10的检测数值将计算结果传输至变频器，变频器进而控制供水泵2的运行频率调节转速的大小。
正常流量供水情况下，控制器控制供水泵2和备用泵21进行4小时切换工作，保持在两个泵的工作状态，使另外一个泵进行休息，相应的控制关闭对应的进水阀门100和出水阀门200；当供水需求增大至超过两个供水泵2的供水能力时，控制器控制辅助泵22软启，进行流量补充；当供水需求较低时，如对气体冷却器清洗和烘干阶段，及停车检修期间，控制器控制一个供水泵2或备用泵21工作，或者在系统维护期仅开启辅助泵22进行供水；当对中压给水管路31和高压给水管路32进行流量划分时，控制开启两个流量调节阀300的开合度进行切换，并根支路流量计的监测数据由变频器进行供水总量调节。
具体的供水泵2、备用泵21及辅助泵22数量级对应阀门数量的安排设计，应遵循实际生产需求。水泵切换及关闭时，应采用变频软停。
相较于变频改进前，锅炉给水泵压力和流量控制除了各分支管路通过气动阀阀门控制外，其中泵出口总管压力和流量需要初步控制，这方面主要依靠回流阀控制，便于下游用户精确控制；
变频改造后，正常生产过程中，通过变频器直接可以控制电机工作频率和转速，进而精确调节泵出口流量和压力到锅炉给水系统总管需要的数值，具有操作简便、直观、精确、即时完成控制等优点，满足了精益生产的需要。
通过采用变频控制，锅炉给水泵出口压力可以降低，流量可以降低，正常最大负荷工况下的频率控制在40-43Hz，节能效果明显，电流从改进前的280A降低至200-220A，实际功率降低21-25%左右，每套装置每年可以节约电能40万度左右，节能是非常显著的；
除了可观的节能效果外，锅炉给水泵变频改造后，还有彻底消除水锤效应和改善水泵使用工况的优点。
异步电动机在全压起动时，从静止状态加速到额定转速所需时间小于等于0.5s。这意味着在不足0.5s的时间里，锅炉给水的流量从零猛增到额定流量。由于流体具有动量和一定程度的可压缩性，因此在极短时间内流量的巨大变化，将引起对管道的压强过高或过低的冲击。压力冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管子一样，称为水锤效应。
水锤效应具有极大的破坏性：压强过高，将引起管子破裂；反之，压强过低，又会导致管子的瘪塌。此外，水锤效应也可能损坏阀门和固定件。
在直接停机时，供水系统的压头将克服电动机的惯性而使系统急剧停止，这样也会引起压力冲击和水锤效应。
采用变频调速后，可以通过对加速时间和减速时间的预制来延长起动和停止过程，目前水泵启动从开始至正常转速需要30秒钟以上，从而彻底消除了水锤效应。
水锤效应的消除，无疑可以大大延长水泵及管道系统的使用寿命。除此以外，采用变频调速以后，由于水泵平均转速下降，工作过程中平均转矩减小的原因，具有下列优点：
（1）水泵低速运行比改进前更加平稳，振动、噪声也随着降低，轴承的磨损和叶轮叶片承受的应力都大为减小；
（2）低速运行的泵，出口压力降低了，对系统连接密封有利，同时显著改善了机械密封使用工况，延长了机械密封的使用寿命；
（3）设备故障率更低，检修工作量明显减少，相应的检修费用降低，检修成本降低。
总之，变频改造后，水泵的使用工况明显改善，显著延长了设备使用寿命。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
