摘要:空调机组是为卷烟生产区域提供合格的环境温湿度,其工艺指标要求控制较高,目前主要通过操作工在上位机进行手动操作,调节温湿度范围,响应速度慢,调节不够精准,受人为因素影响大。针对该问题,结合设备运行实际情况,成立攻关小组,经过长期观察及跟踪论证,查阅大量技术图纸,深入了解控制原理和工艺,改变其控制方式,优化其控制程序,使其依据实际工况进行控制,实现智能化调节,提升空调控制区域环境温湿度达标率。
关键词:空调机组 CPU模块 温湿度传感器 控制
一 、工作原理及存在问题
目前操作受到的局限性主要是:空调机组工艺程序设计不完善。尤其是夏季工况时,新风湿度大,在经过表冷器除湿的时候降温过量,导致新风温度降低,还要同步调节蒸汽阀,重复加热,浪费能源比较大。
控制的主要缺点有:
1、温湿度达标率低。
2、能源浪费比较大。
3、受季节、人为因素影响比较大。
二 、改进方案及措施
经过项目成员研究讨论,决定对空调机组进行试验改造,改变其控制方式,通过新的控制方案,优化控制程序,依据实际工况进行控制,能够达到智能化改进。
措施如下:
1、冷冻水管路改造,包括流量计、电动阀安装,以及蒸汽流量计、电动阀安装,便于流量采集及管路控制;
2、由于空气中的水汽主要由新风带入,而新风入口一般在空调的上部,新风带入的水汽基本分布于气流的中上层。将表冷器分为两层,上层容量约是原表冷器的2/3,下层容量约是原表冷器的1/3。上层作为除湿表冷器,下层作为辅助降温表冷器,实现分层控制。
同时在冷冻水管道和蒸气管道上加装流量计和电动阀,用于冷冻水及蒸气流量的监测和控制。
针对空调机组控制区域内的8台温湿度传感器进行校验,采用在线校验和离线校验相结合的方法,确保为控制程序提供精确的温湿度数据。
3、电气安装
(1)图纸设计;
(2)新增CPU及模拟量输入输出模块
(3)仪表、阀门安装及放线、接线
4、软件变更
(1)PLC程序更新,控制系统更加精准。
(2)开发节能软件包。
以焓湿图为依据,设计算法,根据实时工况,计算出温湿度调控的最佳路径,在最短的时间内,以最低的功耗,达到调控目的。节能软件安装于上位机,可通过OPC通讯与PLC建立连接。
(3)上位机操作完善,更新。
三、改进效果
1、提高温湿度控制精度。正常工艺要求:温度26±2.0℃,相对湿度65±3.0%。改造后:温度26±1.0℃,相对湿度65±1.0%。
2、智能自动化调控,减少人为因素影响,降低职工劳动强度。
3、节能降耗,降低企业运行成本,减少包括蒸汽、用电等主要能耗指标。
效益计算:
空调机组冬季工况蒸汽节能统计
名称 节能数量 备注
节能量(t/h) 0.028
蒸汽成本估算(元/吨) 300
折合人民币(元/h) 8.4
(1)蒸汽成本按照300元/吨估算,可计算出每小时节约蒸汽费用;
当地城市全年工况:11月份-3月份为冬季工况,共5个月,4月份-5月份及10月份为过渡季节,共3个月,6月份-9月份为除湿季节,共4个月,每个月开机20天。
目前的数据只有冬季工况数据,按照以往的其它烟厂数据测试经验,过渡季节与冬季工况节能相当,除湿季节节能为冬季工况的2倍。
冬季工况每月节能 = 20天*24小时*8.4元/h = 4032元
冬季工况节能(5个月)=5月*4032元/月 = 20160元
过渡季节工况节能(3个月)=3月*4032元/月 = 12096元
除湿季节工况节能(4个月)=4月*2*4032元/月 = 32256元
空调机组每年节能=冬季工况节能+过渡工况节能+除湿工况节能约64512 元
(2)采用空调机组节能操作法,优化空调机组控制,减少制冷机开启时间,经估算节约用电4.8%,节约用电15.6kWh,年节约制冷机开启费用为12万元。
(3)根据工艺质量部考核,卷烟制造过程中产次品率下降0.5%。卷烟成品制造成本平均4520元/箱,因减少产次品年增产卷烟按100箱计算,项目实施投入运行后,年可节约制造费用约45.2万元。
五、推广应用
在此空调机组应用成功后,目前已推广应用于其它6台空调机组,每年直接节约各项费用63万余元,生产成本明显降低,经济效益最大化。