喷雾干燥塔 1

第二节 喷雾干燥塔控制需求分析
1 概述
按工艺流程，喷雾干燥塔控制系统由燃烧系统控制、 干燥塔出口温度控制、干燥塔负压控制、投料系统控制、 布袋除尘器控制几个子系统组成。 在该控制系统中，浆料压力、干燥塔出口温度和干燥 塔内负压是关键参数。它们中任一参数不合格都会导致产 品不合格。 燃烧系统控制兼顾安全和调节两方面的功能。其安全 功能要求实现系统安全点火和熄火保护功能；调节功能要 求能保证干燥塔出口温度的稳定。 干燥塔负压控制通过变频器调节排风机的转速来实现。
第1章 喷雾干燥塔工艺和控制流程分析
第一节 喷雾干燥塔工艺分析
1 概述
喷雾干燥塔是化工、食品、陶瓷等很多行业都广泛使
用的原料或成品加工设备。该设备一般都作为一套相对独 立的系统进行成套供应。 该系统的组成主要有燃烧、干燥、投料、除尘等几个 主要部分组成。
主要用于把液态原料制备成固体粉末原料的设备。在
第二节 喷雾干燥塔控制需求分析
2 开关量顺序控制系统
喷雾干燥塔中所有设备的启/停操作可以全部纳入开关 量顺序控制系统。 设备：
1、供油泵
2、助燃风机 3、鼓风机 4、料浆泵
5、排风机
6、电磁阀-4只 7、喷枪-3根 8、紧急排空门
第1章 喷雾干燥塔工艺和控制流程分析
第二节 喷雾干燥塔控制需求分析
2 开关量顺序控制系统
安全保护系统的控制手段和策略与开关量顺序控制系
统一致，但控制系统的层次关系高于开关量顺序控制和模
拟量控制系统。 在控制系统中，安全保护系统属于监督层。 安全保护系统一般由报警和保护两部分组成。 报警起预警作用，不操作被保护设备。 保护作用直接操作被保护设备，使其启动或停止。
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第1章 喷雾干燥塔工艺和控制流程分析
第1章 喷雾干燥塔工艺和控制流程分析
第二节 喷雾干燥塔控制需求分析
3 模拟量控制系统
2、空气进塔温度
关乎工艺的关键参数。
通过改变燃烧控制空气进塔温度——本质为燃烧控制。 燃烧控制方案： 助燃风量与燃料油按比例控制，保证燃烧充分--→调 节燃料油流量保证控制进塔温度（热交换器出口温度） 控制难点： 热交换器存在较大惯性。
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4 安全保护系统
安全保护系统监控的参数和动作：
1、主回路过载——主设备过电流，停系统，报警
2、火焰状态——熄火保护，停系统，报警 3、空气进塔温度——报警，停系统 4、空气出塔温度——报警，停系统 5、塔内负压——报警，停系统 6、排烟温度——报警，停系统
第1章 喷雾干燥塔工艺和控制流程分析
对某喷雾干燥塔控制需求的分析
12、系统正常运行时间累计功能 通过触摸屏主监视画面可以观察系统连续运行时间累计值；通过工程师维护画面，在通过密码 验证后可以清除系统连续运行时间累计值。 13、模拟图和棒图监视画面 通过触摸屏实现模拟图画面监视和棒图画面监视的切换功能。 14、指示灯测试功能 按触摸屏的“灯测试”按钮，并保持3秒以上，所有指示灯点亮15秒。 15、手动温控功能 通过触摸屏上“手/自动切换”操作板，按“手动”按钮2秒以上将系统切换到“手动”。此时 提供“出塔温度手操面板”。利用该面板通过在触摸屏上按“大火”按钮两秒实现快速升温功 能；按“小火”两秒后系统自动调节到小火；按“中火”两秒后系统自动调节到正常运行的位 置。按“开大”按钮系统自动连续增加燃烧，按“关小”按钮系统自动连续减少燃烧。 16、自动温控功能 通过触摸屏上“手/自动切换”操作板，按“自动”按钮2秒以上将系统切换到“自动”。此时 系统能按设定的目标温度自动调节燃烧调节阀来保证目标温度。 17、自动负压控制功能 系统在正常运行状态下，可以通过调节排风机的转速来控制干燥塔内的负压。
对某喷雾干燥塔控制需求的分析
7、运行目标参数在线修改功能 系统主要运行目标参数和报警参数能在线修改：通过密码验证后，可以在触摸屏上修改进口温 度、出口温度、塔内负压目标值和报警偏差值、排烟温度、出口故障超高温报警和紧急处理值、 增喷枪温度和撤喷枪温度的带范围保护的修改。 运行人员在触摸屏上可以在给定范围内方便地修改出口温度目标值、布袋动作时间间隔设定。 8、运行模式切换功能 通过触摸屏实现投料、正常运行两种运行方式的切换。在“投料”运行方式下出口温度的报警 值自动按增、撤料枪温度监视；在“正常”运行方式下出口温度的报警值自动按工艺要求温度 监视。 9、自动投入喷枪和撤除喷枪功能 在“投料”方式下运行时，当达到投料温度25秒后自动增加一根喷枪；当达到撤料枪温度25秒 后自动减少一根喷枪（可从触摸屏上观察到增减料枪的指示）。 10、运行参数历史查询功能 实现对进口温度、出口温度、塔内负压、排烟温度用曲线图显示的历史记录查询。 11、设备离线强制启停功能 当设备在检修、调试状态时，通过触摸屏可以对助燃风机、供油泵、料浆泵、A、B、C喷枪、 送风机、排风机和8个除尘布袋等设备进行强制启停。当系统处在运行状态下时强制启停无效， 以防止误操作。
统；根据开关（数字）量输入信号状态，通过逻辑运算 （布耳代数）结果确定开关量输出信号状态。 开关量顺序控制系统主要实现被控对象的自动启/停操 作。在自动控制系统中操作自动的主要部分。 开关量顺序控制系统以连锁控制为主要策略。 连锁指设备的操作许可、禁止等的约束条件。
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增/减料枪——塔内负压和温度 料浆压力——溢流阀
第1章 喷雾干燥塔工艺和控制流程分析
第一节 喷雾干燥塔工艺分析
5 除尘系统
在除尘器外壁布置三只气锤，内部设置八个除尘布袋
实现对出塔空气的过滤除尘。
系统要求气锤按固定的时间间隔对塔外壁进行振打，8 只布袋按固定的时间间隔进行反吹，以确保除尘效果。
第1章 喷雾干燥塔工艺和控制流程分析
很多行业作为原料制备或成品制备的系统设备。
第1章 喷雾干燥塔工艺和控制流程分析
第一节 喷雾干燥塔工艺分析
1 概述
喷雾干燥塔的基本工作流程是：
液态的浆料以高压经喷枪雾化后喷入干燥塔。干燥塔 利用柴油燃烧器的能量将空气加热；热空气在干燥塔内将 雾化后的浆料干燥为超细粒状粉态成品。粉状成品在塔内 利用旋风分离原理从热空气中分离出来，由塔底部的翻板
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第二节 喷雾干燥塔控制需求分析
5 其它功能系统
6、报警系统试验——完善安全保护系统功能
7、设备调试
8、历史数据查询 9、运行时间累计等
系统中的设备存在多个功能系统操作：开关量 顺序控制，模拟量控制，安全保护操作。如何解决 多个系统操作同一对象的问题？
思考题
1、喷雾干燥塔工艺流程可以分成几个子系统？
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4 安全保护系统
安全保护系统的组成：
1、声光报警
2、设备安全控制
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第二节 喷雾干燥塔控制需求分析
5 其它功能系统
为了完善系统的控制功能，提高系统的操作和控制性
能，一般系统还提供一些辅助的功能。喷雾干燥塔的主要
辅助功能有： 1、单按钮启动——完善顺控功能 2、安全自动停机——完善顺控功能 3、防误操作——完善顺控和安全保护功能 4、工艺参数在线修改——完善模拟量控制功能 5、手/自动操作——完善模拟量控制功能
1、塔内负压
2、空气进塔温度 3、空气出塔温度
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3 模拟量控制系统
1、塔内负压相关参数
鼓风机和送风机的平衡送风。系统采取固定排风机转
速，采用变频器控制送风机转速的控制方法。 控制难点： （1）空气经过换热器、干燥塔和除尘器，惯性大； （2）除尘器的反吹会造成干燥塔内地负压出现周期性 波动。
阀定期排入收集袋中成为合格的原料。
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第一节 喷雾干燥塔工艺分析
2 燃烧系统
燃烧系统通过供油泵、油包和溢油门提供具备一定缓 冲能力的稳压供油系统。增压泵和溢油门保证了油枪的雾 化压力。油枪供油回路和回油回路采用了两只电磁阀串联
的方式保证了油枪燃油回路的动作可靠。在油枪的回油回
请根据流程要求列出各子系统涉及到主要设
备，并说明设备启动的顺序。
2、请根据喷雾干燥塔工艺流程要求拟定控制系
统的I/O清单？
对某喷雾干燥塔控制需求的分析
1、自动启动功能 由触摸屏单键按安全顺序启动系统主体设备。能实现按送风机、引风机、供油泵、助燃风机的顺 序启动系统，并给出启动指示和下一步的工作指示。 2、安全自动停机功能 通过操作机柜停机按钮自动停止系统按下停机按钮，并保持2秒钟以上，可自动按供油泵、电磁 阀、助燃风机的顺序停止系统。停机过程中提供自动吹扫和系统自动复位功能。 3、自动点火功能 单按钮操作实现系统安全点火。点火条件成立时有灯指示，按下“点火”按钮，并保持2秒钟以 上，可自动实现安全点火；不具备点火条件时，没有灯指示，操作“点火”按钮，系统不予响应。 4、熄火保护功能 点火过程中和正常运行中因火检、断油等导致熄火时，系统能自动保护设备安全，并恢复到点火 准备状态。 5、系统安全保护功能 系统出口超温保护：出口温度超过规定的故障限值5秒，打开“紧急排放门”；出口温度超过规 定故障限值1分钟，执行“自动停机”以保证系统安全。 6、状态监测和自动报警功能 系统进口温度、出口温度、排烟温度、塔内负压、火焰状态异常时提供光字牌指示和声音报警， 并具备报警保持，等待确认功能。
路中接入了一只电磁调节阀用于调节燃油量，以控制干燥 塔的出口温度。
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第一节 喷雾干燥塔工艺分析
3 干燥系统
空气
空气
第1章 喷雾干燥塔工艺和控制流程分析
第一节 喷雾干燥塔工艺分析
4 投料系统
根据控制目标自动增/减料枪，保证干燥效果。
建立和保证料浆压力，确保料枪雾化效果。
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第二节 喷雾干燥塔控制需求分析
3 模拟量闭环控制系统
3、空气出塔温度
关乎工艺的关键参数。
通过改变进塔的料浆控制空气出塔温度——本质是投 料系统（料压和料枪的数量）控制。
系统的条件过程是怎样的？
第1章 喷雾干燥塔工艺和控制流程分析
第二节 喷雾干燥塔控制需求分析
4 安全保护系统
运行的目的。
模拟量控制系统一般采用闭环控制，所以也称模拟量 闭环控制系统、闭环控制系统（CCS）（开关量也有闭环、 开环之分）。 模拟量控制系统有被控对象、检测设备、调节器和执
行机构（控制仪表）等组成。
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3 模拟量控制系统
喷雾干燥塔的模拟量控制系统的被控对象有：
9、气锤-3只 10、除尘袋反吹阀-8个 指令： 11、点火变压器 12、警铃
1、点火
2、报警确认 3、手/自动切换开关 4、系统急停
第1章 喷雾干燥塔工艺和控制流程分析
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3 模拟量控制系统
模拟量控制系统（MCS）也称自动调节系统，以维持 被控过程参数为要求值，达到保证生产过程在规定工况下
第1章 喷雾干燥塔工艺和控制流程分析
图 例： 溢流阀 排风机 除尘器 T 干燥塔 P T 手动阀 电磁阀 电动调节阀 鼓风机
T 料浆罐 助燃风机 料浆泵 火检探头
加热器 增压泵 供油泵 燃料 油箱 点火 变压器 油包 联动调节
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第一节 喷雾干燥塔工艺分析 1 概述 2 燃烧系统 3 干燥系统 4 投料系统 5 除尘系统 第二节 喷雾干燥塔控制需求分析 1 概述 2 开关量顺序控制系统 3 模拟量控制系统 4 安全保护系统 5 其它功能系统
第1章 喷雾干燥塔工艺和控制流程分析
第二节 喷雾干燥塔控制需求分析
1 概述
按控制特点，喷雾干燥塔控制系统可分为：
开关量顺序控制系统
模拟量闭环控制系统
安全保护系统 其它功能系统
第1章 喷雾干燥塔工艺和控制流程分析
第二节 喷雾干燥塔控制需求分析
2 开关量顺序控制系统
开关量顺序控制系统也称程序开关控制、顺序控制系