导热油蒸汽发生器电气自动控制装置技术方案

龚锦丰

（常熟协顺纺织制衣有限公司，江苏常熟 215553）

导热油蒸汽发生器是目前使用的新一代高效换热设备，常熟协顺纺织制衣有限公司用它替代蒸汽锅炉向车间提供蒸汽，用于服装面料的定型及后整理等工序。它需要性能优良的电气自动控制装置与之配套，传统的电气控制装置由于是人工控制，效率较差且安全性能低，操作人员需要时刻注意导热油蒸汽发生器的水位高低和压力大小，一不小心就会出现过压及无水位运行的情况。特别是无水位运行对导热油蒸汽发生器的使用安全及使用寿命有相当大的影响。[1-4]

1 基本原理

本课题探讨的是导热油蒸汽发生器电气自动控制装置，包括水位取样电路、水位控制电路、水泵、低水位保护电路、压力取样电路、压力控制电路、气动阀和电源电路。电源电路为各个电路供电，连接水泵、气动阀、水位取样电路和压力取样电路与导热油蒸汽发生器。水位取样电路和压力取样电路又分别与水位控制电路和压力控制电路连接，水位控制电路与水泵和低水位保护电路连接，低水位保护电路和压力控制电路与气动阀连接。

电源电路的输入端的一端与保险丝FU1连接后接电网的相线R，另一端接零线N，其输出端的正极端输出直流电源+24 V，负极端接地。原理见图1，电气自动控制电路的电原理见图2。

图 1 原理框图

图2 电气自动控制电路的电原理图

1.1 水位取样电路

水位取样电路由水位计W组成。水位计W的电源接口接直流电源+24 V，其低水位触点与水位控制电路中的继电器J1的线圈的一端连接，其高水位触点与水位控制电路中的继电器J2的线圈的一端连接。

1.2 水位控制电路

水位控制电路包括继电器J1、J2、过热保护继电器FR、接触器KM1、低水位指示灯T1和高水位指示灯T2。继电器J1的常开触点的一端与压力控制电路中继电器J3的第一常开触点的一端连接，继电器J1的常开触点的另一端与气动阀连接，继电器J1的第一常闭触点的一端与低水位指示灯T1的一端连接。继电器J2的常开触点的一端与高水位指示灯T2的一端连接，继电器J1的第二常闭触点的一端和接触器KM1的常开触点的一端连接后接继电器J2的常闭触点的一端，继电器J2的常闭触点的另一端与接触器KM1的线圈的一端连接。接触器KM1的线圈的另一端与过热保护继电器FR的一端连接，过热保护继电器FR的另一端与水泵连接，继电器J2的常开触点的另一端接直流电源+24 V，继电器J1的第一常闭触点的另一端、继电器J1的第二常闭触点的另一端。接触器KM1的常开触点的另一端与保险丝FU1连接后接入电网相线R，继电器J1、J2的线圈的另一端、高水位指示灯T2和低水位指示灯T1的另一端共同接地。

1.3 低水位保护电路

低水位保护电路由水位控制电路中的继电器J1的第一常闭触点、常开触点和气动阀组成。继电器J1的第一常闭触点两端分别与电源电路和低水位指示灯T1连接，常开触点两端分别与压力控制电路中的继电器J3的常开触点和气动阀连接。

1.4 压力取样电路

压力取样电路由电接点蒸汽压力表G组成。其动触点接直流电源+24 V，低压触点与压力控制电路中的继电器J4的常闭触点的一端连接，高压触点与压力控制电路中的继电器J4的线圈的一端连接。

1.5 压力控制电路

压力控制电路包括继电器J3、J4、低压指示灯T3和高压指示灯T4。继电器J3的第三常开触点的一端与低压指示灯T3的一端连接，继电器J3的第二常开触点的一端与压力取样电路中电接点蒸汽压力表G的低压触点连接后接继电器J4的常闭触点的一端。继电器J4的常开触点的一端与高压指示灯T4的一端连接，继电器J4的常闭触点的另一端与继电器J3的线圈的一端连接。继电器J3的第一常开触点的一端与低水位保护电路中继电器J1的常开触点的一端连接，继电器J3的第一常开触点的另一端与保险丝FU1连接后接入电网相线R。继电器J3的第三常开触点的另一端、继电器J3的第二常开触点的另一端、继电器J4的常开触点的另一端接直流电源+24 V，继电器J3的线圈的另一端、继电器J4的线圈的另一端、低压指示灯T3的另一端和高压指示灯T4的另一端共同接地。

1.6 手动控制电路

导热油蒸汽发生器电气自动控制装置还包括手动控制电路。手动控制电路包括按键开关SB1、SB2和SB3，按键开关SB1的一端与压力控制电路中继电器J3的第一常开触点的另一端、水位控制电路中接触器KM1的常闭触点的另一端、按键开关SB2的一端、按键开关SB3的一端连接，按键开关SB1的另一端与保险丝FU1连接后接入电网相线R，按键开关SB2的另一端与继电器J1的常开触点的另一端连接后接气动阀的一端，按键开关SB3的另一端与继电器J2的常闭触点的一端连接后与接触器KM1的线圈的一端连接。

2 具体实施方式

导热油蒸汽发生器电气自动控制装置包括水位取样电路、水位控制电路、水泵、低水位保护电路、压力取样电路、压力控制电路、气动阀、电源电路。电源电路由电网接入后转换成直流电源，为各个电路供电电。水泵、气动阀水位取样电路的水位计W和压力取样电路的电接点蒸汽压力表G通过管道与导热油蒸汽发生器连接。水位取样电路和压力取样电路又分别与水位控制电路和压力控制电路连接，水位控制电路与水泵和低水位保护电路连接，低水位保护电路和压力控制电路与气动阀连接。水位取样电路通过水位计W采集水位高低信号，输出至水位控制电路，由水位控制电路根据实际的水位高低控制水泵运转。另外，水位控制电路还能通过低水位保护电路控制气动阀运转，使蒸汽发生器的水位和压力控制在一定的工作范围内。压力取样电路通过电接点蒸汽压力表G采集高低压信号，输出至压力控制电路，由压力控制电路根据实际的压力高低控制气动阀的运转。

当在低水位时，水位计W低水位触点和高水位触点均断开，继电器J1的线圈断电，继电器J1的第一常闭触点闭合，低水位指示灯亮进行报警。同时，继电器J1的常开触点断开，气动阀7断开停止升温。此时，继电器J2的常闭触点闭合，接触器KM1的线圈由于继电器J1的第二常闭触点的闭合而通电，接触器KM1常开触点自动吸合，水泵运转。当水位上升至高水位时，水位计W低水位触点和高水位触点均导通，继电器J1、J2的线圈通电，继电器J2的常开触点闭合，高水位指示灯亮。继电器J2的常闭触点断开，接触器KM1的线圈断电，其常开触点断开，水泵停止运转，进水停止。同时，继电器J1的常开触点闭合，气动阀运转，开始升温。

当在低压时，压力取样电路中的电接点蒸汽压力表G接通低压触点，继电器J4的线圈断电，其常闭触点闭合，继电器J3的线圈通电，继电器J3的第一常开触点闭合，气动阀接通开始升温。当压力上升至高压时，电接点蒸汽压力表G接通高压触点，继电器J4线圈通电，其常闭触点断开，继电器J3线圈断电，其第一常开触点断开，气动阀断开，停止升温。同时，继电器J4的常开触点断开，高压指示灯亮。

另外，导热油蒸汽发生器电气自动控制装置还包括手动控制电路，当自动控制装置出现故障或有特殊要求时，可通过该手动控制电路对蒸汽发生器的水位和压力进行调节。按键开关SB1常闭，当按下按键开关SB2时，气动阀接通，开始升温；当按下按键开关SB3时，水泵接通，开始进水。

3 结语

上述技术方案的优点为水位控制电路、压力控制电路能使水位、压力实现自动控制，无需专人操作。另外，能在低水位时自动进水，高水位时自动停止进水；能在低压时自动升温，高压时自动停止升温。本研究实际使用的元器件少，成本低，电路结构简单，并且在低水位时不能升温，对导热油蒸汽发生器的安全及使用寿命提供了很好的保障。