真空回潮冷凝水循環系統

易俊兵 金靈

摘要：本實用新型屬于自動控制領域，尤其涉及一種真空回潮機循環冷凝水溫度檢測及控制裝置。真空回潮機循環冷凝水溫度檢測及控制裝置，包括冷卻塔及與其通過管道相連的冷卻水循環池，在冷卻水循環池上設有溫度傳感器，溫度傳感器的輸出端通過工業以太網與PLC控制系統的輸入端相連，PLC控制系統的輸出端與冷卻風機的變頻器的輸入端相連，與控制電磁閥相連;冷卻風機位于冷卻塔上方，與上述變頻器的輸出端相連。本實用新型設計簡單，操作方便，在滿足生產工藝需求的前提下，節省了能耗，提高了生產效率。

關鍵詞： 真空回潮 循環冷凝水 自動平衡

真空回潮機是利用真空泵抽吸回潮箱內的空氣，使箱內達到預定的真空度，然后由加潮系統將水蒸氣和水混合后以低壓濕蒸汽的形式輸入箱內，被煙葉吸收而回軟。

煙葉在真空回潮時，真空回潮機先要對箱體內抽空，如果其循環冷卻系統中水的溫度過高，會造成蒸汽噴射真空泵工作能力下降，延長了抽空時間，甚至會導致機器無法進行抽空作業。而且冷卻水水溫越高，煙草回潮時耗用的蒸汽量越多，不僅造成能源上浪費，還會影響煙葉回潮的質量。目前冷卻水的降溫，主要是通過冷卻水塔的固定轉速的電機和人工觀察后增加自來水降溫，依靠人工主觀意識操作會帶來巨大的產品隱患，同時也帶來很大的電能、水源的浪費。

1 真空回潮冷凝水系統介紹

冷卻水循環系統在設備抽空過程起的作用是：冷凝水從位于多個真空泵之間的冷凝器頂部噴淋將蒸汽冷凝，得到更高的真空度，且減少蒸汽使用量。

冷卻水循環系統在真空回潮機的工作流程如下：

冷卻水由循環水池14→過濾器13→止回閥→水包12→冷凝器6、7→水箱2→止回閥→上水泵10→止回閥→冷卻塔11→循環水池14

2 常規冷凝水循環系統不足

冷凝器底部1/3處為較熱部位，溫度≤42℃，冷凝器上部2/3部分為較涼部位，溫度≤32℃。因為一定真空條件下冷凝器的真空度為-0.090Mpa，上部溫度如超出45℃，那么在這樣的真空條件下，冷凝后的水就會不同程度地發生汽化，混合汽未被徹底冷凝情況下，又產生汽化，加重了下級泵的工作負擔。只要出現這種情況，系統真空肯定下降。所以一定要保證冷卻水在32℃以內，還要保證有足夠的水量。然而在夏季高溫情況下，原有的冷卻水單次循環方式，無法保證冷卻水在32℃以內，這是主要靠人工適時檢查，及時打開外接的自來水龍頭，通過摻兌冷卻，由于此項工作非常頻繁，實際操作中，一方面費時費力勞動強度大，作業效率低，存在人工介入不及時的問題，給生產帶來巨大的質量隱患，另一方面，造成較大的能源水源浪費。

現有的真空回潮機循環冷卻系統沒有溫度檢測裝置，一旦真空回潮機出現抽空時間較長的問題，維修人員在查找原因時，無法確定是冷卻水溫過高還或是機器部件損壞。這在無形中減緩了維修進度，造成生產效率的降低。

所以，需要設計一種穩定的循環冷卻水溫度檢測及控制裝置，即對冷卻水的溫度在線檢測，通過增加一條循環水池到冷卻塔的管路，對冷卻水增加散熱次數，并調整冷卻塔風機頻率和增加電磁閥自動摻兌自來水的方式，能有效杜絕上述問題，即節能減排，還能穩定設備工藝運行水平。

3 循環冷卻水溫度檢測及控制裝置

真空回潮機循環冷卻水溫度檢測及控制裝置，包括主控計算機PLC，溫度傳感器，數據變送器，模擬量模塊，數字量模塊，報警裝置，變頻器，中間繼電器及補水電磁閥，水泵，其特征在于：增加一條冷卻塔與冷卻水循環池的管路，在冷卻水循環水池上設有溫度傳感器及變送器，輸出端通過工業以太網與PLC控制系統的輸入端相連，PLC控制系統的輸出端與冷卻風機的變頻器的輸入端相連;冷卻風機位于冷卻塔上方，與上述變頻器的輸出端相連，PLC控制系統的輸出端同時還與補水電磁閥的輸入端連接;補水電磁閥設置在連接冷卻水循環池上。

為解決上述技術問題，采用如下技術方案：

一、真空回潮機循環冷卻水溫度檢測及控制裝置，包括冷卻塔與冷卻水循環池旁路，在冷卻水循環池上設有溫度傳感器，溫度傳感器的輸出端與PLC控制系統的模擬量模塊輸入端相連，將4-20mA電流信號轉化為數字信號，PLC控制系統的模擬量模塊輸出端與冷卻風機的變頻器的輸入端相連;冷卻風機位于冷卻塔上方，與上述變頻器的輸出端相連。真空回潮機冷卻水從冷卻水循環池中流入真空回潮機的冷凝器中，在參與過冷卻工作后，流入冷卻塔，在經過冷卻風機的冷卻后通過管道流入冷卻水循環池。冷卻水循環池中的水溫被溫度傳感器實時監測。溫度傳感器將采集到的水溫數據傳輸到PLC控制系統中，PLC根據水溫的高低，通過調節冷卻風機變頻器來調節冷卻風機的轉速，對冷卻塔中的水進行加速或減速冷卻，并通過判斷溫度高低，決定是否開啟旁路水泵增加冷卻水的循環散熱次數。使得冷卻塔中水的溫度滿足生產工藝的要求;同時也合理地控制風機的能耗，節省了能源。設計簡單，避免了因為冷卻水溫過高而造成真空回潮機的回潮效率降低的情況，提高了生產效率。當真空回潮機抽空時間長，工作效率低時，維修人員可以通過檢察溫度數據來判斷是否是因為水溫過高的原因。如果不是該因素，維修人員可以快速檢測其他的部件，縮減了維修時間，提高了生產效率。

二、真空回潮機循環冷卻水溫度檢測及控制裝置，PLC控制系統的數字量模塊輸出端同時還與補水電磁閥的輸入端連接;所述的補水電磁閥設置在連接冷卻水循環池和冷水源的管道上。有時，天氣酷熱，即使冷卻風機全速運行，冷卻塔中的水溫也無法滿足生產工藝的要求，此時PLC控制系統可以控制設置在連接冷卻水和冷水源的管道上的補水電磁閥打開。向冷卻水循環池內加注來自冷水源的冷水，冷卻水循環池中的水再流入真空回潮機的冷凝器中，保證參與冷卻循環的冷卻水溫度滿足生產需求。

4.結語

本實用新型與現有技術相比，具有如下優點：設計簡單，操作方便，在滿足生產工藝需求的前提下，節省了能耗，提高了生產效率，現場使用表明，徹底消除原系統帶來的設備運行質量隱患，降低了人工操作，極大提高了設備有效作業率。

參考文獻：

[1]徐灝.新編機械設計師手冊[M].北京：機械工業出版社，1995：368.

[2]電機工程手冊編委委員會.機械工程手冊[M].北京：機械工業出版社，1982.

[3]水蒸氣噴射真空泵[M].北京：機械工業出版社，1997.

[4]達道安.真空設計手冊[M].北京：國防工業出版社，2004.）