一種印染熱處理機(jī)控制裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及利用印染廢水余熱的熱泵流體加熱器的控制裝置及其控制方法，尤其涉及一種具備三水箱雙路循環(huán)熱泵熱水機(jī)組的印染廢水熱處理機(jī)的控制裝置和用于該控制裝置的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在印染企業(yè)的生產(chǎn)過程中，需要用鍋爐加熱供應(yīng)大量的生產(chǎn)用熱水，生產(chǎn)用熱水主要有兩種溫度要求:40°C以上和60°C以上。另一方面，加上后續(xù)漂洗等工藝用冷熱水，生產(chǎn)過程中又會(huì)產(chǎn)生更多溫度較高的廢熱水，水溫在35?70°C。這些廢熱水產(chǎn)生后通常不能再次使用，只能在作了相應(yīng)要求的處理后直接排到環(huán)境中，這些廢水中的余熱不但不能利用，反而對環(huán)境可能產(chǎn)生熱污染。同時(shí)印染廢水中的COD濃度及氯離子濃度非常高，簡單的熱回收很難將其利用起來?，F(xiàn)有的熱水、蒸汽、冷水、廢水流程如圖1所示，在圖1所示的流程中，一方面，從軟化水池11進(jìn)入印染生產(chǎn)設(shè)備10(染缸)中的水為低溫冷水，水溫通常只有5?20°C，需要加熱才能滿足印染工藝的溫度要求，加熱鍋爐多為蒸汽鍋爐、燃煤鍋爐或電鍋爐，此種加熱方式為非節(jié)能和環(huán)保方式。另一方面，進(jìn)入廢水池20的溫度較高的廢水，必須經(jīng)冷卻池12冷卻后，才能送入生化處理池13進(jìn)行生化處理，這些廢熱不但得不到利用，反而對環(huán)境產(chǎn)生熱污染，而且冷卻和輸送過程還需要消耗電能。
[0003]中國發(fā)明專利“一種廢熱循環(huán)的節(jié)能印染水利用方法及系統(tǒng)”(中國發(fā)明專利號ZL200610027350.2，授權(quán)公告號CN100586868C)公開了一種廢熱循環(huán)的節(jié)能印染水利用方法及系統(tǒng)，系統(tǒng)包括冷水箱，工藝生產(chǎn)設(shè)備，廢水混合池，廢水源熱泵機(jī)組、熱水池和生化處理池，特點(diǎn)是:由于工藝生產(chǎn)設(shè)備把生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種余熱潔凈水排入廢水混合池內(nèi)，再經(jīng)廢水泵泵入廢水源熱泵機(jī)組回收廢熱對廢熱池中的冷水進(jìn)行加熱成熱水，再經(jīng)熱水供應(yīng)泵把熱水泵入工藝生產(chǎn)設(shè)備供生產(chǎn)之用，形成廢熱循環(huán)節(jié)能型印染水利用系統(tǒng)，其方法包括:把工藝生產(chǎn)設(shè)備排出的潔凈余熱水收入到廢水混合池內(nèi)；使用廢水源熱泵機(jī)組回收廢熱加熱冷水，熱水儲(chǔ)于熱水池；熱水池內(nèi)的熱水供給工藝生產(chǎn)設(shè)備使用。該發(fā)明能明顯節(jié)省能耗，并改善進(jìn)入工藝生產(chǎn)設(shè)備的冷水-蒸汽的溫差，使加熱管道口不因膨脹而損壞。但是，該現(xiàn)有技術(shù)方案存在以下缺陷:
[0004]1、該技術(shù)方案是將廢水混合池內(nèi)的潔凈余熱水，送入常規(guī)的廢水源熱泵機(jī)組回收廢熱加熱冷水，由于普通的廢水源熱泵機(jī)組的換熱器無法接受不潔凈或含有腐蝕性化學(xué)廢液的廢熱水，該技術(shù)方案難以滿足印染廢水熱回收的實(shí)際要求。
[0005]2、由于常規(guī)的一次加熱熱泵熱水機(jī)采用水量調(diào)節(jié)閥控制水溫，為了滿足印染生產(chǎn)工藝的水溫要求，水量調(diào)節(jié)閥要一直處于小流量狀態(tài)以制取高溫?zé)崴@不僅導(dǎo)致冷凝器的熱交換效果差，熱泵機(jī)組的制熱量和能效嚴(yán)重下降，而且處于小流量狀態(tài)的水量調(diào)節(jié)閥的孔徑很小，很容易因堵塞導(dǎo)致機(jī)組引起水流量異常而故障停機(jī)；
[0006]3、常規(guī)的廢水源熱泵機(jī)組制取高溫?zé)崴枰恢边\(yùn)行在高負(fù)載區(qū)，熱泵機(jī)組的產(chǎn)品壽命會(huì)也受到較大的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是要提供一種用于印染熱處理機(jī)的控制裝置，用于控制印染熱處理機(jī)的運(yùn)行，保證印染熱處理機(jī)出水溫度滿足印染工藝要求且不受進(jìn)水流量的影響，解決現(xiàn)有印染熱處理機(jī)的上述技術(shù)問題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種印染熱處理機(jī)控制裝置，用于具備三水箱雙路循環(huán)熱泵熱水機(jī)組的印染熱處理機(jī)的運(yùn)行控制，所述的三水箱雙路循環(huán)熱泵熱水機(jī)組包括第一循環(huán)泵、第一循環(huán)水箱、第二循環(huán)水箱和儲(chǔ)熱水箱，以及第一電磁閥、第二電磁閥和三通閥；所述印染熱處理機(jī)的廢水池內(nèi)設(shè)有冷媒再熱器和進(jìn)水預(yù)熱器，進(jìn)水預(yù)熱器串聯(lián)在冷水進(jìn)水管路中，冷媒再熱器通過第二循環(huán)泵，連接到熱泵熱水機(jī)組蒸發(fā)器的熱媒水路；其特征在于:
[0009]所述的控制裝置包括運(yùn)行參數(shù)設(shè)定模塊，水量檢測控制模塊，水溫檢測控制模塊，熱泵控制器和電磁閥驅(qū)動(dòng)器；
[0010]所述運(yùn)行參數(shù)設(shè)定模塊連接到水量檢測控制模塊和水溫檢測控制模塊，液位傳感器連接到水量檢測控制模塊的輸入端，水量檢測控制模塊的輸出端連接到熱泵控制器的輸入端，熱泵控制器的輸出端連接到熱泵機(jī)組的壓縮機(jī)、第一循環(huán)泵和第二循環(huán)泵；水量檢測控制模塊還通過熱泵控制器連接到電磁閥驅(qū)動(dòng)器；
[0011 ] 第一水溫傳感器、第二水溫傳感器和出水溫度傳感器連接到水溫檢測控制模塊的輸入端；水溫檢測控制模塊的輸出端，通過電磁閥驅(qū)動(dòng)器，連接到第一電磁閥、第二電磁閥和三通閥的驅(qū)動(dòng)線圈；
[0012]所述的水量檢測控制模塊檢測儲(chǔ)熱水箱的液位，當(dāng)液位低于水位下限值時(shí)，控制熱泵機(jī)組啟動(dòng)，從第一加熱循環(huán)回路開始制取熱水；當(dāng)液位到達(dá)水位上限值時(shí)，所述的水量檢測控制模塊控制熱泵機(jī)組停止運(yùn)行，同時(shí)關(guān)閉第一電磁閥和第二電磁閥，停止進(jìn)水；
[0013]所述的所述的印染熱處理機(jī)控制裝置通過循環(huán)執(zhí)行以下步驟連續(xù)制取恒溫?zé)崴?
[0014]SlO:水溫檢測控制模塊檢測第一水箱水溫，第二水箱水溫和三通恒溫?zé)崴艿某鏊疁囟龋?br>[0015]S20:當(dāng)?shù)谝凰渌疁剡_(dá)到設(shè)定水溫時(shí)，三通閥從a-b 口連通狀態(tài)切換至a_c 口連通狀態(tài)，進(jìn)入第二加熱循環(huán)回路運(yùn)行狀態(tài)；同時(shí)，第一電磁閥開啟，利用冷水進(jìn)水壓力和冷熱水溫差重力，將第一循環(huán)水箱內(nèi)完成加熱的恒溫?zé)崴?，頂?shù)絻?chǔ)熱水箱內(nèi)；
[0016]S30:當(dāng)?shù)诙渌疁剡_(dá)到設(shè)定水溫時(shí)，三通閥從a-c 口連通狀態(tài)切換至a_b 口連通狀態(tài)，返回第一加熱循環(huán)回路運(yùn)行狀態(tài)；同時(shí)，第二電磁閥開啟，利用冷水進(jìn)水壓力和冷熱水溫差重力，將第二循環(huán)水箱內(nèi)完成加熱的恒溫?zé)崴?，頂?shù)絻?chǔ)熱水箱內(nèi)；
[0017]S40:當(dāng)進(jìn)入第一循環(huán)水箱或第二循環(huán)水箱冷水使出水溫度低于設(shè)定水溫時(shí)，水溫檢測控制模塊控制第一電磁閥和第二電磁閥關(guān)閉，停止冷水進(jìn)水。
[0018]本發(fā)明的印染熱處理機(jī)控制裝置的一種較佳的技術(shù)方案，其特征在于所述的第一水溫傳感器和第二水溫傳感器，分別設(shè)置在第一循環(huán)水箱和第二循環(huán)水箱的下部；所述的出水溫度傳感器設(shè)置在三通恒溫?zé)崴艿某隹谕ǖ?，所述的液位傳感器設(shè)置在儲(chǔ)熱水箱的內(nèi)部。
[0019]本發(fā)明的印染熱處理機(jī)控制裝置的一種更好的技術(shù)方案，其特征在于所述的進(jìn)水預(yù)熱器入口的冷水進(jìn)水管路上設(shè)有水量調(diào)節(jié)閥，所述的控制裝置還包括流量控制模塊；設(shè)置在廢水池內(nèi)的廢水溫度傳感器，連接到流量控制模塊的輸入端；所述的控制裝置通過廢水溫度傳感器獲取廢水溫度，根據(jù)廢水池的廢水溫度，控制水量調(diào)節(jié)閥的開度，使進(jìn)水預(yù)熱器的出水溫度與廢水溫度的溫差不大于2°C，實(shí)現(xiàn)小溫差紊流換熱。
[0020]本發(fā)明的另一個(gè)目的是要提供一種用于上述印染熱處理機(jī)控制裝置的控制方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0021]一種用于上述印染熱處理機(jī)控制裝置的控制方法，其特征在于包括以下步驟:
[0022]SlOO:運(yùn)行參數(shù)設(shè)定模塊獲取水溫設(shè)定值，水位上限值和水位下限值；
[0023]S200:水量檢測控制模塊檢測儲(chǔ)熱水箱液位；
[0024]S220:若儲(chǔ)熱水箱液位彡水位下限值，關(guān)閉第一、二電磁閥，熱泵機(jī)組停機(jī)，返回步驟S200 ;否則，轉(zhuǎn)步驟S240 ；
[0025]S240:若儲(chǔ)熱水箱液位<水位下限值，熱泵機(jī)組啟動(dòng)，三通閥切換為a-b 口連通狀態(tài)；轉(zhuǎn)步驟S300 ；
[0026]S300:水溫檢測控制模塊檢測第一水箱水溫，第二水箱水溫和三通恒溫?zé)崴艿某鏊疁囟龋?br>[0027]S320:若出水溫度<設(shè)定水溫，第一電磁閥和第二電磁閥關(guān)閉，停止冷水進(jìn)水；
[0028]S340:若第一水箱水溫>設(shè)定水溫，三通閥切換為a-c 口連通狀態(tài)，第一電磁閥打開，轉(zhuǎn)步驟S200 ;否則，轉(zhuǎn)步驟S360 ；
[0029]S360:若第二水箱水溫>設(shè)定水溫，三通閥切換為a-b 口連通狀態(tài)，第二電磁閥開啟，轉(zhuǎn)步驟S200 ;否則，轉(zhuǎn)步驟S300。
[0030]本發(fā)明的有益效果是:
[0031]1、本發(fā)明的印染熱處理機(jī)及其控制方法，使用鐵氟龍毛細(xì)輻射換熱器作為吸收印染廢水余熱的冷媒再熱器和進(jìn)水預(yù)熱器，利用溫控切換的三水箱雙路循環(huán)熱泵熱水機(jī)組制取熱水，采用R134a環(huán)保型制冷劑，可以保證出水溫度達(dá)到85°C以下的任意設(shè)定溫度，且不受進(jìn)水流量的影響，保證印染生產(chǎn)工藝用熱水的穩(wěn)定性和持續(xù)性。
[0032]2、本發(fā)明的印染熱處理機(jī)及其控制方法，根據(jù)廢水溫度控制水量調(diào)節(jié)閥的開度，通過調(diào)節(jié)進(jìn)水流量，使進(jìn)水預(yù)熱器的出水溫度接近廢水溫度，實(shí)現(xiàn)小溫差紊流換熱，既可以保證自來水充分進(jìn)行初級熱回收，又能夠提高冷凝器的熱交換效果。
[0033]3、本發(fā)明的印染熱處理機(jī)及其控制方法，利用印染廢水余熱制取生產(chǎn)工藝所需熱水，可降低廢水溫度，減少廢熱污染，省略冷卻塔及廢水冷卻增壓泵的耗電，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，有利于保護(hù)人類生活和生態(tài)環(huán)境。設(shè)備故障率降低，系統(tǒng)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用推廣性強(qiáng)。
【附圖說明】
[0034]圖1是現(xiàn)有的印染工藝的廢水余熱處理流程示意圖；
[0035]