一种空压机系统、控制系统及控制方法与流程

1.本发明涉及一种空压机系统、控制系统及控制方法。


背景技术：

2.目前国内外核电站建设过程中均需使用到压缩空气，为风动工具提供动力。核电现场目前普遍都是采用两台大功率空压机(额定功率在150kw左右)为两台机组直接提供压缩空气。但核电现场具有占地面积较大，施工工程量大，施工周期长，为保证现场的施工进度，中午和晚上均会安排人员进行加班。因高峰期核电施工为24h倒班施工，现场的压缩空气也许24h供应。但现场并非时时刻刻都在使用压缩空气，在用气高峰和用气低峰时大型空压机均在运行，造成了空压机无效做工较多。核电现场用气量在时间的分布上极不均匀，且毫无规律，无法通过人为的干预控制空压机组的运行。但目前核电现场一般多使用空压机直接为现场提供压缩空气，未设置相关的控制系统，在用气量较小时或不用气时空压机组仍在运转。造成现有的施工空压机系统能耗较高。


技术实现要素：

3.为解决现有的空压机系统无法根据用气量调整运行状态导致能耗空耗较高的技术问题，本发明实施例提供一种空压机系统、控制系统及控制方法。
4.本发明实施例通过下述技术方案实现：
5.第一方面，本发明实施例提供一种空压机系统，包括：
6.第一功率空压机，通过第一管道与储气罐连通；
7.第二功率空压机，通过第二管道与储气罐连通；以及
8.储气罐，用于与用气系统连通；所述第一管道与第二管道并行连接在储气罐上；
9.所述第一功率空压机的功率大于第二功率空压机的功率。
10.进一步的，所述第一功率空压机通过第一管道的第一阀门与储气罐连通；所述第二功率空压机通过第二管道的第二阀门与储气罐连通。
11.进一步的，所述第一阀门包括第一功率空压机隔离阀和第一止回阀；所述第一功率空压机依次通过第一功率空压机隔离阀、第一止回阀和储气罐隔离阀与储气罐连通；
12.所述第二阀门包括第二功率空压机隔离阀和第二止回阀；所述第二功率空压机依次通过第二功率空压机隔离阀、第二止回阀和所述储气罐隔离阀与储气罐连通。
13.进一步的，所述第一功率空压机隔离阀和第一止回阀之间通过管道连有第一管道疏水阀；所述第二功率空压机隔离阀和第二止回阀之间通过管道连有第二管道疏水阀。
14.进一步的，所述第一管道和第二管道通过第三管道连通；所述第三管道通过第三旁通阀与压缩空气管道连通；所述储气罐通过所述储气罐隔离阀与所述第三旁通阀连接。
15.进一步的，所述储气罐还依次通过第四旁通阀和第四止回阀与压缩空气管道连通。
16.第二方面，本发明实施例提供一种基于所述空压机系统的控制方法，包括：
17.获取储气罐的气体压力数据；
18.比较所述气体压力数据和第一预设下限值，若气体压力数据小于或等于第一预设下限值，则启用第一功率空压机以向储气罐补气；
19.若第一功率空压机启用，则比较所述气体压力数据和第一预设上限值，若气体压力数据大于或等于第一预设上限值，则关闭第一功率空压机以停止向储气罐补气；
20.比较所述气体压力数据和第二预设下限值，若气体压力数据大于或等于第一预设下限值且小于第二预设下限值，则启用第二功率空压机以向储气罐补气；
21.若第二功率空压机启用，则比较所述气体压力数据和第二预设上限值，若气体压力数据大于或等于第二预设上限值，则关闭第二功率空压机以停止向储气罐补气；
22.所述第一预设下限值小于第二预设下限值；第一预设上限值小于第二预设上限值。
23.进一步的，第一预设下限值为0.5mpa；第二预设下限值为0.6mpa；第一预设上限值为0.7mpa；第二预设上限值为0.8mpa。
24.第三方面，本发明实施例提供一种基于所述空压机系统的控制系统，包括：
25.获取单元，用于获取储气罐的气体压力数据；
26.第一比较单元，用于比较所述气体压力数据和第一预设下限值，若气体压力数据小于或等于第一预设下限值，则启用第一功率空压机以向储气罐补气；
27.第二比较单元，用于若第一功率空压机启用，则比较所述气体压力数据和第一预设上限值，若气体压力数据大于或等于第一预设上限值，则关闭第一功率空压机以停止向储气罐补气；
28.第三比较单元，用于比较所述气体压力数据和第二预设下限值，若气体压力数据大于或等于第一预设下限值且小于第二预设下限值，则启用第二功率空压机以向储气罐补气；
29.第四比较单元，用于若第二功率空压机启用，则比较所述气体压力数据和第二预设上限值，若气体压力数据大于或等于第二预设上限值，则关闭第二功率空压机以停止向储气罐补气；
30.所述第二预设下限值小于第一预设下限值；第一预设上限值小于第二预设上限值。
31.第四方面，本发明实施例提供一种空压机系统的控制系统，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行所述空压机系统的控制方法。
32.本发明实施例与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
33.本发明实施例的一种空压机系统、控制系统及控制方法，通过第一功率空压机和第二功率空压机与储气罐连通，实现了储气罐为现场供气；当现场用气量较小时启动小功率空压机为储气罐补气；当现场用气量较大时启动大功率空压机为储气罐补气；同时储气罐在现场用气量极少或管道跑冒滴漏时，可避免空压机频繁启动，且储气罐可以存储部分压缩空气，可以降低现场短时间内瞬时大流量用气时对空压机的需求。从而，可大幅度提升空压机的有效做功，同时缩短空压机的运行时间，大幅度降低空压机能耗，降低运行及维护成本。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
35.图1为空压机系统的结构示意图。
36.图2为控制方法的流程示意图。
37.图3为控制系统的原理结构示意图。
38.附图中标记及对应的零部件名称：
39.1-第一功率空压机，2-第二功率空压机，3-第一功率空压机隔离阀，4-第一管道疏水阀，5-第一止回阀，6-第二功率空压机隔离阀，7-第二管道疏水阀，8-第二止回阀，9-第三旁通阀，10-储气罐隔离阀，11-压力表，12-安全阀，13-第四旁通阀，14-第四止回阀，15-储气罐疏水阀，16-储气罐，17-第二管道，18-第三管道，19-第一管道。
具体实施方式
40.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
41.在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
42.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
43.在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
44.实施例
45.为解决现有的空压机系统无法根据用气量调整运行状态导致能耗空耗较高的技术问题，第一方面，本发明实施例提供一种空压机系统，参考图1所示，包括：第一功率空压机1，通过第一管道19与储气罐连通；第二功率空压机2，通过第二管道17与储气罐连通；以及储气罐，用于与用气系统连通；所述第一管道与第二管道并行连接在储气罐上；所述第一功率空压机的功率大于第二功率空压机的功率。
46.并行连接指的是第一管道和第二管道相互独立并排或者并行的方式进行连接。
47.可选地，第一功率空压机的功率超过第二功率空压机功率的200％以上。
48.本发明实施例通过第一功率空压机和第二功率空压机与储气罐连通，采用一台大功率的空压机和一台小功率空压机并为空压机组设计成自动化稳压系统，当现场不用气时空压机组停止运行，当现场用气量较小时启动小空压机为现场供气，当现场用气量较大时启动大空压机为现场供气。当现场用气量较小时启动小功率空压机为储气罐补气；当现场用气量较大时启动大功率空压机为储气罐补气；同时储气罐在现场用气量极少或管道跑冒滴漏时，可避免空压机频繁启动，且储气罐可以存储部分压缩空气，可以降低现场短时间内瞬时大流量用气时对空压机的需求。从而，可大幅度提升空压机的有效做功，同时缩短空压机的运行时间，大幅度降低空压机能耗，降低运行及维护成本。
49.进一步的，所述第一功率空压机通过第一管道的第一阀门与储气罐连通；所述第二功率空压机通过第二管道的第二阀门与储气罐连通。
50.参考图1所示，第一功率空压机通过第一阀门与储气罐16连通；第二功率空压机通过第二管道的第二阀门与储气罐连通。
51.可选地，所述第一阀门包括第一功率空压机隔离阀3和第一止回阀5；所述第一功率空压机依次通过第一功率空压机隔离阀3、第一止回阀5和储气罐隔离阀10与储气罐连通。所述第二阀门包括第二功率空压机隔离阀6和第二止回阀8；所述第二功率空压机依次通过第二功率空压机隔离阀6、第二止回阀8和所述储气罐隔离阀10与储气罐连通。
52.进一步的，所述第一功率空压机隔离阀和第一止回阀之间通过管道连有第一管道疏水阀4；所述第二功率空压机隔离阀和第二止回阀之间通过管道连有第二管道疏水阀7。
53.进一步的，所述第一管道和第二管道通过第三管道18连通；所述第三管道通过第三旁通阀9与压缩空气管道连通；所述储气罐通过所述储气罐隔离阀10与所述第三旁通阀9连接。
54.进一步的，所述储气罐还依次通过第四旁通阀13和第四止回阀14与压缩空气管道连通。
55.所述储气罐上还设有压力表11和安全阀12；所述储气罐的底部设有储气罐疏水阀15。
56.当压力表11或安全阀12需要更换标定时，关闭储气罐隔离阀10，打开第一功率空压机隔离阀3、第一止回阀5和第三旁通阀9直接将第一功率空压机1中的气体引入压缩空管道去往用气系统；或者打开第二功率空压机隔离阀6、第二止回阀8和第三旁通阀9直接将第二功率空压机2中的气体引入压缩空管道去往用气系统。
57.当空压机需要检修时：关闭相应的隔离阀即第一功率空压机隔离阀3或二空压机隔离阀6，其余部分可正常运行。安全阀、压力表、各个止回阀以及各个空压机可与控制系统连接，通过控制系统进行统一控制。
58.第一功率空压机运行时，打开第一功率空压机隔离阀3、第二止回阀5和储气罐隔离阀10；关闭第一管道疏水阀4、储气罐疏水阀15和第三旁通阀9；第一功率空压机产出的压缩空气先进入储气罐，再进入压缩空气管道供用气系统的现场设备用气。
59.同样地，第二功率空压机运行时，打开第二功率空压机隔离阀6、第二止回阀8和储气罐隔离阀10，关闭第二管道疏水阀7、储气罐疏水阀15和第三旁通阀9；第二功率空压机产出的压缩空气先进入储气罐，再进入压缩空气管道供用气系统的现场设备用气。
60.第二方面，本发明实施例提供一种基于所述空压机系统的控制方法，参考图2所示，包括：
61.s1.获取储气罐的气体压力数据；
62.s2.比较所述气体压力数据和第一预设下限值，若气体压力数据小于或等于第一预设下限值，则启用第一功率空压机以向储气罐补气；
63.s3.若第一功率空压机启用，则比较所述气体压力数据和第一预设上限值，若气体压力数据大于或等于第一预设上限值，则关闭第一功率空压机以停止向储气罐补气；
64.s4.比较所述气体压力数据和第二预设下限值，若气体压力数据大于或等于第一预设下限值且小于第二预设下限值，则启用第二功率空压机以向储气罐补气；
65.s5.若第二功率空压机启用，则比较所述气体压力数据和第二预设上限值，若气体压力数据大于或等于第二预设上限值，则关闭第二功率空压机以停止向储气罐补气；
66.所述第一预设下限值小于第二预设下限值；第一预设上限值小于第二预设上限值。
67.进一步的，第一预设下限值为0.5mpa；第二预设下限值为0.6mpa；第一预设上限值为0.7mpa；第二预设上限值为0.8mpa。
68.上述控制方法的执行主体可以为单片机、服务器或者客户端。
69.可选地，节能空压机系统通过储气罐的压力值自动控制空压机的运行和停止。当储罐压力低于0.6mpa时启用小功率空压机,向储气罐补气，当储气罐压力大于0.8mpa时停运小功率空压机；当储气罐压力低于0.5mpa时启用大功率空压机对储气罐进行补气，当储气罐压力大于0.7mpa时停运大功率空压机。通过储气罐为用气系统供气。从而，实现了根据用气量调整大功率空压机和小功率空压机的运行状态，避免了空压机空耗导致的能源浪费。
70.第三方面，本发明实施例提供一种基于所述空压机系统的控制系统，参考图3所示，包括：
71.获取单元，用于获取储气罐的气体压力数据；
72.第一比较单元，用于比较所述气体压力数据和第一预设下限值，若气体压力数据小于或等于第一预设下限值，则启用第一功率空压机以向储气罐补气；
73.第二比较单元，用于若第一功率空压机启用，则比较所述气体压力数据和第一预设上限值，若气体压力数据大于或等于第一预设上限值，则关闭第一功率空压机以停止向储气罐补气；
74.第三比较单元，用于比较所述气体压力数据和第二预设下限值，若气体压力数据大于或等于第一预设下限值且小于第二预设下限值，则启用第二功率空压机以向储气罐补气；
75.第四比较单元，用于若第二功率空压机启用，则比较所述气体压力数据和第二预设上限值，若气体压力数据大于或等于第二预设上限值，则关闭第二功率空压机以停止向储气罐补气；
76.所述第二预设下限值小于第一预设下限值；第一预设上限值小于第二预设上限值。
77.第四方面，本发明实施例提供一种空压机系统的控制系统，包括依次通信相连的
存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行所述空压机系统的控制方法。
78.从而，本发明实施例的空压机系统为智能化程度较高的自动化机组，现场仅需1名专人人员负责机站的巡查及维护即可，运行期间无需人员进行操作。运行过程为全自动控制，对运行人员的数量的技能要求较低，系统运行安全可靠。漳州空压机组改进后与福清核电空压机组相比预计每年可节约电费100万度以上。
79.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种空压机系统，其特征在于，包括：第一功率空压机，通过第一管道与储气罐连通；第二功率空压机，通过第二管道与储气罐连通；以及储气罐，用于与用气系统连通；所述第一管道与第二管道并行连接在储气罐上；所述第一功率空压机的功率大于第二功率空压机的功率。2.如权利要求1所述空压机系统，其特征在于，所述第一功率空压机通过第一管道的第一阀门与储气罐连通；所述第二功率空压机通过第二管道的第二阀门与储气罐连通。3.如权利要求2所述空压机系统，其特征在于，所述第一阀门包括第一功率空压机隔离阀和第一止回阀；所述第一功率空压机依次通过第一功率空压机隔离阀、第一止回阀和储气罐隔离阀与储气罐连通；所述第二阀门包括第二功率空压机隔离阀和第二止回阀；所述第二功率空压机依次通过第二功率空压机隔离阀、第二止回阀和所述储气罐隔离阀与储气罐连通。4.如权利要求3所述空压机系统，其特征在于，所述第一功率空压机隔离阀和第一止回阀之间通过管道连有第一管道疏水阀；所述第二功率空压机隔离阀和第二止回阀之间通过管道连有第二管道疏水阀。5.如权利要求1所述空压机系统，其特征在于，所述第一管道和第二管道通过第三管道连通；所述第三管道通过第三旁通阀与压缩空气管道连通；所述储气罐通过所述储气罐隔离阀与所述第三旁通阀连接。6.如权利要求1所述空压机系统，其特征在于，所述储气罐还依次通过第四旁通阀和第四止回阀与压缩空气管道连通。7.一种基于权利要求1所述空压机系统的控制方法，其特征在于，包括：获取储气罐的气体压力数据；比较所述气体压力数据和第一预设下限值，若气体压力数据小于或等于第一预设下限值，则启用第一功率空压机以向储气罐补气；若第一功率空压机启用，则比较所述气体压力数据和第一预设上限值，若气体压力数据大于或等于第一预设上限值，则关闭第一功率空压机以停止向储气罐补气；比较所述气体压力数据和第二预设下限值，若气体压力数据大于或等于第一预设下限值且小于第二预设下限值，则启用第二功率空压机以向储气罐补气；若第二功率空压机启用，则比较所述气体压力数据和第二预设上限值，若气体压力数据大于或等于第二预设上限值，则关闭第二功率空压机以停止向储气罐补气；所述第一预设下限值小于第二预设下限值；第一预设上限值小于第二预设上限值。8.如权利要求7所述空压机系统的控制方法，其特征在于，第一预设下限值为0.5mpa；第二预设下限值为0.6mpa；第一预设上限值为0.7mpa；第二预设上限值为0.8mpa。9.一种基于权利要求1所述空压机系统的控制系统，其特征在于，包括：获取单元，用于获取储气罐的气体压力数据；第一比较单元，用于比较所述气体压力数据和第一预设下限值，若气体压力数据小于或等于第一预设下限值，则启用第一功率空压机以向储气罐补气；第二比较单元，用于若第一功率空压机启用，则比较所述气体压力数据和第一预设上限值，若气体压力数据大于或等于第一预设上限值，则关闭第一功率空压机以停止向储气
罐补气；第三比较单元，用于比较所述气体压力数据和第二预设下限值，若气体压力数据大于或等于第一预设下限值且小于第二预设下限值，则启用第二功率空压机以向储气罐补气；第四比较单元，用于若第二功率空压机启用，则比较所述气体压力数据和第二预设上限值，若气体压力数据大于或等于第二预设上限值，则关闭第二功率空压机以停止向储气罐补气；所述第二预设下限值小于第一预设下限值；第一预设上限值小于第二预设上限值。10.一种空压机系统的控制系统，其特征在于，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如权利要求7-8任意一项所述空压机系统的控制方法。

技术总结
为解决现有的空压机系统无法根据用气量调整运行状态导致能耗空耗较高的技术问题，本发明实施例提供一种空压机系统、控制系统及控制方法，包括：第一功率空压机，通过第一管道与储气罐连通；第二功率空压机，通过第二管道与储气罐连通；以及储气罐，用于与用气系统连通；所述第一管道与第二管道并行连接在储气罐上；所述第一功率空压机的功率大于第二功率空压机的功率。本发明实施例通过储气罐的气体压力调整各个空压机的运行状态，可大幅度提升空压机的有效做功，同时缩短空压机的运行时间，大幅度降低空压机能耗空耗，降低运行及维护成本。本。本。


技术研发人员：刘高平 郝文强 赵明远 张磊 孙华笛 屈璐 覃兰
受保护的技术使用者：中国核工业二四建设有限公司
技术研发日：2021.12.14
技术公布日：2022/3/8