一种热压罐冷却系统防堵塞方法

技术领域

本发明涉及到热压罐固化工艺技术领域，尤其涉及一种热压罐冷却系统防堵塞方法。

背景技术

热压罐固化工艺是生产复合材料构件的主要方法，利用罐内的高温及压缩气体产生压力对复合材料坯料进行加温、加压完成固化成型。整个零件固化成型过程需要经历升温、恒温和降温多个阶段的过程。热压罐的降温主要依靠热压罐的冷却系统进行。冷却系统的工作原理是在主要的发热部位增加循环水管路，通过循环水对设备的生产环境进行降温，使得复合材料构件满足制造要求。具体是通过冷水泵将冷水抽至管路中，在110℃以上的高温区通过较细的预冷管道流入冷却器中，在110℃以下的低温区通过较粗的主冷管道流入冷却器中。冷却器内的低温水，通过与罐内空气进行热交换，使得罐温下降。温度控制表根据理论温度和实际温度的差值，控制预冷阀或主冷阀的开度，实施对降温速率的控制。流出冷却器的热水进入热水池中，通过热水泵打入冷却塔内，冷却塔内的热水与环境温度进行热交换完成降温，然后再流入冷水池内储蓄。

但因采用的冷却水的水质问题，冷却器内管路易结垢，导致冷水与罐内介质的热交换率随时间推移逐渐降低，此时需要温度控制表控制水阀开度增加，以保证实际罐温尽最大可能接近理论温度。当管路进一步结垢而超过了通过增加水量来降温的能力极限后，热压罐表现出罐温与温度控制表的设置温度差异扩大，降温效果降低。这时热压罐已经难以满足复合材料制造的工艺要求，需要对热压罐进行停工处置，需要对冷却器进行拆卸，并用弱酸进行清洗除垢，再重新安装冷却器。这个过程需要耗时5天时间。热压罐冷却器结垢后需清洗的周期为6个月左右，且发生故障的时间点不可预测，往往造成设备的紧急停工和关键设备的产能浪费。

公开号为CN 108297525A，公开日为2018年07月20日的中国专利文献公开了一种外设冷热循环装置的纵向循环热压罐，其特征在于：包括主罐体、冷热循环装置、吹风连接管道和吸风连接管道；所述的冷热循环装置安装在主罐体外部；所述的吹风连接管道和吸风连接管道均连接在主罐体和冷热循环装置之间。

该专利文献公开的外设冷热循环装置的纵向循环热压罐，由于把复杂的加热冷却和循环装置移出主罐体，明显增加了装载率；新的纵向循环方式缩短了循环路径，配合气流分配器，罐内温度分布均匀，不仅上下温差缩小，而且前后几乎没有温差。但是，不能有效避免热压罐固化过程因热压罐冷却系统降温能力下降所导致产能浪费的问题。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种热压罐冷却系统防堵塞方法，本发明通过采集传感器的数据构建数据模型，并利用数据模型对热压罐冷却系统的堵塞故障进行预测分析，在热压罐冷却系统停机维修前进行堵塞的处置，进而能够有效避免热压罐固化过程因热压罐冷却系统降温能力下降所导致产能浪费的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种热压罐冷却系统防堵塞方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、先在热压罐冷却系统的冷却器与储存热水的热水池之间的主冷却出水管路上安装第一流量计、在主冷却进水管路上的主冷阀的出水方向后端安装第二流量计、在主冷却进水管路上的主冷阀的进水方向前端安装温度计、在预冷却出水管路上的预冷阀出水方向后端安装第四流量计及在预冷却进水管路上安装第三流量计，将第一流量计、第二流量计、第三流量计、第四流量计和温度计分别与上位机连接；

b、再将酸洗系统中的酸洗槽的管路经酸洗泵与热压罐冷却系统的管路连通，在热压罐冷却系统的热水池中设置浮球水位计和水质传感器，将浮球水位计和水质传感器分别与上位机连接，在上位机上连接数据分析仪，数据分析仪与酸洗系统连接，通过热水泵将热水池和冷却塔连接，用于将热水通过热水泵从热水池抽到冷却塔中进行冷却，再通过冷水泵将冷却后的水抽入主冷却进水管路；

c、通过上位机采集第一流量计、第二流量计、第三流量计、第四流量计和温度计监测的热压罐冷却系统中的水流量数据和水温数据；

d、数据分析仪读取并分析上位机采集的热压罐冷却系统中的水流量数据和水温数据，并根据分析结果发送控制指令控制酸洗系统进行酸洗。

所述步骤c具体包括：

第一流量计监测冷却器的主冷却出水管路的第一水流量数据；

第二流量计监测冷却器的主冷却进水管路的第二水流量数据；

第三流量计监测冷却器的预冷却出水管路的第三水流量数据；

第四流量计监测冷却器的预冷却进水管路的第四水流量数据；

温度计监测主冷却进水管路的水温数据；

上位机采集并存储所述第一水流量数据、第二水流量数据、第三水流量数据、第四水流量数据和水温数据。

所述步骤d中，根据分析结果发送控制指令控制酸洗系统进行酸洗具体是指：

当第一水流量数据与主冷却出水管路历史水流量数据比值小于第一设定比值L，或第二水流量数据与主冷却进水管路历史水流量数据比值小于第一设定比值L时，判断为冷却器、主冷却出水管路或主冷却进水管路发生堵塞，数据分析仪向酸洗系统发送酸洗控制指令；

当第三水流量数据与预冷却出水管路历史水流量数据比值小于第二设定比值M，或第四水流量数据与预冷却进水管路历史水流量数据比值小于第二设定比值M时，判断为冷却器、预冷却出水管路或预冷却进水管路发生堵塞，数据分析仪向酸洗系统发送酸洗控制指令；

通过水温数据计算实际降温速率，当实际降温速率与设定降温速率比值小于第三设定比值N时，判断为主冷却出水管路或主冷却进水管路发生堵塞，数据分析仪向酸洗系统发送酸洗控制指令；

当酸洗系统接收到来自数据分析仪的酸洗控制指令时，控制酸洗泵将酸洗槽中的酸洗液泵入热压罐冷却系统的管路中进行酸洗；

所述第一设定比值L是指评价主冷管路以及冷却水是否堵塞的评价值，当前的流量值与历史平均的流量值的比值作为L的取值；

所述第二设定比值M是指评价预冷管路以及冷却器是否堵塞的评价值，当前的流量值与历史平均的流量值的比值作为M的取值；

所述第三设定比值N是指判断冷却管路和冷却器堵塞的评价值，当前的流量值与历史平均的流量值的比值作为N的取值。

所述步骤d中，当进行酸洗时通过上位机持续采集由第一流量计、第二流量计、第三流量计、第四流量计和温度计监测的热压罐冷却系统中的水流量数据和水温数据：

当第一流量计监测冷却器的主冷却出水管路的第一水流量数据与第二流量计监测冷却器的主冷却进水管路的第二水流量数据的比值，以及第三流量计监测冷却器的预冷却出水管路的第三水流量数据与第四流量计监测冷却器的预冷却进水管路的第四水流量数据的比值，均大于第四设定比值K，以及实际降温速率与设定降温速率比值大于第三设定比值N时，判断热压罐冷却系统的管路已经疏通，向酸洗系统发送停止酸洗控制指令；

所述第四设定比值K是指判断冷却器和管路是否清洗疏通的评价值，第三流量计的值与第一流量计的指的比值作为K的取值或者第三流量计的值与第四流量计的指的比值作为K的取值；

当酸洗系统接收到来自数据分析仪的停止酸洗控制指令时，控制酸洗泵停止运行。

所述主冷却出水管路历史水流量数据和主冷却进水管路历史水流量数据均是指热压罐冷却系统正常运行时无堵塞情况下相应的主冷却出水管路水流量数据和主冷却进水管路水流量数据。

所述预冷却出水管路历史水流量数据和预冷却进水管路历史水流量数据均是指热压罐冷却系统正常运行时无堵塞情况下相应的预冷却出水管路水流量数据和预冷却进水管路水流量数据。

所述设定降温速率是指热压罐冷却系统正常运行时无堵塞情况下的降温速率。

还包括通过上位机采集浮球水位计监测的热水池的水位数据，数据分析仪读取并分析上位机采集的热水池的水位数据，当读取的水位数据小于水位设定值时，进行补水报警。

还包括通过上位机采集水质传感器监测的热水池的水质数据，数据分析仪读取并分析上位机采集的热水池的水质数据，当读取的水质数据小于水质设定值时，进行换水报警。

本发明的有益效果是：

本发明，a、先在热压罐冷却系统的冷却器与储存热水的热水池之间的主冷却出水管路上安装第一流量计、在主冷却进水管路上的主冷阀的出水方向后端安装第二流量计、在主冷却进水管路上的主冷阀的进水方向前端安装温度计、在预冷却出水管路上的预冷阀出水方向后端安装第四流量计及在预冷却进水管路上安装第三流量计，将第一流量计、第二流量计、第三流量计、第四流量计和温度计分别与上位机连接；b、再将酸洗系统中的酸洗槽的管路经酸洗泵与热压罐冷却系统的管路连通，在热压罐冷却系统的热水池中设置浮球水位计和水质传感器，将浮球水位计和水质传感器分别与上位机连接，在上位机上连接数据分析仪，数据分析仪与酸洗系统连接，通过热水泵将热水池和冷却塔连接，用于将热水通过热水泵从热水池抽到冷却塔中进行冷却，再通过冷水泵将冷却后的水抽入主冷却进水管路；c、通过上位机采集第一流量计、第二流量计、第三流量计、第四流量计和温度计监测的热压罐冷却系统中的水流量数据和水温数据；d、数据分析仪读取并分析上位机采集的热压罐冷却系统中的水流量数据和水温数据，并根据分析结果发送控制指令控制酸洗系统进行酸洗；所形成的完整技术方案，较现有技术而言，通过采集传感器的数据构建数据模型，并利用数据模型对热压罐冷却系统的堵塞故障进行预测分析，在热压罐冷却系统停机维修前进行堵塞的处置，进而能够有效避免热压罐固化过程因热压罐冷却系统降温能力下降所导致产能浪费的问题。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的具体说明：

图1为本发明热压罐冷却系统结构示意图。

具体实施方式

实施例1

参见图1，一种热压罐冷却系统防堵塞方法，包括以下步骤：

a、先在热压罐冷却系统的冷却器与储存热水的热水池之间的主冷却出水管路上安装第一流量计、在主冷却进水管路上的主冷阀的出水方向后端安装第二流量计、在主冷却进水管路上的主冷阀的进水方向前端安装温度计、在预冷却出水管路上的预冷阀出水方向后端安装第四流量计及在预冷却进水管路上安装第三流量计，将第一流量计、第二流量计、第三流量计、第四流量计和温度计分别与上位机连接；

b、再将酸洗系统中的酸洗槽的管路经酸洗泵与热压罐冷却系统的管路连通，在热压罐冷却系统的热水池中设置浮球水位计和水质传感器，将浮球水位计和水质传感器分别与上位机连接，在上位机上连接数据分析仪，数据分析仪与酸洗系统连接，通过热水泵将热水池和冷却塔连接，用于将热水通过热水泵从热水池抽到冷却塔中进行冷却，再通过冷水泵将冷却后的水抽入主冷却进水管路；

c、通过上位机采集第一流量计、第二流量计、第三流量计、第四流量计和温度计监测的热压罐冷却系统中的水流量数据和水温数据；

d、数据分析仪读取并分析上位机采集的热压罐冷却系统中的水流量数据和水温数据，并根据分析结果发送控制指令控制酸洗系统进行酸洗。

实施例2

参见图1，一种热压罐冷却系统防堵塞方法，包括以下步骤：

a、先在热压罐冷却系统的冷却器与储存热水的热水池之间的主冷却出水管路上安装第一流量计、在主冷却进水管路上的主冷阀的出水方向后端安装第二流量计、在主冷却进水管路上的主冷阀的进水方向前端安装温度计、在预冷却出水管路上的预冷阀出水方向后端安装第四流量计及在预冷却进水管路上安装第三流量计，将第一流量计、第二流量计、第三流量计、第四流量计和温度计分别与上位机连接；

b、再将酸洗系统中的酸洗槽的管路经酸洗泵与热压罐冷却系统的管路连通，在热压罐冷却系统的热水池中设置浮球水位计和水质传感器，将浮球水位计和水质传感器分别与上位机连接，在上位机上连接数据分析仪，数据分析仪与酸洗系统连接，通过热水泵将热水池和冷却塔连接，用于将热水通过热水泵从热水池抽到冷却塔中进行冷却，再通过冷水泵将冷却后的水抽入主冷却进水管路；

c、通过上位机采集第一流量计、第二流量计、第三流量计、第四流量计和温度计监测的热压罐冷却系统中的水流量数据和水温数据；

d、数据分析仪读取并分析上位机采集的热压罐冷却系统中的水流量数据和水温数据，并根据分析结果发送控制指令控制酸洗系统进行酸洗。

所述步骤c具体包括：

第一流量计监测冷却器的主冷却出水管路的第一水流量数据；

第二流量计监测冷却器的主冷却进水管路的第二水流量数据；

第三流量计监测冷却器的预冷却出水管路的第三水流量数据；

第四流量计监测冷却器的预冷却进水管路的第四水流量数据；

温度计监测主冷却进水管路的水温数据；

上位机采集并存储所述第一水流量数据、第二水流量数据、第三水流量数据、第四水流量数据和水温数据。

所述步骤d中，根据分析结果发送控制指令控制酸洗系统进行酸洗具体是指：

当第一水流量数据与主冷却出水管路历史水流量数据比值小于第一设定比值L，或第二水流量数据与主冷却进水管路历史水流量数据比值小于第一设定比值L时，判断为冷却器、主冷却出水管路或主冷却进水管路发生堵塞，数据分析仪向酸洗系统发送酸洗控制指令；

当第三水流量数据与预冷却出水管路历史水流量数据比值小于第二设定比值M，或第四水流量数据与预冷却进水管路历史水流量数据比值小于第二设定比值M时，判断为冷却器、预冷却出水管路或预冷却进水管路发生堵塞，数据分析仪向酸洗系统发送酸洗控制指令；

通过水温数据计算实际降温速率，当实际降温速率与设定降温速率比值小于第三设定比值N时，判断为主冷却出水管路或主冷却进水管路发生堵塞，数据分析仪向酸洗系统发送酸洗控制指令；

当酸洗系统接收到来自数据分析仪的酸洗控制指令时，控制酸洗泵将酸洗槽中的酸洗液泵入热压罐冷却系统的管路中进行酸洗；

所述第一设定比值L是指评价主冷管路以及冷却水是否堵塞的评价值，当前的流量值与历史平均的流量值的比值作为L的取值；

所述第二设定比值M是指评价预冷管路以及冷却器是否堵塞的评价值，当前的流量值与历史平均的流量值的比值作为M的取值；

所述第三设定比值N是指判断冷却管路和冷却器堵塞的评价值，当前的流量值与历史平均的流量值的比值作为N的取值。

所述步骤d中，当进行酸洗时通过上位机持续采集由第一流量计、第二流量计、第三流量计、第四流量计和温度计监测的热压罐冷却系统中的水流量数据和水温数据：

当第一流量计监测冷却器的主冷却出水管路的第一水流量数据与第二流量计监测冷却器的主冷却进水管路的第二水流量数据的比值，以及第三流量计监测冷却器的预冷却出水管路的第三水流量数据与第四流量计监测冷却器的预冷却进水管路的第四水流量数据的比值，均大于第四设定比值K，以及实际降温速率与设定降温速率比值大于第三设定比值N时，判断热压罐冷却系统的管路已经疏通，向酸洗系统发送停止酸洗控制指令；

所述第四设定比值K是指判断冷却器和管路是否清洗疏通的评价值，第三流量计的值与第一流量计的指的比值作为K的取值或者第三流量计的值与第四流量计的指的比值作为K的取值；

当酸洗系统接收到来自数据分析仪的停止酸洗控制指令时，控制酸洗泵停止运行。

实施例3

参见图1，一种热压罐冷却系统防堵塞方法，包括以下步骤：

a、先在热压罐冷却系统的冷却器与储存热水的热水池之间的主冷却出水管路上安装第一流量计、在主冷却进水管路上的主冷阀的出水方向后端安装第二流量计、在主冷却进水管路上的主冷阀的进水方向前端安装温度计、在预冷却出水管路上的预冷阀出水方向后端安装第四流量计及在预冷却进水管路上安装第三流量计，将第一流量计、第二流量计、第三流量计、第四流量计和温度计分别与上位机连接；

b、再将酸洗系统中的酸洗槽的管路经酸洗泵与热压罐冷却系统的管路连通，在热压罐冷却系统的热水池中设置浮球水位计和水质传感器，将浮球水位计和水质传感器分别与上位机连接，在上位机上连接数据分析仪，数据分析仪与酸洗系统连接，通过热水泵将热水池和冷却塔连接，用于将热水通过热水泵从热水池抽到冷却塔中进行冷却，再通过冷水泵将冷却后的水抽入主冷却进水管路；

c、通过上位机采集第一流量计、第二流量计、第三流量计、第四流量计和温度计监测的热压罐冷却系统中的水流量数据和水温数据；

d、数据分析仪读取并分析上位机采集的热压罐冷却系统中的水流量数据和水温数据，并根据分析结果发送控制指令控制酸洗系统进行酸洗。

所述步骤c具体包括：

第一流量计监测冷却器的主冷却出水管路的第一水流量数据；

第二流量计监测冷却器的主冷却进水管路的第二水流量数据；

第三流量计监测冷却器的预冷却出水管路的第三水流量数据；

第四流量计监测冷却器的预冷却进水管路的第四水流量数据；

温度计监测主冷却进水管路的水温数据；

上位机采集并存储所述第一水流量数据、第二水流量数据、第三水流量数据、第四水流量数据和水温数据。

所述步骤d中，根据分析结果发送控制指令控制酸洗系统进行酸洗具体是指：

当第一水流量数据与主冷却出水管路历史水流量数据比值小于第一设定比值L，或第二水流量数据与主冷却进水管路历史水流量数据比值小于第一设定比值L时，判断为冷却器、主冷却出水管路或主冷却进水管路发生堵塞，数据分析仪向酸洗系统发送酸洗控制指令；

当第三水流量数据与预冷却出水管路历史水流量数据比值小于第二设定比值M，或第四水流量数据与预冷却进水管路历史水流量数据比值小于第二设定比值M时，判断为冷却器、预冷却出水管路或预冷却进水管路发生堵塞，数据分析仪向酸洗系统发送酸洗控制指令；

通过水温数据计算实际降温速率，当实际降温速率与设定降温速率比值小于第三设定比值N时，判断为主冷却出水管路或主冷却进水管路发生堵塞，数据分析仪向酸洗系统发送酸洗控制指令；

当酸洗系统接收到来自数据分析仪的酸洗控制指令时，控制酸洗泵将酸洗槽中的酸洗液泵入热压罐冷却系统的管路中进行酸洗；

所述第一设定比值L是指评价主冷管路以及冷却水是否堵塞的评价值，当前的流量值与历史平均的流量值的比值作为L的取值；

所述第二设定比值M是指评价预冷管路以及冷却器是否堵塞的评价值，当前的流量值与历史平均的流量值的比值作为M的取值；

所述第三设定比值N是指判断冷却管路和冷却器堵塞的评价值，当前的流量值与历史平均的流量值的比值作为N的取值。

所述步骤d中，当进行酸洗时通过上位机持续采集由第一流量计、第二流量计、第三流量计、第四流量计和温度计监测的热压罐冷却系统中的水流量数据和水温数据：

当第一流量计监测冷却器的主冷却出水管路的第一水流量数据与第二流量计监测冷却器的主冷却进水管路的第二水流量数据的比值，以及第三流量计监测冷却器的预冷却出水管路的第三水流量数据与第四流量计监测冷却器的预冷却进水管路的第四水流量数据的比值，均大于第四设定比值K，以及实际降温速率与设定降温速率比值大于第三设定比值N时，判断热压罐冷却系统的管路已经疏通，向酸洗系统发送停止酸洗控制指令；

所述第四设定比值K是指判断冷却器和管路是否清洗疏通的评价值，第三流量计的值与第一流量计的指的比值作为K的取值或者第三流量计的值与第四流量计的指的比值作为K的取值；

当酸洗系统接收到来自数据分析仪的停止酸洗控制指令时，控制酸洗泵停止运行。

所述主冷却出水管路历史水流量数据和主冷却进水管路历史水流量数据均是指热压罐冷却系统正常运行时无堵塞情况下相应的主冷却出水管路水流量数据和主冷却进水管路水流量数据。

所述预冷却出水管路历史水流量数据和预冷却进水管路历史水流量数据均是指热压罐冷却系统正常运行时无堵塞情况下相应的预冷却出水管路水流量数据和预冷却进水管路水流量数据。

所述设定降温速率是指热压罐冷却系统正常运行时无堵塞情况下的降温速率。

还包括通过上位机采集浮球水位计监测的热水池的水位数据，数据分析仪读取并分析上位机采集的热水池的水位数据，当读取的水位数据小于水位设定值时，进行补水报警。

还包括通过上位机采集水质传感器监测的热水池的水质数据，数据分析仪读取并分析上位机采集的热水池的水质数据，当读取的水质数据小于水质设定值时，进行换水报警。

a、先在热压罐冷却系统的冷却器与储存热水的热水池之间的主冷却出水管路上安装第一流量计、在主冷却进水管路上的主冷阀的出水方向后端安装第二流量计、在主冷却进水管路上的主冷阀的进水方向前端安装温度计、在预冷却出水管路上的预冷阀出水方向后端安装第四流量计及在预冷却进水管路上安装第三流量计，将第一流量计、第二流量计、第三流量计、第四流量计和温度计分别与上位机连接；b、再将酸洗系统中的酸洗槽的管路经酸洗泵与热压罐冷却系统的管路连通，在热压罐冷却系统的热水池中设置浮球水位计和水质传感器，将浮球水位计和水质传感器分别与上位机连接，在上位机上连接数据分析仪，数据分析仪与酸洗系统连接，通过热水泵将热水池和冷却塔连接，用于将热水通过热水泵从热水池抽到冷却塔中进行冷却，再通过冷水泵将冷却后的水抽入主冷却进水管路；c、通过上位机采集第一流量计、第二流量计、第三流量计、第四流量计和温度计监测的热压罐冷却系统中的水流量数据和水温数据；d、数据分析仪读取并分析上位机采集的热压罐冷却系统中的水流量数据和水温数据，并根据分析结果发送控制指令控制酸洗系统进行酸洗；所形成的完整技术方案，较现有技术而言，通过采集传感器的数据构建数据模型，并利用数据模型对热压罐冷却系统的堵塞故障进行预测分析，在热压罐冷却系统停机维修前进行堵塞的处置，进而能够有效避免热压罐固化过程因热压罐冷却系统降温能力下降所导致产能浪费的问题。

本发明酸洗具体过程如下：

将第一设定比值L设定为0.7，第三设定比值N设定为0.65，第四设定比值K设定为0.8。

取第一流量计值/第三流量计值为0.6立方米每分钟，第一流量计值/第三流量计历史采集在非堵塞的数据平均值为1立方米/分钟的流量，故发现第一设定比值L/第三设定比值N的比值0.6小于要求的0.7和0.65的阈值，出现管路或冷却器堵塞，则启动酸洗系统进行酸洗疏通。

酸洗时监控第一流量计、第三流量计和第四流量计的值的变化。

第一流量的流量为0.9立方米/分钟，第四流量计的流量为0.98立方米每分钟，第三流量计的的流量为0.85立方米每分钟。得到第四设定比值K值为0.94和0.86，均大于0.8。则判定为管路已疏通，停止酸洗。

取得设定的降温速率为2℃每分钟，当时实时的降温速率为1℃每分钟，得到第三设定比值N为0.5，小于阈值规定的0.65。出现管路或冷却器堵塞，则启动酸洗系统进行酸洗疏通。