詳細內容

四、系統組成

（一） 系統組成及功能

煤基固廢材料礦化固碳測試平臺主要由CO₂增壓系統、模型系統、溫控系統、計量監測系統、數據采集處理系統、樣品真空控溫裝置、注入系統及輔助系統等部分組成。要求具備CO₂氣體增壓、溫度控制、監測計量、數據采集等功能。

（二） 技術(shù)指標要求

（1）CO₂增壓系統

1）CO₂增壓系統：雙渦輪增壓，靜音空壓機驅動(dòng)。

2）高工作壓力≥50MPa，壓力密封可靠，具有長(cháng)期運行壽命。

3）空壓機工作壓力：0.8-1MPa。

 （2）模型系統

1）模型規格：50×50×100/1100ml各一套。

2）工作壓力：50MPa；壓力曲線(xiàn)自動(dòng)生成，支持組態(tài)應用，可并入如SCADA/DCS/PLC等控制系統中。

（3）溫控系統

1）溫控系統選用柔性加熱保溫套，測控范圍：室溫~+500℃；測控精度：±0.5℃；溫度分辨率0.1℃。

2）保溫效果好，耐高低溫（耐高溫550℃，耐低溫-70℃）。

3）化學(xué)穩定性好，耐各種化學(xué)腐蝕；防蟲(chóng)蛀，防霉變。

4）防火阻燃（防火A-不燃，GB8624-2006）。

5）溫度傳感器：溫度傳感器直接通過(guò)測試點(diǎn)安裝到模型內部，溫度傳感器量程0~250℃，測試精度±0.1℃；溫度傳感器數據通過(guò)數顯儀表顯示并將數據傳輸到計算機軟件系統并存儲。

（4）計量監測系統

1）鋁合金控制柜電氣控制箱主體采用優(yōu)質(zhì)的鋁合金型材，具有結構堅固、外形美觀(guān)、散熱性能好等特點(diǎn)。

2）壓力傳感器：壓力傳感器量程：≥60MPa；精度：優(yōu)于0.25％；壓力值通過(guò)RS232接口實(shí)現與計算機通訊；壓力值由電腦直接顯示。

3）采集模塊：壓力數值由用壓力采集模塊采集，并可通過(guò)RS232接口實(shí)現與計算機通訊。詳細指標如下：

① 輸入端口：8路差動(dòng)

② 接線(xiàn)接口：采用外接式10位接線(xiàn)端子，可方便地拆卸連線(xiàn)

③ 輸入類(lèi)型：mA（內部已有高精密100歐電阻，無(wú)需外接）

④ 輸入范圍：4~20mA

⑤ 輸入阻抗：100歐

⑥ 采樣速率：每15次

⑦ 分辨率：16位

⑧ 精確度：±0.02%或更好

⑨ 零點(diǎn)漂移：20uV/°C

⑩ 滿(mǎn)程量漂移：25ppm/°C

⑪ 過(guò)電壓保護：±35V

⑫ 光電隔離耐壓：3750Vrms

4）程序控溫儀表，詳細指標如下：

① 輸入可自由選擇熱電偶、熱電阻、電壓、電流并可擴充輸入及自定義非線(xiàn)性校正表格，測量精度達0.1。

② 采用的AI人工智能PID調節算法，無(wú)超調，具備自整定（AT）功能及全新的精細控制模式。

③ 采用的模塊化結構，提供豐富的輸出規格，能廣泛滿(mǎn)足各種應用場(chǎng)合的需要，交貨迅速且維護方便。

④ 每12.5次測量采樣數率，小控制周期達0.24，能適應快速變化對象的控制精度。

⑤ 通用的100~240VAC輸入范圍開(kāi)關(guān)電源或24VDC電源供電，并具備多種面板及外型尺寸供選擇。

⑥ 抗干擾性能符合在嚴酷工業(yè)條件下電磁兼容（EMC）的要求。

5）數據采集模塊，詳細指標如下：

① 數據采集模塊選用PCI Express多串口卡

② 串口通信速率可達921.6Kbps

③ 芯片內建128字節的FIFO以及芯片內建H/W，S/W流控功能

④ 適用于多種RS-232/422/485接口的電纜/連接盒

⑤ 連接器：SCSI VHDCI68

⑥ 通信控制器：MU860 (兼容16C550C)

⑦ 端口數量：8 (僅需1個(gè)IRQ)

6）樣品真空控溫裝置：真空度≤133Pa，抽空速率≥16m³/h，全壓力＜1.33MPA。

（5）數據采集處理系統

數據采集處理系統由模擬信號數據采集模塊、數據采集板、采集模塊、計算機、數據采集控制軟件等組成。

圖1 采集、測控系統框圖

1）實(shí)時(shí)采集壓力（各測壓點(diǎn)）、溫度傳感器、計量裝置的數值。

2）實(shí)時(shí)采集恒速恒壓泵的注入速度、累積注入量、注入壓力等參數。

3）注入泵：通過(guò)泵的通訊接口，計算機可對注入流量、壓力進(jìn)行控制。

4）溫度：通過(guò)溫控儀上的RS232接口，可由計算機控制加熱套加熱溫度。

5）軟件在Windows環(huán)境下運行，采用LabVIEW編程。儀器工作流程顯示在界面上，可實(shí)現人機對話(huà)，操作人員設定好參數后就可以實(shí)現無(wú)人值守，計算機可自動(dòng)采集所有的壓力、溫度、流量等數值。

6）根據基本功能的要求，采用按鍵、編輯框等界面元素，分為封面、主界面、子界面。功能子界面分為基礎參數、滲透率等等分別實(shí)時(shí)顯示各種數據曲線(xiàn)。    

7）實(shí)驗系統流程動(dòng)態(tài)顯示：用組態(tài)工具繪制出每一實(shí)驗步驟的流程，通過(guò)動(dòng)畫(huà)的方式顯示流入流出的方向；在流程圖上顯示必要的溫度、壓力測量數值，注入泵的排量和累計注入量等。

8）實(shí)時(shí)采集到的模型溫度、壓力等數據，采用單步文件更新存盤(pán)，數據保存備份，有意外停機恢復和續存功能。保證系統軟件在實(shí)際的實(shí)驗環(huán)境中能長(cháng)時(shí)間可靠工作。

9）系統運行壓力、溫度設有限值，確保試驗安全可靠，操作提示以防誤操作。

10）計算機采集的數據經(jīng)處理可生成原始數據報表、分析報表以及曲線(xiàn)圖，同時(shí)生成數據庫文件格式，以便用戶(hù)靈活使用。

11） 計算機采集的數據經(jīng)處理可生成原始數據報表、分析報表以及曲線(xiàn)圖，同時(shí)生成數據庫文件格式，以便用戶(hù)靈活使用。實(shí)時(shí)采集/分析一體化軟件，包括參數采集、外參量輸入采集，包括滲透壓力、滲透時(shí)長(cháng)、溫度等，計算機不低于i5 CPU，8GB內存，1TB硬盤(pán)，win10系統，24寸液晶顯示器。

（6）樣品真空控溫裝置

1）樣品真空裝置，真空度-0.1MPa預留安全觀(guān)察窗。

（7）注入系統

1）注入用恒速恒壓泵具有恒壓模式、恒流模式等功能。PLC控制系統實(shí)時(shí)顯示壓力、流量，具有超壓停泵功能，通過(guò)RS232接口可與電腦連接，通過(guò)軟件實(shí)現電腦控制、操作。軸向壓力可通過(guò)計算機控制施加，具備應力控制與應變控制兩種方式。

（8）輔助系統

1）管閥件，流程要求：Ø3、Ø6，316不銹鋼材質(zhì)，主要有閥門(mén)、三通、四通、壓帽、壓環(huán)、直通、轉換接頭等，耐壓，70MPa，仿制HIP結構，采用石墨密封材料密封，耐溫500℃以上

 2）安全閥選用耐壓≥30MPa，當系統超壓后，通過(guò)溢流孔將系統內氣體、液體直接排出系統，降低系統內部壓力，保護系統安全。

3）CO₂濃度檢測儀，濃度超過(guò)自動(dòng)報警，濃度范圍0-100，帶遠程采集。
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更新時(shí)間：2024/3/12 16:29:46

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