詳細內(nèi)容

四、系統(tǒng)組成

（一） 系統(tǒng)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(tǒng)、模型系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、計量監(jiān)測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)、樣品真空控溫裝置、注入系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)等部分組成。要求具備CO₂氣體增壓、溫度控制、監(jiān)測計量、數(shù)據(jù)采集等功能。

（二） 技術(shù)指標要求

（1）CO₂增壓系統(tǒng)

1）CO₂增壓系統(tǒng)：雙渦輪增壓，靜音空壓機驅(qū)動。

2）高工作壓力≥50MPa，壓力密封可靠，具有長期運行壽命。

3）空壓機工作壓力：0.8-1MPa。

 （2）模型系統(tǒng)

1）模型規(guī)格：50×50×100/1100ml各一套。

2）工作壓力：50MPa；壓力曲線自動生成，支持組態(tài)應(yīng)用，可并入如SCADA/DCS/PLC等控制系統(tǒng)中。

（3）溫控系統(tǒng)

1）溫控系統(tǒng)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(wěn)定性好，耐各種化學(xué)腐蝕；防蟲蛀，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測試點安裝到模型內(nèi)部，溫度傳感器量程0~250℃，測試精度±0.1℃；溫度傳感器數(shù)據(jù)通過數(shù)顯儀表顯示并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C軟件系統(tǒng)并存儲。

（4）計量監(jiān)測系統(tǒng)

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(jié)構(gòu)堅固、外形美觀、散熱性能好等特點。

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RS232接口實現(xiàn)與計算機通訊；壓力值由電腦直接顯示。

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

① 輸入端口：8路差動

② 接線接口：采用外接式10位接線端子，可方便地拆卸連線

③ 輸入類型：mA（內(nèi)部已有高精密100歐電阻，無需外接）

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 零點漂移：20uV/°C

⑩ 滿程量漂移：25ppm/°C

⑪ 過電壓保護：±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性校正表格，測量精度達0.1。

② 采用的AI人工智能PID調(diào)節(jié)算法，無超調(diào)，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(jié)構(gòu)，提供豐富的輸出規(guī)格，能廣泛滿足各種應(yīng)用場合的需要，交貨迅速且維護方便。

④ 每12.5次測量采樣數(shù)率，小控制周期達0.24，能適應(yīng)快速變化對象的控制精度。

⑤ 通用的100~240VAC輸入范圍開關(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(shù)據(jù)采集模塊，詳細指標如下：

① 數(shù)據(jù)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(nèi)建128字節(jié)的FIFO以及芯片內(nèi)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(shù)量：8 (僅需1個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(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)由模擬信號數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)采集板、采集模塊、計算機、數(shù)據(jù)采集控制軟件等組成。

圖1 采集、測控系統(tǒng)框圖

1）實時采集壓力（各測壓點）、溫度傳感器、計量裝置的數(shù)值。

2）實時采集恒速恒壓泵的注入速度、累積注入量、注入壓力等參數(shù)。

3）注入泵：通過泵的通訊接口，計算機可對注入流量、壓力進行控制。

4）溫度：通過溫控儀上的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，可實現(xiàn)人機對話，操作人員設(shè)定好參數(shù)后就可以實現(xiàn)無人值守，計算機可自動采集所有的壓力、溫度、流量等數(shù)值。

6）根據(jù)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(chǔ)參數(shù)、滲透率等等分別實時顯示各種數(shù)據(jù)曲線。    

7）實驗系統(tǒng)流程動態(tài)顯示：用組態(tài)工具繪制出每一實驗步驟的流程，通過動畫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(shù)值，注入泵的排量和累計注入量等。

8）實時采集到的模型溫度、壓力等數(shù)據(jù)，采用單步文件更新存盤，數(shù)據(jù)保存?zhèn)浞�，有意外停機恢復(fù)和續(xù)存功能。保證系統(tǒng)軟件在實際的實驗環(huán)境中能長時間可靠工作。

9）系統(tǒng)運行壓力、溫度設(shè)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(shù)據(jù)經(jīng)處理可生成原始數(shù)據(jù)報表、分析報表以及曲線圖，同時生成數(shù)據(jù)庫文件格式，以便用戶靈活使用。

11） 計算機采集的數(shù)據(jù)經(jīng)處理可生成原始數(shù)據(jù)報表、分析報表以及曲線圖，同時生成數(shù)據(jù)庫文件格式，以便用戶靈活使用。實時采集/分析一體化軟件，包括參數(shù)采集、外參量輸入采集，包括滲透壓力、滲透時長、溫度等，計算機不低于i5 CPU，8GB內(nèi)存，1TB硬盤，win10系統(tǒng)，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(yù)留安全觀察窗。

（7）注入系統(tǒng)

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(tǒng)實時顯示壓力、流量，具有超壓停泵功能，通過RS232接口可與電腦連接，通過軟件實現(xiàn)電腦控制、操作。軸向壓力可通過計算機控制施加，具備應(yīng)力控制與應(yīng)變控制兩種方式。

（8）輔助系統(tǒng)

1）管閥件，流程要求：Ø3、Ø6，316不銹鋼材質(zhì)，主要有閥門、三通、四通、壓帽、壓環(huán)、直通、轉(zhuǎn)換接頭等，耐壓，70MPa，仿制HIP結(jié)構(gòu)，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(dāng)系統(tǒng)超壓后，通過溢流孔將系統(tǒng)內(nèi)氣體、液體直接排出系統(tǒng)，降低系統(tǒng)內(nèi)部壓力，保護系統(tǒng)安全。

3）CO₂濃度檢測儀，濃度超過自動報警，濃度范圍0-100，帶遠程采集。
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更新時間：2024/12/3 14:25:04

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