摘要:從水相溶解罐到生產(chǎn)車間的輸料管道,每次輸送水相均要用蒸汽吹管一次,以確保管道暢通。每次吹管時,工序操作人員必須通過電話與車間的中控人員聯(lián)系,確認吹管是否到位。頻繁反復(fù)的過程,增加了工作量,延誤了工作時間。針對此問題,對該系統(tǒng)采用4種方案進行改進分析,采用計量或計時的方法自動控制一次吹掃蒸汽量,達到操作簡便、經(jīng)濟適用的目的,為同類項目改進提供參考。
引言
乳化扎藥的水相是硝酸銨、硝酸鈉、氯化鉀等氧化劑溶解于一定比例的水中,加熱溶化形成的水溶液,是乳化扎藥生產(chǎn)的重要組成部分。用于制造乳化扎藥的水相,含水量為10%~13%,析晶點為75~90℃。由于析晶點比較高,當(dāng)溫度降低時容易結(jié)晶。因此,對輸送水相的管道,一方面要設(shè)置保溫;另一方面,對送料后的管道,要用鍋爐蒸汽吹掃,防止輸料管道堵塞。
使用蒸汽吹掃輸料管道可保證管道輸料的順暢性。但是,當(dāng)輸料管道較長時,缺點就暴露出來。從水相溶解罐到一車間的水相管道長度約160m,到二車間的水相管道長度約110m,管徑DN50,每一次蒸汽吹掃都需要上下2個工序人員參與完成,一人操作一人觀測,蒸汽到達后通過工序電話聯(lián)系,確認蒸汽是否到位。如此頻繁的操作,增加了操作人員的工作量,也延誤了工作時間。為減少操作工作量,需要對水相輸料吹掃系統(tǒng)設(shè)置進行改進,以實現(xiàn)操作簡便實效的目的。
1、改進方案
現(xiàn)有水相輸料管道配有一套管徑DN25的手動吹掃系統(tǒng)。在該系統(tǒng)上,擬增加一組氣動閥和流量計或時間控制器,實現(xiàn)計量和氣動控制,達到操作簡便的效果,F(xiàn)提出以下4種改進方案。
方案1:增加氣動閥+
數(shù)顯渦街流量計+氣動閥開關(guān)按鈕;操作中,手動開氣動閥,當(dāng)蒸汽流量達到時,手動關(guān)氣動閥;現(xiàn)場顯示累積量和適時流量,需要前后相減方知凈流量,不需要加大安裝管路,維護簡單,精度高,流量計成本在5000元左右。
方案2:增加氣動閥+數(shù)顯靶式流量計+氣動閥開關(guān)按鈕;操作中,手動開氣動閥,當(dāng)蒸汽流量達到時,手動關(guān)氣動閥;現(xiàn)場顯示累積量和適時流量,需要前后相減方知凈流量,不需要加大安裝管路,維護簡單,精度高,流量計成本在15000元左右。
方案3:增加氣動閥+質(zhì)量流量計+氣動閥開關(guān)按鈕;操作中,手動開氣動閥,當(dāng)蒸汽流量達到時,手動關(guān)氣動閥;現(xiàn)場顯示累積量和適時流量,需要前后相減方知凈流量,不需要加大安裝管路,維護簡單,精度高,流量計成本在30000元左右。
方案4:氣動閥+時間控制器;操作中,根據(jù)設(shè)定的時間自動控制氣動閥從開到關(guān)的時間;操作簡單,靈活性好,現(xiàn)場可視性好,控制元器件安裝簡單,成本低。
2方案分析
2.1改進方案1分析
方案1是采用數(shù)顯渦街流量計測量蒸汽用量,根據(jù)用量判定吹掃是否到位。
渦街流量計是根據(jù)卡門渦街理論研制的可以測量氣體、蒸汽或液體的體積流量的一種速度式流量儀表,其結(jié)構(gòu)簡單,無可動部件,壓力損失小,可靠性高,使用維護量小。吹掃蒸汽管道配置渦街流量計,吹掃蒸汽時,能實時反映蒸汽用量。生產(chǎn)中確定蒸汽量后,根據(jù)渦街流量計判斷管道吹掃是否到位。渦街流量計主要技術(shù)指標(biāo)[1]見表1,工況流量范圍見表2。
通過現(xiàn)場檢測,在蒸汽壓力為0.3MPa條件下,吹掃管道需要時間90~120s,蒸汽流量為0.5m3/min。若安裝渦街流量計后,其流量在流量范圍內(nèi),不需要對安裝部位的管道管徑加大處理。由于本工序電氣供電壓為24V,外供電滿足其安裝要求,電氣選擇符合本工序1.4級要求的防爆型即可直接安裝使用。
2.2改進方案2分析
方案2是采用數(shù)顯靶式流量計測量鍋爐蒸汽,根據(jù)用量判定吹掃是否到位。靶式流量計主要用于高黏度、低雷諾數(shù)流體的流量測量[2],也可應(yīng)用鍋爐蒸汽、壓縮空氣、水的流量測量。無可動部件,測量準(zhǔn)確度高,適用于高低溫介質(zhì)-196~450℃,適用于高壓力工況0~2MPa。其主要技術(shù)指標(biāo)見表3,工況流量范圍見表4。
通過現(xiàn)場檢測,在蒸汽壓力為0.3MPa條件下,吹掃管道需要時間為90~120s,蒸汽流量為0.5m3/min。若安裝靶式流量計后,其流量在流量范圍內(nèi)。安裝后不需要對安裝部位的管道管徑加大處理。本工序電氣供電壓為24V,外供電滿足其安裝要求,電氣選擇符合本工序1.4級要求的防爆型即可直接安裝使用。
2.3改進方案3分析
方案3是采用質(zhì)量流量計測量蒸汽,根據(jù)用量判定是否吹掃到位。
質(zhì)量流量計采用E+H質(zhì)量流量計,用于測量液體和氣體的質(zhì)量流量,也可測量流體密度和溫度。該表精度高,可靠性好,安裝方便,在3種儀表中成本非常高。方案改進主要用于操作管理,只需要粗略的流量值,不需要過高的精度要求,且方案3成本較高,因此,不考慮此方案。
2.4改進方案4分析
方案4是采用時間控制器控制管道吹掃蒸汽的時間,根據(jù)時間判定吹掃是否到位。時間控制器(定時器)能夠根據(jù)設(shè)定的時間來控制電路的接通或者斷開,是控制電器的開關(guān)裝置。
方案4中選擇歐姆龍固態(tài)型時間定時器作為氣動閥吹掃蒸汽時間控制的元件。固態(tài)型定時器,由晶體管和阻容充電電路構(gòu)成,計時比較準(zhǔn)確,歐姆龍定時器是取得UL、CAS、NK、LR、CCC認證的產(chǎn)品,用于工業(yè)化控制可靠性好。采用時間控制器,控制氣動閥的開啟時間,在蒸汽壓力低時,適當(dāng)延長時間,蒸汽壓力高時,適當(dāng)縮短時間,方便靈活、直觀。在時間設(shè)定上,可以通過管道蒸汽壓力大小確定吹管時間。以第二生產(chǎn)車間吹掃時間為例,確定吹掃時間與蒸汽壓力的關(guān)系,見表5。由于非常好生產(chǎn)車間輸料管道比較長,其吹掃時間設(shè)定比第二生產(chǎn)車間多0.5min。
歐姆龍H3CR-A時間控制器控制氣動閥操作的規(guī)格見表6。
在生產(chǎn)中,一次吹掃蒸汽時間為2min左右,同時考慮到加強吹掃需要,選用表盤刻度數(shù)字6(非常大值)的H3CR-A定時器。其電氣安全性、操作靈敏度及防護均符合本工序生產(chǎn)安全要求。H3CR-A定時器的性能指標(biāo)見表7。
3方案選擇與實施
通過以上4種方案對比分析,采用定時器控制,連線安裝方便,現(xiàn)場操作方便,可實現(xiàn)自動化操作,且成本非常低。因此,對系統(tǒng)進行改進,方案4為非常佳方案。2021年7月,在原吹掃系統(tǒng)上采用方案4,安裝了氣動閥和時間控制器,根據(jù)時間判定吹掃蒸汽量,用氣動代替手動操作,達到了自動控制的目的。
4結(jié)語
選用氣動閥和時間控制器對水相輸料管道吹掃系統(tǒng)的自動化改進是可行的。改進后的水相輸料管道吹掃系統(tǒng)的應(yīng)用實踐表明,采用定時器控制氣動閥吹掃管道,操作簡單,靈活性好。同樣,把這種方案應(yīng)用于油相輸料管道吹掃系統(tǒng)的自動控制,具有可行性。
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