乙炔發生器加料和置換操作自控研究

劉春艷 吳明生 羅炳浩

(甘肅銀光聚銀化工有限公司，甘肅 白銀 730900)

某化工廠現具備12萬t/a PVC樹脂生產能力。乙炔車間主要為下道工序提供乙炔氣，共有4臺發生器，每臺發生器備料、置換和加料操作頻繁，平均20min下一斗料，每斗料需要手動操作充、排氮閥約20次。若按滿負荷生產，每班發生器備料、置換和加料共計1 500余次，特別是在充氮置換的過程中，全部為手動操作，操作人員還要監控乙炔的生產情況，工作量很大。手動充氮次數不夠易發生電石燃爆事故；充氮次數過多，有可能使壓力過高，導致防爆膜破裂。發生器一旦停止運行會造成乙炔降量，直接影響工藝裝置的平穩生產。為了減輕操作人員的勞動強度，降低人為操作引發事故的風險，提高生產裝置的平穩運行，筆者制定了乙炔發生器小斗備料、上儲斗的置換和加料自動控制方案，并實施軟件組態、調試和在線運行。

1 控制方案和流程①

1.1 發生器小斗備料

選擇需要備料的發生器和計量料斗，按照設定的程序依次啟動可逆皮帶(A81009B)、2#帶式輸送機(A81008B)和振動給料機(A81007C/D)，同時“B線發生聯鎖”自動投用，當計量料斗(W81001C/D)重量為低報值時，振動給料機(A81007C/D)停止，延時t秒后，可逆皮帶(A81009B)停車，“B線發生聯鎖”自動解除，并提示“發生器小斗備料完成”。當程序檢測到計量料斗內的電石重量達到低報值，并且振動給料機(A81007)關閉后，延時t秒，振動給料機(A81006)自動啟動并加料，達到高報值時自動停止。發生器小儲斗備料流程如圖1所示。

圖1 發生器小儲斗備料流程

1.2 發生器置換、加料

發生器置換、加料的控制方案(圖2)為：

a. 關閉上、下儲斗活門。點擊“自動拉料”按鈕后，系統運行自動加料程序，關閉上、下儲斗活門，程序自動執行下一步。

b. 發生器下儲斗活門試漏。打開上儲斗排空閥，當上儲斗壓力降至低報值時，上儲斗排空閥關閉，進行下儲斗活門試漏，上儲斗保壓10s，壓降小于0.20kPa時認為試漏正常，程序自動執行下一步，否則程序自動停止并報警提示“下活門試漏不正常，請處理”，經手動處理后，程序自動重新開始排空，進行試漏，試漏不正常，程序不自動執行下一步。

c. 發生器上儲斗置換。先打開上儲斗排空閥和充氮閥，當上儲斗壓力達到6.00kPa時，充氮閥和排空閥保持一定開度，置換一定時間。當上儲斗壓力達到8.00kPa時在充氮閥設定的開度基礎上下調；當壓力降至5.30kPa時充氮閥開度在設定的開度基礎上上調。達到置換時間，并且壓力滿足5.30～8.00kPa時，充氮閥和排空閥關閉，并提示操作人員“上斗置換完畢，準備拉料，請打開音箱”，操作人員手動確認并打開音箱后，當程序檢測到“A小斗備料完成”信號后，程序自動執行下一步，否則程序等待。

d. 發生器上儲斗活門試漏。程序自動打開上活門、排空閥和充氮閥，電石開始由小儲斗加至上加料斗，根據電石下料情況，手動開啟倉壁振蕩器，手動確認電石下料完成后，確定“斗電石下料完成”，程序自動關閉上儲斗活門和排空閥,當上儲斗壓力達3.00kPa時充氮閥關閉，進行活門試漏。上儲斗保壓10s，壓降小于0.15kPa時，試漏正常，程序提示 “上活門試漏正常，小斗可以備料”，程序結束。否則程序自動停止并報警。經操作人員手動處理后，程序自動重新進行試漏。

圖2 發生器上儲斗置換和加料流程

2 系統軟件組態

組態方案的實施主要采用CS3000系統中的SFC模塊實現，倒計時采用CALCU模塊，計時器采用TM模塊，參數設置采用BDSET模塊。圖3為加料程序SFC模塊，圖4為備料程序SFC模塊。

圖3 加料程序SFC模塊

圖4 備料程序SFC模塊

3 部分編程

加料程序03步中語句——循環：

While(ATM02.BSTS<>"CTUP")

A1=HD_1.DT03-HD_1.DT10

A2=HD_1.DT03+HD_1.DT10

if (PIT1202A.PV>=8) then

[HV1201A.MODE.MV="MAN",A1]

else if(PIT1202A.PV<=5.31) then

[HV1201B.MODE.MV="MAN",A2]

end if

wend

LAB2:

[HV1201A.MODE.MV="MAN",HD_1.DT03]

wait until(PIT1202A.PV>=HD_1.DT05)

[HV1201A.MODE.MV="MAN",0]

ATM03.OP=1

ATM03.OP=3

ATM03.PH=HD_1.DT06

ATM03.OP=2

wait until(ATM03.BSTS=="CTUP")

LAB3:

P_A2=PIT1202A.PV

ATM03.OP=1

ATM03.OP=3

ATM03.PH=HD_1.DT07

ATM03.OP=2

wait until(ATM03.BSTS=="CTUP")

if(P_A2-PIT1202A.PV

OPEGUIDE OG,13

else

dialogue"提示";"%a A發生器上活門試漏不正常，請處理！",1;confirm

if(PIT1202A.PV>=HD_1.DT05) then

goto LAB3

else

goto LAB2

end if

end if

備料程序03步中語句——條件執行：

if(WIT81001C.PV

OPEGUIDE OG,7

end if

wait until(WIT81001C.PV>=WIT81001C.PH)

[A81009B1.MODE.MV="MAN",0]

[HSA81008B.PV=1]

[A81007C.MODE.MV="MAN",2]

倒計時CALCU模塊中語句：

A=ATM02.DV/60

B=INT(A)

CPV=B

CPV1=ATM02.DV-B*60

4 結束語

自動控制方案實施后，DCS系統可自動執行備料、置換和加料等順序工作，正常情況下無需再進行手動干預。每班發生器備料、置換和加料手動操作減少到70余次，極大減輕地了操作人員的勞動強度，同時減少了誤操作引發安全事故的幾率，提高了裝置生產的平穩性，為安全、高效、穩定生產提供了保障。