淺談壓力傳感器在煤氣管道的應用

凌光榮

（佛山歐神諾陶瓷有限公司，佛山 528000）

1 前言

在高新科技自動化飛躍發展的今天，對于陶瓷產品制造行業，機電一體自動化的應用已經非常普遍。由于部份機械設備過于陳舊，或在設計安裝后的使用過程中，使用者的要求越來越高，使得有部分設備不能滿足現有的生產要求，從而對產品加工造成的缺陷無法預見。因此，在加工生產過程中設備會對陶瓷磚坯造成一定的缺陷就在所難免了。如果不能把這種設備的不良動作改進，那么就會給我們的產品加工帶來或多或少的缺陷，既增加了生產成本，又浪費了能源，更不能達到預期的需求。壓力傳感器在工業控制實踐中是最為常用的一種傳感器，其廣泛應用于各種工業自控環境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、石化、油井、管道等眾多行業，因此對其進行了解及引用到所使用的設備上是非常有必要的。作為一名電氣設備主管，有責任對公司在使用中有缺陷的設備進行良性的改進，對陶瓷產品在生產加工過程中因設備造成的缺陷進行排除，并根據科學的理論基礎，充分利用公司現有的資源，對原煤氣管道的穩壓系統進行改進，確保生產做到低成本、低能耗、高精度、高效率。

2 原煤氣管道供氣壓力生產中的一些問題

在原煤氣管道控制系統的生產過程中，一級壓力取決于煤氣站供給管道的壓力，二級車間的煤氣管道壓力，只能用于手動碟閥開度大小來控制壓力。二級管道供氣給燒成窯的壓力時大時小不穩定，造成窯爐火焰大小長短不一。窯膛溫度區域受控偏離設定值，溫度不穩定，磚坯在燒成過程中不能有效地按照工藝單的曲線去落實，使得磚坯出窯半成品的缺陷增多，額外地增加了加工成本。一級煤氣管道的壓力波動直接影響到二級煤氣管道的壓力，使用人工調整碟閥控制二級壓力的穩壓，增加了勞動強度，也降低了設備的使用效率及可操作性。（手動操作如圖1所示）。

3 分析煤氣管道壓力不穩定造成磚形缺陷原因及原控制系統的缺點

（1）半成品出窯的平整度是根據窯爐的溫度控制調整的，當受控溫度偏差過大時，是造成半成品變形缺陷的原因之一。

（2）煤氣壓力偏高或偏低，會直接導致溫度時高時低，容易出現小白降級，也是造成半成品缺陷原因之一。

（3）管道燃氣壓力偏差過大時，會引起半成品在燒成過程中曲線不穩定，出窯后會造成滯后變形。

（4）煤氣壓力波動時，會造成煤氣燃燒不完全及引起窯爐膛溫度不穩定。燃燒不充分使產品達不到足夠的機械強度（如抗折強度）。

綜上幾點分析可以看出，原控制系統所造成的缺陷是有一定依據的，嚴格控制輥道窯燒成區的溫度是避免產品出現異常問題的關鍵。為了能實現二級煤氣管道壓力自動穩壓的功能，使供給窯爐的煤氣壓力得到穩定，在原來的二級煤氣管道上安裝壓力傳感器，這樣可以解決以上壓力不穩定引起的磚形缺陷問題。所以有必要將原控制系統改造成為符合生產工藝的新控制系統。

4 具體的改進方法及原理

隨著工業測控技術要求和自動化控制水平的提高，煤氣管道燃氣輸送過程中，用壓力傳感器檢測的反饋信號來控制管道的壓力，會比較準確與平穩。該壓力傳感器是實現生產過程自動化控制和優化運行的前提條件，能夠正確分析，實時處置因壓力波動所帶來的偏差。在現有的管道控制加裝傳感器控制，該裝置由壓力傳感器檢測二級管道內的煤氣壓力，反饋信號傳送到壓力顯示控制表進行PID運算處理，由控制表執行控制電動執行器，電動執行器根據控制表給的信號打開或關閉閥門，這樣達到二級管道壓力穩壓的目的。利用此控制系統來控制，相比其它傳統的方式控制不但效果好、而且更加穩定可靠，價格也實惠，還能直接關系到生產的平安與穩定。這系統須注意以下幾點：

（1）壓力傳感器主要集中在可靠性、穩定性和高精度三個方面，選用安裝煤氣管道壓力傳感器的需求體現在測量精度、快速響應、溫度特性和靜壓特性、長期穩定性幾個方面。

（2）在原管道的基礎上安裝壓力傳感器，其配套設備還需要以下配件：壓力開關、電動執行器、壓力顯示儀表、中間繼電器、汽動閥。

（3）煤氣管道自動穩壓系統，其工作中安全控制尤其重要，所以斷電自動保護必須與管道聯接。

（4）工作原理主要表現以下方式：首先啟動控制電源電路，電磁閥得電打開氣動安全主閥，然后氣站管道一級供氣給車間煤氣主管道供氣；在車間的供氣系統中，設定給窯爐二級供氣的壓力值，當傳感器檢測到窯爐二級供氣管道的壓力時，反饋一個偏差信號給壓力顯示控制器。在壓力顯示控制器的運算下，輸出信號控制電路中的中間繼電器，由中間繼電器的通斷來驅動電動執行器。再由電動執行器的正轉或反轉打開閥門的大小來控制流量達到穩定壓力的目的。當二級管道內壓力超出管道的設定范圍值時，報警器工作，提醒有關人員及時作出處理。如遇到突發停電事故，則控制電路電磁閥失電，氣動閥自動關閉切斷一級主煤氣氣路，同時打開放散閥排空，這樣確保二級窯爐管道內的煤氣壓力安全，也排除了因停電時窯爐風機停機而引起的煤氣在窯爐支管道內的事故隱患（自動控制如圖3）。

5 改進后的實際應用

改進后的控制系統如下分配。

表1 配件清單

6 結論

通過此次對管道上穩壓裝置的的改進，對于煤氣管道壓力波動的問題得以解決，而且可以實現窯爐燒成的曲線穩定，提高了產品的優等率。

在我們的日常工作中，很多身邊的事、周圍的物都是不可忽視的。對于一些企業的設備，只要我們作出合理的改進，它將給我們帶來一定的經濟收益。這也告訴我們，無論我們在做什么事，我們都要多加思考問題，多問幾個為什么。多對所思考的問題進行科學合理的分析，這樣我們才能以低成本、低能耗、高精度、高效力的生產，為公司的發展打下堅實的基礎。