潤滑油調(diào)和灌裝生產(chǎn)線的自動化實踐和發(fā)展趨勢

付偉健(中國石油天然氣股份有限公司大慶潤滑油分公司，黑龍江 大慶 163711)

0 引言

文章將市場需求作為研究背景，將自動化控制技術(shù)在潤滑油調(diào)和灌裝生產(chǎn)線中的應(yīng)用作為研究內(nèi)容，將自動化控制技術(shù)提高潤滑油調(diào)和灌裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率及潤滑油產(chǎn)品質(zhì)量作為研究目的，希望本文的理論研究內(nèi)容有助于自動化控制技術(shù)在潤滑油調(diào)和灌裝生產(chǎn)線中的普及與應(yīng)用，使其更好的滿足市場需求，助力于城市社會經(jīng)濟的快速發(fā)展。

1 潤滑油生產(chǎn)

潤滑油生產(chǎn)工藝主要包含以下幾個環(huán)節(jié)，第一，潤滑油調(diào)和集管設(shè)計；第二，潤滑油配方設(shè)計；第三，質(zhì)量控制；第四，潤滑油調(diào)和操作；第五，灌裝；第六，出廠。通過對潤滑油生產(chǎn)工藝的分析明確第二、三、四、五環(huán)節(jié)是潤滑油生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)。本文僅對潤滑油調(diào)和與灌裝兩個工藝環(huán)節(jié)展開研究。

1.1 潤滑油調(diào)和

潤滑油調(diào)和主要是指將潤滑油原油作為基礎(chǔ)，通過精細化處理在原有中加入添加劑，提高潤滑油的質(zhì)量指標(biāo)。其中常見潤滑油原油稱為基礎(chǔ)油(下文稱基礎(chǔ)油)，基礎(chǔ)油的基本要求為：經(jīng)過精制的加工工藝；成分中不含有瀝青、蠟。潤滑油的質(zhì)量指標(biāo)主要是指潤滑油的粘稠度、應(yīng)用效果、顏色等[1]。由潤滑油調(diào)和的內(nèi)涵可以明確對基礎(chǔ)油進行調(diào)和的目的就是為了改變基礎(chǔ)油的質(zhì)量指標(biāo)，通過在其中加入添加劑提高潤滑油產(chǎn)品的綜合質(zhì)量。

1.2 潤滑油調(diào)和方式

通過文獻查閱和實地考察得以明確，我國潤滑油調(diào)和生產(chǎn)方式主要為油罐調(diào)和、管道調(diào)和兩種，兩種調(diào)和方式并列存在且各自具備不同的優(yōu)勢特點，潤滑油調(diào)和方式的選擇在一定程度上依賴于生產(chǎn)場合。

1.2.1 油罐調(diào)和

油罐調(diào)和方式主要是指將基礎(chǔ)油與所需的添加劑，依照潤滑油生產(chǎn)比例，在規(guī)定的順序下依次加入調(diào)和釜中，而后經(jīng)過攪拌、加溫、保溫、冷卻等工藝，使基礎(chǔ)油與添加劑充分混和。油罐調(diào)和方式生產(chǎn)工藝較為簡單，是目前國內(nèi)中小型潤滑油生產(chǎn)廠家廣泛應(yīng)用的一種調(diào)和方式。但是油罐調(diào)和方式需要生產(chǎn)廠家具備一定數(shù)量的基礎(chǔ)罐，生產(chǎn)周期也相對較長。

1.2.2 管道調(diào)和

相較于傳統(tǒng)的油罐調(diào)和方式而言，管道調(diào)和具備先進性，通過儀表設(shè)備對基礎(chǔ)油、添加劑的調(diào)流量進行控制，并將特定比例的基礎(chǔ)油和添加劑輸送至總管和管道混合器中，以混流的方式進行潤滑油的生產(chǎn)。管道調(diào)和方式能夠作為自動化技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)，從工藝流程的角度上看管道調(diào)和方式在劑量、流量控制方面更為精確，在生產(chǎn)線上調(diào)和后的潤滑油經(jīng)檢測滿足生產(chǎn)指標(biāo)即可直接灌裝，所以管道調(diào)和方式相較于油罐調(diào)和生產(chǎn)效率更高。

1.3 潤滑油生產(chǎn)中自動化控制的應(yīng)用

隨著我國科技水平的不斷提升，PLC、DCS在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，以計算機設(shè)備、信息技術(shù)為核心的現(xiàn)代化、自動化控制程序成為工業(yè)領(lǐng)域提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵手段。在潤滑油生產(chǎn)中將自動化控制技術(shù)應(yīng)用于調(diào)和釜溫度、壓力等參數(shù)的控制，有助于提高潤滑油調(diào)和生產(chǎn)線的標(biāo)準(zhǔn)化[2]。同時現(xiàn)代化進程控制技術(shù)的應(yīng)用還可以在最大限度上節(jié)省成本，提高潤滑油生產(chǎn)廠家的運營效益。從硬件的應(yīng)用上看，微機、分散型過程控制系統(tǒng)以及程序控制器的應(yīng)用率較高。通過實地調(diào)差獲知近年來我國的潤滑油生產(chǎn)廠家將控制技術(shù)應(yīng)用于溶劑精制、丙烷脫瀝青及減壓蒸餾等工序中。從世界煉油工業(yè)發(fā)展的層面上看，以計算機、信息技術(shù)為中心的自動化控制的應(yīng)用，能夠保證煉油工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展符合社會經(jīng)濟發(fā)展對市場所提出的需求。所以自動化控制在潤滑油生產(chǎn)中的應(yīng)用具備現(xiàn)實意義。

1.4 潤滑油生產(chǎn)工藝流程

潤滑油生產(chǎn)工藝流程圖如圖1所示。

圖1 潤滑油生產(chǎn)工藝流程圖

潤滑油自動化控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 潤滑油自動化控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

2 潤滑油調(diào)和灌裝生產(chǎn)線常見問題分析

通常情況下潤滑油調(diào)和灌裝生產(chǎn)線中的進油管道和出油管道是共用的，但是管道的出口距離和管線的容積存在一定程度的差異，加之不同的生產(chǎn)訂單要求，一旦切換生產(chǎn)油品，那么則需要將油罐內(nèi)的油品排空，在油品排空的環(huán)節(jié)中會產(chǎn)生一定數(shù)量的頂線油，頂線油的存在對下一批次潤滑油的生產(chǎn)質(zhì)量存在直接的影響，而潤滑油生產(chǎn)廠家為了保證各個批次油品的質(zhì)量，對頂線油進行處理并將其進行回流重新利用頂線油生產(chǎn)下一批次的潤滑油。在上述各個環(huán)節(jié)中頂線油量過大及生產(chǎn)中油品質(zhì)量的控制是最為常見的問題，管道共用、管道出口距離和管線容積差異不利于對油品質(zhì)量的控制，而頂線油量過大對于下一批次油品的生產(chǎn)又存在直接影響[3]。

3 潤滑油調(diào)和灌裝生產(chǎn)線自動化策略

3.1 混合黏度數(shù)據(jù)核算的自動化

不同品牌、不同用途的潤滑油其黏度指數(shù)也存在一定的差異，所以在調(diào)和潤滑油的環(huán)節(jié)中生產(chǎn)廠家通常會根據(jù)訂單的需要生產(chǎn)多種類型的潤滑油，但是頂線油的重復(fù)利用對于潤滑油的黏度存在直接的影響，由此可見潤滑油混合黏度數(shù)據(jù)核算的自動化是提高潤滑油調(diào)和效率的有效途徑，以往的潤滑油生產(chǎn)廠家采用人工核算的方式，不僅費事費力同時黏度數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性也會存在一定的誤差。所以本文提出將信息技術(shù)與計算公式相融合，建立潤滑油混合黏度數(shù)據(jù)核算模型，并將其作為基礎(chǔ)判定潤滑油的混合黏度，從而使?jié)櫥偷酿ざ瓤刂圃跇?biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。而后通過對灌裝油品體積分?jǐn)?shù)的獲取，確定實際潤滑油的黏度情況與核算數(shù)據(jù)之間的差異(體積分?jǐn)?shù)大則理論與實際差異小)；通過獲取末次基礎(chǔ)油在首件油品中所占的比例，確定實際產(chǎn)生的影響(比例小則影響低)；通過對潤滑油調(diào)和管道出口上一批次油品占本批次油品體積比例的分析，確定上一批次油品的影響(體積小則影響低)。將上述三種分析方法作為基礎(chǔ)展開自動化分析，能夠使?jié)櫥偷挠推肪C合質(zhì)量得到進一步優(yōu)化。

3.2 頂線量方法的確定

潤滑油調(diào)和管道與灌裝管道出口管線容積的測算是頂線量測算的關(guān)鍵步驟，傳統(tǒng)的測算方法都是將設(shè)計圖紙作為基礎(chǔ)展開測量，但是調(diào)和管道與灌裝管道出口的容積存在較大程度的差異，如果按照小容積進行測算，那么頂線量則會出現(xiàn)過多的情況油品的質(zhì)量則會隨之降低。如果按照大容積進行測量，那么潤滑油生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)成本則會隨之提升。所以頂線量測量方法的確定也應(yīng)融入自動化思維，將調(diào)和管道與灌裝管道匯集的出口位置進行測量，并將測量結(jié)果作為基礎(chǔ)自動生產(chǎn)油品。

3.3 操作工藝的自動化

目前國內(nèi)潤滑油調(diào)和灌裝生產(chǎn)線中的操作工藝主要分為兩種方式，第一種方式是在各個管道交匯的位置應(yīng)用齒輪油、液壓油敷設(shè)回流管線，簡言之就是使?jié)櫥蛷恼{(diào)和釜進入，經(jīng)過出口管道再一次進入調(diào)和釜，以起到一個回流的目的。第二種方式是調(diào)和釜與灌裝設(shè)備之間的回流，應(yīng)用此種方式需要在回流之前保證調(diào)和釜與灌裝設(shè)備的連接，潤滑油進入調(diào)和釜后經(jīng)過出口管道流入灌裝管線，以起到一個回流的目的[4]。本質(zhì)上上述兩種操作工藝均實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)，但是相較于第二中方式而言，第一種方式不需要潤滑油生產(chǎn)廠家耗費大量的成本，且操作工藝較為簡便，在降低頂線油量的基礎(chǔ)上油品的質(zhì)量也不會受到影響。所以在操作工藝自動化的環(huán)節(jié)中可以將第一種方式作為基礎(chǔ)，對出口管線、灌裝頂線的運行規(guī)則進行優(yōu)化，在促進潤滑油回流的基礎(chǔ)上達到高質(zhì)量自動化生產(chǎn)的目標(biāo)。

4 潤滑油調(diào)和灌裝生產(chǎn)線發(fā)展趨勢

隨著我國社會經(jīng)濟水平的不斷提升，工業(yè)領(lǐng)域、制造領(lǐng)域、交通運輸領(lǐng)域等對潤滑油產(chǎn)品的需求量逐年遞增，在這一背景下潤滑油調(diào)和灌裝生產(chǎn)線自動化、現(xiàn)代化、智能化已經(jīng)成為當(dāng)前我國潤滑油生產(chǎn)廠家獲得可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵措施，如果從市場競爭的角度上看，潤滑油生產(chǎn)廠家將自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用于生產(chǎn)工藝流程中，能夠使油品的質(zhì)量得到顯著提升，間接的提高了自身的市場競爭實力，從而保證自身在潤滑油市場中占據(jù)有利的競爭地位。如果從市場需求的角度上看，潤滑油生產(chǎn)廠家將自動化技術(shù)應(yīng)用與潤滑油調(diào)和控制、生產(chǎn)通信、灌裝生產(chǎn)程序的構(gòu)建等方面，一方面可提高油品的生產(chǎn)效率，另一方面可保證對整個生產(chǎn)流程的實時監(jiān)督。從潤滑油生產(chǎn)廠家可持續(xù)發(fā)展的角度上看，時代的進步推動著產(chǎn)業(yè)革新與產(chǎn)業(yè)升級，所以自動化、現(xiàn)代化、智能化的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)管理、產(chǎn)品質(zhì)量控制是保證廠家獲得可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵措施。最后從社會經(jīng)濟發(fā)展的角度上考量，社會經(jīng)濟的發(fā)展進程中對潤滑油的需求量呈逐年遞增的趨勢，不同性能的汽車、高鐵、設(shè)備機械對潤滑油質(zhì)量提出了更高的需求，所以對于潤滑油生產(chǎn)廠家而言要想在保證自身經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)上最大限度的發(fā)揮社會效益，其關(guān)鍵點在于如何與時代的發(fā)展共同進步，如何更好的服務(wù)與社會需求，自動化控制技術(shù)、信息技術(shù)、現(xiàn)代智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用是潤滑油產(chǎn)業(yè)促進社會經(jīng)濟快速發(fā)展的重要舉措。

5 結(jié)語

綜上所述，本文通過對潤滑油調(diào)和方式、潤滑油調(diào)和灌裝生產(chǎn)線常見問題，及自動化在生產(chǎn)中的應(yīng)用進行分析，明確自動化控制技術(shù)的應(yīng)用及生產(chǎn)線的自動化發(fā)展是當(dāng)前我國潤滑油生產(chǎn)廠家必須予以高度重視的發(fā)展問題。本文以市場競爭、市場需求、可持續(xù)發(fā)展、社會效益四個角度分析了潤滑油調(diào)和灌裝生產(chǎn)線未來的發(fā)展趨勢，確定自動化、現(xiàn)代化、智能化是未來我國潤滑油產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本方向。