乙炔發(fā)生器加料和置換操作自控研究

周黎明

摘要：對于乙炔發(fā)生器的應(yīng)用來講，在過去的實際操作過程中，主要采用人工操作的方式來完成乙炔發(fā)生器的加料以及置換操作，這種人工操作的方式，不僅僅會因為人為操作失誤而導致實際工作出現(xiàn)質(zhì)量問題，同時也會給操作人員帶來安全隱患風險。所以在本文當中，將對乙炔發(fā)生器加料及置換操作的自動控制工作進行分析論述。

關(guān)鍵詞：乙炔發(fā)生器;加料置換;自動控制

1.自動化控制改造背景

在某化工廠實際生產(chǎn)過程中，現(xiàn)在已經(jīng)具備每年生產(chǎn)12萬噸PVC樹脂的生產(chǎn)能力。在實際生產(chǎn)過程中，乙炔發(fā)生器主要是在乙炔車間當中發(fā)揮作用，其主要作用是為實際生產(chǎn)中的下道工序提供乙炔氣，在該廠的乙炔車間內(nèi)共有四臺乙炔發(fā)生器，每臺發(fā)生器在備料以及置換和加料操作過程中的操作速率都非常頻繁，在實際操作過程中，每隔20分鐘就需要下一斗料，而每斗料在下放的過程中都需要進行手動的排氮閥、放空閥、上下翻板閥操作，每次操作需要進行20次。據(jù)該廠的實際生產(chǎn)能力，如果在生產(chǎn)過程中按照滿負荷的生產(chǎn)要求進行生產(chǎn)作業(yè)在每單發(fā)生器備料以及置換和加料過程中，共需進行1500余次的排氮閥操作，這些操作均是由人工手動完成的，而操作時候還需要對乙炔的生產(chǎn)情況進行觀測以及監(jiān)控，所以工作人員本身的工作量是非常大的。如果在實際操作過程中手動充氮次數(shù)不夠以及充氮錯誤將會導致電石燃爆事故出現(xiàn)，而如果充氮次數(shù)過多，將會導致乙炔發(fā)生器內(nèi)部壓力過高，從而使防爆膜破裂。而這些情況都會導致乙炔發(fā)生器的運轉(zhuǎn)停止，在乙炔發(fā)生器運轉(zhuǎn)停止之后，乙炔產(chǎn)量會大大降低，這對于整個化工廠的平穩(wěn)生產(chǎn)都會產(chǎn)生直接影響。所以在乙炔發(fā)生器工作過程中，為了能夠提高單位時間內(nèi)的乙炔生產(chǎn)量，以及降低工作人員的勞動強度和安全事故發(fā)生幾率，在本文當中將對乙炔發(fā)生器的備料以及加料和給料等環(huán)節(jié)進行自動控制方案的設(shè)計。這些程序?qū)Πl(fā)生器裝置的關(guān)鍵數(shù)據(jù)時刻進行連續(xù)監(jiān)測，掃除了現(xiàn)有乙炔裝置人工操作運行的監(jiān)控盲點，從技術(shù)層面上提升了乙炔裝置的本質(zhì)安全，降低乙炔操作人員的勞動強度，極大的減少了乙炔操作人員誤操作的可能性。

2.控制方案及流程設(shè)計

2.1乙炔發(fā)生器坐斗備料

在進行自動化控制及設(shè)計過程中，針對乙炔發(fā)生器坐斗備料環(huán)節(jié)，主要是要選擇好備料的發(fā)生器以及計量料斗，然后根據(jù)所設(shè)定好的自動化控制程序，按照順序啟動傳輸皮帶、備料翻板閥以及往復(fù)給料機。在實現(xiàn)自動化控制過程中，自動備料程序投入后，往復(fù)給料機、傳輸皮帶、備料翻板閥需處于串級狀態(tài)，避免人員誤操作;每套發(fā)生器裝置分別設(shè)置自動備料子開關(guān)，當某套發(fā)生器裝置檢修或其他異常時，可從自動系統(tǒng)中切出而不影響其他發(fā)生器自動程序運行;當無序備料時，其他三臺發(fā)生器等待，并按從小到大序號排隊等待;各傳輸皮帶與設(shè)備之間設(shè)定聯(lián)鎖保護，當檢測到設(shè)備異常時，能順序自動停止加料作業(yè)。所以對于備料環(huán)節(jié)來講，實現(xiàn)自動化控制的方式主要是通過自動化程序?qū)φ麄€備料過程中的數(shù)值變化情況進行及時的監(jiān)控以及追蹤，然后根據(jù)數(shù)值變化情況來進行不同程序的執(zhí)行，從而實現(xiàn)自動化控制。

2.2乙炔發(fā)生器的置換及加料自動化控制方案

實現(xiàn)自動化控制的過程中，已經(jīng)進行了自動化程序的設(shè)計，所以在進行自動化控制時，整個控制方案的實現(xiàn)過程按照如下步驟來完成。

單臺發(fā)生器在任何時段手動加料轉(zhuǎn)自動加料時，視為初始啟動，給與操作人員N秒確認時間，在該時間內(nèi)未取消，則開始執(zhí)行自動加料程序;在第一次轉(zhuǎn)為自動時，需由操作人員確定下翻板是否已試漏，后續(xù)循環(huán)操作則由程序進行自動判斷;如單臺發(fā)生器因閥門等故障原因退出自動加料程序，可對故障位置步驟進行記錄，方便精細化檢修，并在下次投入之前需進行故障復(fù)位后方可再次執(zhí)行;單臺發(fā)生器投入自動加料程序后，該發(fā)生器所有閥門均轉(zhuǎn)入串級模式，防止操作人員誤操作;每一步每一步自動放料過程中程序都會自動控制倉振氣錘，防止電石卡料而引發(fā)的程序故障。

首先，是乙炔發(fā)生器上斗的置換操作。當程序檢測到坐斗下料位有電石料位，而上斗電石已排放至下斗顯示為空斗狀態(tài)，且下翻板閥處于關(guān)閉狀態(tài)，可進行上斗置換及坐斗向上斗放料的自動操作，而上斗置換可有兩種方式進行選擇，第一種是當發(fā)生器上下翻板閥確定關(guān)閉后，開上斗放空閥泄壓≤3kpa，然后開上斗充氮閥升壓至15kpa，再關(guān)上斗充氮閥泄壓≤3kpa，重復(fù)設(shè)定次數(shù)，且置換氮氣累計流量≥5m3，最后一次關(guān)氮氣充氮閥泄壓至≤3kpa后，視為置換合格，并打開上斗充氮閥準備放料;第二種是當發(fā)生器上下翻板閥確定關(guān)閉后，開上斗放空閥泄壓≤3kpa，后開上斗充氮閥，排氮計時270秒，視為上斗置換合格，并打開上斗充氮閥準備放料。

其次，則是上翻板閥試漏作業(yè)執(zhí)行，該作業(yè)內(nèi)容在執(zhí)行時，首先需要確定上下翻板閥處于關(guān)閉狀態(tài)，然后打開上斗充氮和排空閥，在上斗壓力發(fā)生顯著變化后，關(guān)閉上斗放空閥及充氮閥，等待30秒后，如果上斗壓力大于0.1kpa設(shè)定值則視為上翻板閥不漏，否則視為上翻板閥漏。自動化控制程序得到這一結(jié)果時就會自動執(zhí)行下一步程序，如果試漏結(jié)果不正常，那么整個程序會自動停止并且報警，提醒工作人員對該情況進行處理，工作人員進行手動處理之后，程序會自動重新開始進行排空作業(yè)，然后執(zhí)行試漏環(huán)節(jié)，試漏結(jié)果正常之后才可以進行下一步程序的操作，如果不正常還會進行報警，直到正常之后才可以進行下一步程序的操作。

然后是上斗向下斗放料以及下翻板閥試漏的程序，自動化控制程序會在等待下斗電石使用完成后，開下翻板閥將電石從上斗放至下斗，放料過程中程序?qū)⒔雇l(fā)生器的電石給料機啟動。在關(guān)閉下翻板閥后，電石給料機禁止啟動聯(lián)鎖自動解除，并對下翻板閥進行試漏，打開上斗放空閥，30秒內(nèi)上斗壓力≤0.5Kpa后關(guān)閉上斗放空閥，等待60秒后，如果上斗壓力≤3Kpa視為下翻板閥不漏，如果上斗壓力>3Kpa視為下翻板閥漏，如果試漏結(jié)果不正常自動化程序會自動停止并報警，然后由操作人員進行手動操作處理程序才會自動重新運轉(zhuǎn)。

最后是電石往發(fā)生器下料的自動給料程序，自動化控制程序會根據(jù)發(fā)生器的液位、溫度、壓力以及乙炔氣柜的高度、壓力等數(shù)據(jù)，自動判斷電石給料機的啟停操作;

2.3自動化控制系統(tǒng)的軟件組態(tài)

在乙炔發(fā)生器實現(xiàn)自動化控制過程中，軟件組態(tài)的方案所選擇的艾默生DELTAV過程自動化控制系統(tǒng)當中的SFC模塊，然后自動化控制工作中倒計時工作模塊所選擇的是CALCU模塊，計時器模塊所選擇的TM模塊，參數(shù)設(shè)置模塊所選擇的是BDSET模塊。所選擇的各軟件均是與乙炔發(fā)生器實際工作需要符合，而且能夠在實際工作過程中發(fā)揮全部效用。

3.結(jié)束語

綜上所述，作者在本文之中對其進行了全面的剖析，希望能夠給予大家一些啟發(fā)，對于乙炔發(fā)生器加料和置換操作的自動化控制實現(xiàn)來講，在整個自動化控制系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)過程中，最主要的是要就所操作的自動化控制工作環(huán)節(jié)進行程序設(shè)計，然后結(jié)合所應(yīng)用的系統(tǒng)軟件，對自動化控制程序的運轉(zhuǎn)進行精準的識別，能夠保證各程序的執(zhí)行均在控制范圍之內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)精準運行并且精準定位。

參考文獻：

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