稱重式石蠟連續成型機在石蠟成型裝置中的應用研究

姬長委

（大慶石化公司煉油廠，黑龍江 大慶 163711）

中石油、中石化的煉化企業以生產加工蠟板為主，其國際通用計量方式為5kg/塊、10 塊/袋、50kg/袋。貨物抽檢，若每袋低于50kg，視為不合格品；若每袋高于50kg，高出部分不計入總重量。因此，蠟板重量精度直接關系到企業的經濟效益。稱重式石蠟連續成型機的核心部分采用了稱重式注蠟系統，該系統具備原理簡單、注蠟精度高、受外界影響因素小、穩定性好、自動化程度高等特點，新技術為生產企業帶來的是能耗降低，成本降低，經濟和社會效益得到顯著提升。

1 稱重式石蠟連續成型機的生產流程

液態蠟來自工藝管道，溫度58 ～86℃；經過溫水換熱對蠟液進行冷卻，蠟液的溫度降到70℃后，通過稱重控制閥進入注蠟器；控制系統通過動態稱量的方式將液蠟按照5kg的重量注入石蠟連續成型機的蠟盤組；蠟盤組通過主電機的驅動，由鏈條帶入冷室，液態蠟逐漸的凝固；冷室中的蠟盤組在軌道上循環一周后，液態蠟凝固成型為蠟板；蠟盤組到達卸蠟的位置，通過卸蠟裝置蠟板脫離蠟盤，卸到輸送皮帶上；輸送皮帶將蠟塊輸送到包裝線進行包裝。

2 稱重式石蠟連續成型機的技術研究

稱重式注蠟技術，液蠟通過稱重控制閥注入注蠟器，系統根據實時液蠟重量，控制閥體開閉量使液蠟重量達到設定值，再注入蠟盤。溫度、密度變化，對注蠟精度沒有影響。注蠟重量在線稱量，精度調整過程簡單、直觀、周期短。根據實時的注蠟重量，可在線智能優化注蠟參數，通過系統的動態控制，實現了注蠟精度±1‰，平均包裝精度0.6‰的高精度連續生產。該注蠟控制系統具有完善的報警保護、顯示功能，可以設定停機蠟油管線套管自動加熱時間，設定停機后澆注缸排蠟閥自動開啟，避免注蠟缸內液蠟凝固。

3 稱重式石蠟連續成型機的技術特點

稱重式石蠟連續成型機的注蠟系統，經過某石化公司制蠟車間的實際應用，與原有石蠟連續成型機的注蠟系統相比，在注蠟原理上進行了創新設計。原有石蠟成型機注蠟系統的注蠟重量，通過體積測量的方式，間接計算獲得，液蠟密度、溫度的變化對注蠟精度都會產生很大影響。稱重式注蠟系統的注蠟重量，通過傳感器測量重量的方式，直接獲得，注蠟精度不受液蠟密度、溫度等條件的影響，減少了實際生產的干擾因素，對設備高效、連續、穩定運行起到關鍵作用。

稱重式注蠟系統機械部分由稱重控制閥、氣缸、鏈接器、支架、稱重傳感器、注蠟 器、彈簧、密封裝置、擾流罩等組成，如圖1 所示。其中稱重控制閥由支架、多位執 行器、鏈接器、閥體、擾流器構成，如圖2 所示。

圖1 稱重式石蠟連續成型機注蠟系統

圖2 稱重式控制閥

設計研發了專用的稱重控制閥。閥體控制單元分為大閥門（大流量）和小閥門（小流量）兩個機構。稱重過程中，需要大閥門快速的將液蠟注入注蠟器的稱量罐體中，然后通過小閥門進行精細的流量補償，最終實現注蠟精度的準確控制。閥門的執行機構采用費斯托和SMC 等進口元器件，提高閥門的可靠性，來保證閥門機械動作的重復精度。

注蠟器中設計研發了液體穩流裝置。液體穩流裝置可以最大限度地減少了液體動態時對稱重傳感器的沖擊干擾。設計研發了擾流器。在稱重控制閥的出口加裝了擾流器，減少液蠟通過稱重控制閥到達注蠟器時對稱量罐體的沖擊和對稱量系統的干擾。

出口擾流裝置。注蠟器的出口加裝了防飛濺的擾流裝置，有效地防止了液蠟注入蠟盤過程中造成的液蠟損失。

注蠟器獨特的結構設計。稱重測量時，執行機構與罐體分離；稱量結束后，執行機構與罐體保持連接，稱量罐體的液蠟注入蠟盤中。再進行稱量時又回到分離的狀態，如此循環動作。

注蠟重量自動調整技術，注蠟重量自動調整技術的目標是液蠟注入蠟盤中的最終重量保持在設定值5kg，精度保持在±1‰。VL 為注蠟重量；（即最終重量）VS 為注蠟器自身的重量；（可以在傳感器校準的時候將其作為皮重去除）VI 為實時稱量的重量；VT 為剩余重量；（注蠟結束后，注蠟器由于液蠟掛壁或者其他物體存留在上面，使得注蠟器有剩余重量）在實際的生產過程中VT 的值會有緩慢變化。控制系統為了保證每次最終的注蠟重量VL 恒定，在每次注蠟的時候都會通過VT+VL=VI 實時計算控制VI 的重量，自動的調整注蠟閥門開啟和關斷的時機，通過控制系統動態的自動調整達到VL 的重復精度，在稱量5kg 蠟液的情況下達到±5g。系統的自動調整過程采用了閉環控制，參數的調整通過現場的實際情況進行整定，整定后的系統在外界條件變化時，可以通過2 ～3 組的注蠟過程后自動調整到系統的控制精度，具備了很好的動態響應。根據生產工況的要求，蠟板重量的實測值為4996 ～5006g, 即精度要求為±5g（±1‰）。系統統計6 個工位的注蠟重量，計算后的平均值，范圍在4997 ～5003g，平均注蠟精度達到±3g（±0.6‰）。

拉力報警系統。原有的石蠟成型機，保護手段單一，當拉力監測系統自身出現故障時，無法對石蠟成型機實施保護；當石蠟成型機發生蠟盤掉軌時，拉力報警系統監測不到，只能拉力增大后才可能被發現；無法根據拉力數據變化分析石蠟成型機可能存在的故障點。稱重式石蠟連續成型機的拉力系統，是將拉緊裝置與主鏈條設置在同一中心線上，消除了橫向應力，使該裝置滑動自如，有效地避免了蠟盤卡死故障。

圖3 稱重式石蠟連續成型機拉力監測裝置的結構圖

通過完善的預警功能，最大程度地減少了設備無計劃停機時間，確保生產計劃順利實施，為設備連續運行提供保障。

圖4 為原有石蠟成型機拉力監測裝置的結構圖

4 結語

經上述對比分析，稱重式石蠟連續成型機，原理簡單、注蠟精度高、受外界影響因素小、穩定性好、自動化程度高，可實現高精度連續生產。