氯化钠运输系统自动化改造
2016-03-11石晓亮
张 娟 石晓亮
(昊华骏化集团股份有限公司河南驻马店463000)
氯化钠运输系统自动化改造
张娟石晓亮
(昊华骏化集团股份有限公司河南驻马店463000)
昊华骏化集团股份有限公司在原有600 kt/a纯碱装置的基础上,于2014年新建了100 kt/a过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)装置,利用企业内现有的纯碱、氯化钠及外购少量双氧水为原料生产过碳酸钠。由于装置存在生产劳动强度大、人工操作繁琐、控制麻烦、生产不稳定、消耗较高等问题,为此,集团工程技术中心联合集团电气自动化研发中心对氯化钠运输系统进行了自动化改造。
1 工艺流程及存在的问题
在配碱釜内溶化后的纯碱经高剪切角磨泵输送至位于楼顶的合成釜,用泵输送双氧水,生产过程都比较稳定。氯化钠需要从一楼盐库先进入盐库料仓,然后由刮板输送机送至23.8 m处。盐库料仓下面直接安装手动闸板阀,提到23.8 m处,落入水平刮板机,水平刮板机在运行过程中将物料均匀刮入其下部的4台过渡盐仓,每台过渡盐仓需要供给6台合成釜的用盐,过渡盐仓下部安装手动闸板阀,下面设有台秤进行人工称重,称完后倒入手推小车,人工加入合成釜。合成釜为间歇式生产,每釜需氯化钠70 kg,生产时间30 min,然后进入下一工序结晶釜。由于不能连续生产,生产极不稳定。
2 改进措施
2.1将过渡盐仓料位与刮板输送机的启停联锁
原有系统用刮板输送机将盐送至过渡盐仓,由于过渡盐仓较小,上料10~20 min即满,操作人员需要不停地观察过渡盐仓的料位,以便及时停运刮板输送机,操作非常麻烦。为此,在4个过渡盐仓上安装了高低料位联锁装置,并且将盐库盐仓处的手动闸板阀改为电动旋转卸料阀。高料位设置在2/3料位处,低料位设置在1/3料位处。当料位处于2/3时,刮板输送机进料处阀门(已改为电动旋转阀)会自动关闭,但刮板输送机不停运,以确保刮输送板机内的物料输送完毕,防止下一次启动时,因刮输送板机内仍有物料,瞬间启动负荷过大,烧毁电机或损坏设备,为此,设定电动旋转阀停运2 min后,通过PLC控制停运刮板输送板机电机。刮板输送机停运后,过渡盐仓料位能达到4/5。原过渡盐仓是人工放料称重,需不停地观察仓内是否还有物料,现设定了低料位检测装置,当料位低于1/3时,启动刮板输送机加料, PLC程序设定为先启动刮板输送机,等刮板输送机运行30 s后 ,启动加料电动旋转阀(不能先启动电动旋转阀、后启动刮板输送机,否则属于带负荷启动)。投运之后,运行稳定,不需要操作人员上下来回巡检和启停设备,大大减轻了操作人员的劳动强度,确保物料的连续供给,保证了平稳生产,而且程序联锁可避免相关人员的误操作,大大减轻了设备的损坏率。
2.2人工称重改为自动称重
原有称重在过渡盐仓底部安装手动阀门,下设台秤,通过人工控制开关阀门控制称重,需要不断加减物料,劳动强度较大,并且称重不准确,进而影响工艺指标。为此,直接在过渡盐仓的底部增设自动称重系统,量程范围设定为0~100 kg。该自动称重系统增设完成后,称重较准确。
2.3人工加料改为自动导轨加料
原人工称重完成后,需要倒进小车,再由人工推到加料口加料。为减轻劳动强度,直接在每条线的合成釜加料口设置导轨,导轨上有运行小车,每个过渡盐仓对应6台合成釜。系统启动时,小车复位,停于称重系统下部;当称重达到70 kg,物料自动落入运行小车内,处于等待状态;合成釜上设有限位,若某一条线的合成釜需要加盐,小车运行到此处自动停止,5 s后,电动卸料旋转阀自动打开卸料,3 min后电动阀关闭,小车自动返回原始位置。当称重系统检测到小车返回原位,自动落料;如合成釜不需要加料,小车处于待命状态;自动称重系统落料后,也处于待命状态。
2.4增设自动称重系统与自动运输系统的联锁
由于过碳酸钠生产为间歇式,改造后生产系统原始改造为全自动系统。当合成釜内反应完的物料放至下一个工序的结晶釜内,即合成釜内空时,实际生产中出现新的问题,每台合成釜下面对应1台结晶釜,有时合成釜的搅拌器会出现问题,因此,将全自动加料改为半自动加料,则合成釜需要加氯化钠,由人工在设定的控制面板上控制,物料输送还是自动完成,大大减轻了劳动强度,节省了人员,又保证了生产的灵活性。
3 经济效益分析
3.1节省劳动人员
原来每班需要12人。改造后,启停刮板输送机、观察过渡盐仓料位减员2人,称重部分减员2人,DCS自控系统由8人减员至5人,按年运行天数300 d、每班操作人员140元计,仅此项年节约操作人员7人的工资开支88.2万元。
3.2产量大幅提成,单位成本下降
过碳酸钠产量由改造前的180 t/d提高至改造后的250 t/d,随着产量提高、产能释放,生产成本从原来的4 250元/t降至3 720元/t,仅此项年增效益3 975万元。该技术改造项目在2015年6月在昊华骏化集团股份有限公司“提高自动化程度,减员增效增薪”活动中荣获一等奖。
2015-12-16)