新型成品酸自动输送系统的设计方案与使用

陈栩宇

凉山矿业股份有限公司昆鹏公司设备能源部, 四川 凉山 615141

1 传统成品酸输送系统概述

传统成品酸输送系统中，硫酸有两个成品酸地下槽，一用一备。打酸工作由1 位主控人员和2 位干吸操作人员执行。在需要送酸时由主控人员通知干吸岗位操作人员，干吸操作员A 将泵出口阀逐渐转开，开到20 %～50 %时由另一个操作员B 启动打酸泵。打酸到指定液位时，由A 操作员将泵回流阀打开，之后A 再将泵出口阀关闭，关到20 %～50 %之间时由B 操作员停打酸泵。

但是启动时手动操作阀门使操作工处于危险状态。因憋压和水锤等原因，泵至泵出口阀之间将更容易出现破损。而一旦出现破损造成的后果将是灾难级。另外时常出现的错误操作对泵可能造成较大的损害。如启动打酸泵时未按要求开阀，导致启动负荷过大，对泵及电机冲击大，造成使用寿命减少。而在停泵时未按要求关泵出口阀导致泵反转而很容易损坏泵。未按要求关闭泵回流阀会导致输送效率低甚至不能输送，未按要求开回流阀，则会输送管道时刻处于高压状态，且在启泵时与泵出口酸相对冲击，危险性大。

2 新型成品酸自动输送系统的设计难点

自动运行时测量错误可能造成的损害成为系统设计的一大难点。液位问题是人工打酸时，现场有翻版液位计对比，若雷达液位计出现错误可由现场人员提醒及做应急操作。而自动打酸一旦液位计出现故障将对设备造成更严重的后果。由于目前此位置雷达液位计稳定性已经较高，本文采取增加一台雷达液位计做辅助判断的方法减少液位故障的损害。阀门实际未按要求动作后果如上。因此需要做出故障判断并做出故障报警。

3 新型成品酸自动输送系统的设计方案

3.1 新型成品酸自动输送系统的整体结构

在两台干吸地下槽泵出口安装电动截止阀作为出口阀。在出口阀下游回流管上安装电动截止阀。在两台地下槽顶部分别增加一台雷达液位计。泵和阀门的反馈信号和控制信号由分厂DCS 处理。

3.2 新型成品酸自动输送系统的控制方案

3.2.1 泵自动启动

在泵处于停止状态，地下槽液位≥1.8m 时，且备用泵出口阀处于关到位状态。自动启动程序开始进行初始化动作,即泵出口阀关闭、回流阀关闭。直至收到出口阀和回流阀的全关信号，达到初始化条件后，泵出口阀开始开启。出口阀开始开启2 s 后，泵启动并保持运行。且对备用泵给出禁止启动条件。

3.2.2 泵自动停止

在泵处于运行状态，且地下槽液位≤0.4 m 时。出口阀开始关闭。出口阀关闭8s（或关到位）后，泵停止，同时回流阀开始开启，并取消对备用泵的禁止启动条件。

3.2.3 泵远控人工启停

在主控画面设置成品酸泵“人工/自动”切换开关。当特殊情况需要人工远程启停酸泵时，点击此切换开关，切换到人工模式。人工模式时，成品酸泵与其出口阀、回流阀彼此动作不关联。启停泵时，单独操作对应阀门的开闭和泵的启停。

3.2.4 “紧急停止”

若主控人员收到现场报告，需要立即停泵时，点击紧急停止按钮。点击后不需要在控制画面切换“自动/手动”开关，泵直接停止。停泵后出口阀开始关闭，回流阀开始开启；

3.2.5 现场/远控切换

在现场泵、阀门控制箱上设置“现场/远控”切换开关。现场操作人员根据现场情况需要紧急操作时，在控制柜将切换开关旋到现场位置。之后可视现场情况操作设备。

3.3 新型成品酸自动输送系统的设备保护、报警

A 每个地下槽上有两台雷达液位计，一台液位作为泵控制依据，一台作为判断液位是否正确的依据。如果出现两台液位计测值误差超过0.1 m 并持续2 秒的情况，则操作模式自行进入手动模式并发出危急级（红色）报警“level_fault”且对泵给出一次跳车信号。在此报警未消除前无法进入自动模式。

B 在自动运行档位，泵初始化动作关闭出口阀、回流阀时，若15s 未收到两个阀门关到位信号，发出危急级报警（红色）“valve_close_fault”。

C 在自动运行档位，泵启动3s 后，若出口阀关到位信号未取消。则对泵给出跳车信号，并发出发出危急级报警（红色）“valve_open_fault”。

D 在自动运行档位，泵启动13 s 后，出口阀未收到开到位信号，则发出警告级报警（黄色）“valve_limit_fault”。

3.4 新型成品酸自动输送系统的运行程序

本文设地下槽满槽液位为2 m,泵吸入口液位是0.2 m，阀门从全关到全开是10 s，阀门从全开到全关是10 s。由于DCS 运算能力富裕较大，本文的程序不够精简，但便于观察现场和运行的故障。

3.4.1 开始打酸

“启动打酸”的4 个条件满足后，给出2 s（防止动作冲突，阀门需接为动作自锁）初始化动作信号，15s 后若两个阀门未全关则可能阀门存在故障，给出报警“valve-c-fault”。在两个阀门全关后且打酸条件仍满足情况下出口阀开始开启。同时开始启动泵计时，2s 后泵开始启动。

3.4.2 停止打酸

停泵判断为自动档位和液位下限同时达到，则泵出口阀关、回流阀开，8 s 之后泵停止。急停按钮和液位保护跳车与自动停泵的动作是相同的。点击急停按钮11 s 后急停按钮复位。泵互锁条件是1#、2#泵相互之间若有一台泵处于运行，则会使另一台泵停止。

3.4.3 液位故障保护

液位差值计算，是将辅助判断的液位值与液位判断的液位值相减，再取绝对值。液位差值的绝对值大于0.1 m 并超过2 s 时开始报警，并给出2 s（防止冲突）的跳车信号和2 s“手自动状态标签”置为0。

3.5 新型成品酸自动输送系统的使用

在设备配送好电后，在现场控制箱上将阀门和泵的“现场/远控”切换开关切换到远控。将主控流程图上用于打酸的泵切换到成品酸自动输送模式。此系统将会自动打酸。如果现场操作人员发现故障需现场操作时，分别将泵和阀门切换到现场。则可分别在现场控制箱操作阀门和泵。另外出现过液位故障报警后，主控将会切换到手动模式。此时将不能自动输送酸，只能在主控分别操作阀门和泵。需要重新在主控将控制模式切换到自动方可再次自动打酸。

主控人员收到自动打酸模块的红色报警时。应立即通知干吸岗位人员到现场人工操作并联系技术组检查维修。

收到自动打酸模块黄色报警时，联系技术组检查维修。并时刻留意液位、电流情况。

4 结语

随着人工成本要求及安全要求快速提高。许多人工操作已需要改为自动控制，且安全和自动化是工厂的发展方向，本文针对分厂目前占用工时较多、安全隐患较大的成品酸输送环节提出了新型成品酸自动输送系统的设计方案以供参考。