乙炔发生器加料和置换操作自控研究

周黎明

摘要：对于乙炔发生器的应用来讲，在过去的实际操作过程中，主要采用人工操作的方式来完成乙炔发生器的加料以及置换操作，这种人工操作的方式，不仅仅会因为人为操作失误而导致实际工作出现质量问题，同时也会给操作人员带来安全隐患风险。所以在本文当中，将对乙炔发生器加料及置换操作的自动控制工作进行分析论述。

关键词：乙炔发生器;加料置换;自动控制

1.自动化控制改造背景

在某化工厂实际生产过程中，现在已经具备每年生产12万吨PVC树脂的生产能力。在实际生产过程中，乙炔发生器主要是在乙炔车间当中发挥作用，其主要作用是为实际生产中的下道工序提供乙炔气，在该厂的乙炔车间内共有四台乙炔发生器，每台发生器在备料以及置换和加料操作过程中的操作速率都非常频繁，在实际操作过程中，每隔20分钟就需要下一斗料，而每斗料在下放的过程中都需要进行手动的排氮阀、放空阀、上下翻板阀操作，每次操作需要进行20次。据该厂的实际生产能力，如果在生产过程中按照满负荷的生产要求进行生产作业在每单发生器备料以及置换和加料过程中，共需进行1500余次的排氮阀操作，这些操作均是由人工手动完成的，而操作时候还需要对乙炔的生产情况进行观测以及监控，所以工作人员本身的工作量是非常大的。如果在实际操作过程中手动充氮次数不够以及充氮错误将会导致电石燃爆事故出现，而如果充氮次数过多，将会导致乙炔发生器内部压力过高，从而使防爆膜破裂。而这些情况都会导致乙炔发生器的运转停止，在乙炔发生器运转停止之后，乙炔产量会大大降低，这对于整个化工厂的平稳生产都会产生直接影响。所以在乙炔发生器工作过程中，为了能够提高单位时间内的乙炔生产量，以及降低工作人员的劳动强度和安全事故发生几率，在本文当中将对乙炔发生器的备料以及加料和给料等环节进行自动控制方案的设计。这些程序对发生器装置的关键数据时刻进行连续监测，扫除了现有乙炔装置人工操作运行的监控盲点，从技术层面上提升了乙炔装置的本质安全，降低乙炔操作人员的劳动强度，极大的减少了乙炔操作人员误操作的可能性。

2.控制方案及流程设计

2.1乙炔发生器坐斗备料

在进行自动化控制及设计过程中，针对乙炔发生器坐斗备料环节，主要是要选择好备料的发生器以及计量料斗，然后根据所设定好的自动化控制程序，按照顺序启动传输皮带、备料翻板阀以及往复给料机。在实现自动化控制过程中，自动备料程序投入后，往复给料机、传输皮带、备料翻板阀需处于串级状态，避免人员误操作;每套发生器装置分别设置自动备料子开关，当某套发生器装置检修或其他异常时，可从自动系统中切出而不影响其他发生器自动程序运行;当无序备料时，其他三台发生器等待，并按从小到大序号排队等待;各传输皮带与设备之间设定联锁保护，当检测到设备异常时，能顺序自动停止加料作业。所以对于备料环节来讲，实现自动化控制的方式主要是通过自动化程序对整个备料过程中的数值变化情况进行及时的监控以及追踪，然后根据数值变化情况来进行不同程序的执行，从而实现自动化控制。

2.2乙炔发生器的置换及加料自动化控制方案

实现自动化控制的过程中，已经进行了自动化程序的设计，所以在进行自动化控制时，整个控制方案的实现过程按照如下步骤来完成。

单台发生器在任何时段手动加料转自动加料时，视为初始启动，给与操作人员N秒确认时间，在该时间内未取消，则开始执行自动加料程序;在第一次转为自动时，需由操作人员确定下翻板是否已试漏，后续循环操作则由程序进行自动判断;如单台发生器因阀门等故障原因退出自动加料程序，可对故障位置步骤进行记录，方便精细化检修，并在下次投入之前需进行故障复位后方可再次执行;单台发生器投入自动加料程序后，该发生器所有阀门均转入串级模式，防止操作人员误操作;每一步每一步自动放料过程中程序都会自动控制仓振气锤，防止电石卡料而引发的程序故障。

首先，是乙炔发生器上斗的置换操作。当程序检测到坐斗下料位有电石料位，而上斗电石已排放至下斗显示为空斗状态，且下翻板阀处于关闭状态，可进行上斗置换及坐斗向上斗放料的自动操作，而上斗置换可有两种方式进行选择，第一种是当发生器上下翻板阀确定关闭后，开上斗放空阀泄压≤3kpa，然后开上斗充氮阀升压至15kpa，再关上斗充氮阀泄压≤3kpa，重复设定次数，且置换氮气累计流量≥5m3，最后一次关氮气充氮阀泄压至≤3kpa后，视为置换合格，并打开上斗充氮阀准备放料;第二种是当发生器上下翻板阀确定关闭后，开上斗放空阀泄压≤3kpa，后开上斗充氮阀，排氮计时270秒，视为上斗置换合格，并打开上斗充氮阀准备放料。

其次，则是上翻板阀试漏作业执行，该作业内容在执行时，首先需要确定上下翻板阀处于关闭状态，然后打开上斗充氮和排空阀，在上斗压力发生显著变化后，关闭上斗放空阀及充氮阀，等待30秒后，如果上斗压力大于0.1kpa设定值则视为上翻板阀不漏，否则视为上翻板阀漏。自动化控制程序得到这一结果时就会自动执行下一步程序，如果试漏结果不正常，那么整个程序会自动停止并且报警，提醒工作人员对该情况进行处理，工作人员进行手动处理之后，程序会自动重新开始进行排空作业，然后执行试漏环节，试漏结果正常之后才可以进行下一步程序的操作，如果不正常还会进行报警，直到正常之后才可以进行下一步程序的操作。

然后是上斗向下斗放料以及下翻板阀试漏的程序，自动化控制程序会在等待下斗电石使用完成后，开下翻板阀将电石从上斗放至下斗，放料过程中程序将禁止往发生器的电石给料机启动。在关闭下翻板阀后，电石给料机禁止启动联锁自动解除，并对下翻板阀进行试漏，打开上斗放空阀，30秒内上斗压力≤0.5Kpa后关闭上斗放空阀，等待60秒后，如果上斗压力≤3Kpa视为下翻板阀不漏，如果上斗压力>3Kpa视为下翻板阀漏，如果试漏结果不正常自动化程序会自动停止并报警，然后由操作人员进行手动操作处理程序才会自动重新运转。

最后是电石往发生器下料的自动给料程序，自动化控制程序会根据发生器的液位、温度、压力以及乙炔气柜的高度、压力等数据，自动判断电石给料机的启停操作;

2.3自动化控制系统的软件组态

在乙炔发生器实现自动化控制过程中，软件组态的方案所选择的艾默生DELTAV过程自动化控制系统当中的SFC模块，然后自動化控制工作中倒计时工作模块所选择的是CALCU模块，计时器模块所选择的TM模块，参数设置模块所选择的是BDSET模块。所选择的各软件均是与乙炔发生器实际工作需要符合，而且能够在实际工作过程中发挥全部效用。

3.结束语

综上所述，作者在本文之中对其进行了全面的剖析，希望能够给予大家一些启发，对于乙炔发生器加料和置换操作的自动化控制实现来讲，在整个自动化控制系统设计及实现过程中，最主要的是要就所操作的自动化控制工作环节进行程序设计，然后结合所应用的系统软件，对自动化控制程序的运转进行精准的识别，能够保证各程序的执行均在控制范围之内能够实现精准运行并且精准定位。

参考文献：

[1]刘春艳， 吴明生， 罗炳浩. 乙炔发生器加料和置换操作自控研究[J]. 化工自动化及仪表， 2014， 41（001）：84-86.

[2]闫泽民， 吉荣军. 乙炔发生器加料及置换操作自控程序改造[J]. 聚氯乙烯， 2010， 38（11）：34-35.