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摘要:本文主要介紹AI-808和變頻技術(shù)在催化劑廠完善新型催化劑生產(chǎn)工藝改造中的應(yīng)用,并說明系統(tǒng)*控制及*控制參數(shù)的計算。系統(tǒng)運行情況較好,值得推廣使用。 | ||
關(guān)鍵詞:AI-808 變頻調(diào)速 雙閉環(huán) 綠色設(shè)計和制造 *控制 | ||
1、引言 | ||
齊魯石化催化劑廠在完善新型催化劑生產(chǎn)工藝改造前的生產(chǎn)工藝過程是:先從輸送管道向攪拌罐投入一定量的高嶺土,再投入一定量的分散劑,經(jīng)過2.2小時反應(yīng)后,再依次加入其他7種物料,這樣做存在以下問題:(1)由于反應(yīng)時間較長,嚴(yán)重影響產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。(2)由于計量設(shè)備落后,人為影響因素較重,投入分散劑量不能很好控制,投入過多,生產(chǎn)成本大大提高,造成浪費,投入過少,影響產(chǎn)品質(zhì)量,產(chǎn)品不合格率提高,造成大量的廢品。 (3)由于物料的特殊化學(xué)性質(zhì),腐蝕性及粉塵污染較嚴(yán)重,嚴(yán)重影響工人的身體健康。 | ||
2、調(diào)速控制單元的組成及工作原理 | ||
變頻調(diào)速控制單元主要由DCS、PLC、配料皮帶秤、星型給料機、變頻器、AI-808調(diào)節(jié)器、流量計、電氣轉(zhuǎn)換閥等組成。其工藝流程見圖1所示: | ||
3、綠色設(shè)計與制造 | ||
綠色設(shè)計與制造是人類可持續(xù)發(fā)展的必由之路,它將生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會聯(lián)結(jié)成一個協(xié)調(diào)發(fā)展的有機整體,要求經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須考慮自然生態(tài)環(huán)境的長期承載能力,滿足人類長遠(yuǎn)生成的需要。 在系統(tǒng)的工藝改造中,從系統(tǒng)的方案設(shè)計到生成產(chǎn)品,包括生產(chǎn)過程中的周轉(zhuǎn)物、回收物及廢棄物等,都充分地利用綠色設(shè)計的新思想。例如系統(tǒng)方案設(shè)計選擇時,將綠色設(shè)計新思想擺在*,在滿足生產(chǎn)工藝、保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,盡可能多地采用綠色設(shè)計;當(dāng)在滿足生產(chǎn)工藝、保證產(chǎn)品質(zhì)量和采用綠色設(shè)計產(chǎn)生沖突時,采取資金傾斜政策,以滿足實際需要。在系統(tǒng)設(shè)計階段,將影響環(huán)境因素及預(yù)防污染的措施納入產(chǎn)品設(shè)計中,將環(huán)境性能作為產(chǎn)品設(shè)計的目標(biāo)和出發(fā)點,使生產(chǎn)對環(huán)境的污染減少到zui小,從根本上防治了污染,節(jié)約了能源和資源。設(shè)計中,采用HONEYWELL公司的DCS集散控制系統(tǒng)和變頻調(diào)速技術(shù),真正體現(xiàn)人性化設(shè)計,全面實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化,大大減少勞動強度、提高生產(chǎn)效率、降低噪聲污染、節(jié)約電能及減少對電網(wǎng)的沖擊。在物流過程中,實現(xiàn)將物料進(jìn)行全密封裝置,從而杜絕了粉狀及粉粒狀物料(如鋁石、高嶺土等)對周圍環(huán)境的污染,保護(hù)工人的身體健康。提高企業(yè)市場競爭能力和可持續(xù)發(fā)展能力。 | ||
4、工藝改造中存在問題及解決 | ||
4、1DCS采集的數(shù)據(jù)存在問題及解決 由于DCS主要采集4~20mA模擬電流信號,模擬電流存在自身的缺陷,特別是采集的4~20m流量信號通過調(diào)節(jié)器進(jìn)行變送后造成的誤差更大,同時由于調(diào)節(jié)器內(nèi)部采用2路4~20mA模塊,相互之間干擾較嚴(yán)重,傳送到DCS的信號發(fā)現(xiàn)明顯失蹤。后來對設(shè)計進(jìn)行考慮,通過試驗發(fā)現(xiàn)有兩種方式可以解決:其一:更換PID內(nèi)部4~20mA模塊,采用光電隔離型模塊,并對系統(tǒng)的接地加以處理。其二:直接采集電腦積算器的模擬信號,但是積算器的接口只有一個,后來對積算器的模擬輸出進(jìn)行改造,使其準(zhǔn)確的將一路4~20mA模擬接口同時送給調(diào)節(jié)器和DCS,既保證調(diào)節(jié)器正常調(diào)節(jié),又滿足DCS準(zhǔn)確采集流過輸送機的物料。 4、2調(diào)節(jié)閥變化頻率過快 調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)過程中,系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的超調(diào)現(xiàn)象,系統(tǒng)振蕩較嚴(yán)重,星型給料機時停時轉(zhuǎn),調(diào)節(jié)閥頻率變化過快,不能正常工作,容易損壞。其原因主要是:料倉不能均勻下料、現(xiàn)場振動現(xiàn)象較嚴(yán)重、積算器和調(diào)節(jié)器內(nèi)部參數(shù)設(shè)置不合適。根據(jù)現(xiàn)場情況逐個進(jìn)行排除,從而保證調(diào)節(jié)閥正常工作。 4、3變頻器控制方案的實現(xiàn) 由于接就原生產(chǎn)工藝,由兩個料倉對輸送機(內(nèi)裝電子皮帶秤)進(jìn)行給料,從而需要2臺星型料機進(jìn)行給料,經(jīng)過多方面論證及生產(chǎn)工藝需要,采用2臺變頻器進(jìn)行控制,但只提供一路4~20模擬信號,同時采用變頻器轉(zhuǎn)換開關(guān),根據(jù)生產(chǎn)需要選用其中一臺或2臺全部工作。 | ||
5、當(dāng)前應(yīng)用效果 | ||
通過近4年時間的試運行來看,使用效果較好,具體表現(xiàn)在以下幾方面: 5、1生產(chǎn)效率大大提高 原生產(chǎn)工藝中高嶺土和分散劑反應(yīng)時間約為2.2小時,反應(yīng)后的混合物與其它七種物料反應(yīng)時間為40分鐘,可見改造后生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)效率比以前提高4倍。 5、2系統(tǒng)可靠性大大提高 由于系統(tǒng)采用DCS集散控制系統(tǒng),PLC、變頻器、電氣轉(zhuǎn)換閥等均采用進(jìn)口器件,并經(jīng)過嚴(yán)格篩選,系統(tǒng)工作幾個月時間內(nèi)一直運行穩(wěn)定。 5、3綠色設(shè)計和人性化設(shè)計得到充分體現(xiàn) 進(jìn)入二十一世紀(jì)后,隨著生活水平的提高,人們對環(huán)保意識明顯增強,綠色設(shè)計技術(shù)作為一門新興課題正在各行各業(yè)快速應(yīng)用。正是由于該系統(tǒng)充分利用綠色設(shè)計這一先進(jìn)思想,使得系統(tǒng)投入運行后取得許多事前人們意想不到的效果。 5、4產(chǎn)品質(zhì)量和合格率明顯提高 應(yīng)生產(chǎn)工藝需要,通過DCS系統(tǒng)設(shè)定好參數(shù)后,生產(chǎn)過程嚴(yán)格采用自動控制,避免了人為因素的干擾,從而大大地提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和合格率。 5、5工藝控制平穩(wěn)、穩(wěn)定 系統(tǒng)中采用雙閉環(huán)控制,并對系統(tǒng)參數(shù)實行*計算,輸入到DCS系統(tǒng)中的模擬電流信號(即第二路閉環(huán)控制的目標(biāo)值)基本上是個穩(wěn)定信號,從圖3中清楚地看到,系統(tǒng)控制精度在±1%范圍內(nèi),并能平穩(wěn)地工作。 5、6節(jié)能* 系統(tǒng)中用于變頻調(diào)節(jié)高嶺土、鋁石等的電機共有6臺,功率均為1.5kw,全部工作時功率為9kw,實際工作中,功率只達(dá)到55~65%之間,節(jié)約大量的能源。 | ||
6、結(jié)束語 | ||
該系統(tǒng)自2002年7月在齊魯石化已經(jīng)成功運行近4年時間,運行可靠,操作方便,具有很強的抗干擾性,大大提高了企業(yè)生產(chǎn)效率,得到齊魯石化公司領(lǐng)導(dǎo)的好評,也成為我公司的樣板工程,一方面歸功于設(shè)計及器件選擇合理,用戶對設(shè)備的很好應(yīng)用,另一方面與AI-808調(diào)節(jié)器的可靠的質(zhì)量是分不開的。 | ||
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