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乳化紮藥水相溶液輸料管道吹掃系統改進的探討

發布日期:2022-02-22  來源:福建海峽科化股份有限公司  作者:吳藝涵  浏覽次數:
【導讀】:針對乳化紮藥水相溶液輸料管道吹掃系統問題,對該系統采用4種方案進行改進分析,采用計量或計時的方法自動控制一次吹掃蒸汽量,達到操作簡便、經濟適用的目的,爲同類項目改進提供參考。......

 摘要:從水相溶解罐到生産車間的輸料管道,每次輸送水相均要用蒸汽吹管一次,以確保管道暢通。每次吹管時,工序操作人員必須通過電話與車間的中控人員聯系,確認吹管是否到位。頻繁反複的過程,增加了工作量,延誤了工作時間。針對此問題,對該系統采用4種方案進行改進分析,采用計量或計時的方法自動控制一次吹掃蒸汽量,達到操作簡便、經濟適用的目的,爲同類項目改進提供參考。

 
引言
乳化紮藥的水相是硝酸铵、硝酸鈉、氯化鉀等氧化劑溶解于一定比例的水中,加熱溶化形成的水溶液,是乳化紮藥生産的重要組成部分。用于制造乳化紮藥的水相,含水量爲10%~13%,析晶點爲75~90℃。由于析晶點比較高,當溫度降低時容易結晶。因此,對輸送水相的管道,一方面要設置保溫;另一方面,對送料後的管道,要用鍋爐蒸汽吹掃,防止輸料管道堵塞。
 
使用蒸汽吹掃輸料管道可保證管道輸料的順暢性。但是,當輸料管道較長時,缺點就暴露出來。從水相溶解罐到一車間的水相管道長度約160m,到二車間的水相管道長度約110m,管徑DN50,每一次蒸汽吹掃都需要上下2個工序人員參與完成,一人操作一人觀測,蒸汽到達後通過工序電話聯系,確認蒸汽是否到位。如此頻繁的操作,增加了操作人員的工作量,也延誤了工作時間。爲減少操作工作量,需要對水相輸料吹掃系統設置進行改進,以實現操作簡便實效的目的。
 
1、改進方案
现有水相输料管道配有一套管径DN25的手动吹扫系统。在该系统上,拟增加一组气动阀和流量計或时间控制器,实现计量和气动控制,达到操作简便的效果。现提出以下4种改进方案。
 
方案1:增加氣動閥+数显涡街流量計+气动阀开关按钮;操作中,手动开气动阀,当蒸汽流量达到时,手动关气动阀;现场显示累积量和适时流量,需要前后相减方知净流量,不需要加大安装管路,维护简单,精度高,流量計成本在5000元左右。
 
方案2:增加气动阀+数显靶式流量計+气动阀开关按钮;操作中,手动开气动阀,当蒸汽流量达到时,手动关气动阀;现场显示累积量和适时流量,需要前后相减方知净流量,不需要加大安装管路,维护简单,精度高,流量計成本在15000元左右。
 
方案3:增加气动阀+质量流量計+气动阀开关按钮;操作中,手动开气动阀,当蒸汽流量达到时,手动关气动阀;现场显示累积量和适时流量,需要前后相减方知净流量,不需要加大安装管路,维护简单,精度高,流量計成本在30000元左右。
 
方案4:氣動閥+時間控制器;操作中,根據設定的時間自動控制氣動閥從開到關的時間;操作簡單,靈活性好,現場可視性好,控制元器件安裝簡單,成本低。
 
2方案分析
2.1改進方案1分析
方案1是采用数显涡街流量計测量蒸汽用量,根据用量判定吹扫是否到位。涡街流量計是根据卡门涡街理论研制的可以测量气体、蒸汽或液体的体积流量的一种速度式流量儀表,其结构简单,无可动部件,压力损失小,可靠性高,使用维护量小。吹扫蒸汽管道配置涡街流量計,吹扫蒸汽时,能实时反映蒸汽用量。生产中确定蒸汽量后,根据涡街流量計判断管道吹扫是否到位。涡街流量計主要技术指标[1]见表1,工况流量范围见表2。
涡街流量計主要技术指标 ( 饱和蒸汽)DN25 涡街流量計工况流量范围( 饱和蒸汽)
通过现场检测,在蒸汽压力为0.3MPa条件下,吹扫管道需要时间90~120s,蒸汽流量为0.5m3/min。若安装涡街流量計后,其流量在流量范围内,不需要对安装部位的管道管径加大处理。由于本工序电气供电压为24V,外供电满足其安装要求,电气选择符合本工序1.4级要求的防爆型即可直接安装使用。
 
2.2改進方案2分析
方案2是采用数显靶式流量計测量锅炉蒸汽,根据用量判定吹扫是否到位。靶式流量計主要用于高黏度、低雷诺数流体的流量测量[2],也可应用锅炉蒸汽、压缩空气、水的流量测量。无可动部件,测量准确度高,适用于高低温介质-196~450℃,适用于高压力工况0~2MPa。其主要技术指标见表3,工况流量范围见表4。
靶式流量計工况流量范围( 饱和蒸汽)DN25 靶式流量計工况流量范围( 饱和蒸汽)
通过现场检测,在蒸汽压力为0.3MPa条件下,吹扫管道需要时间为90~120s,蒸汽流量为0.5m3/min。若安装靶式流量計后,其流量在流量范围内。安装后不需要对安装部位的管道管径加大处理。本工序电气供电压为24V,外供电满足其安装要求,电气选择符合本工序1.4级要求的防爆型即可直接安装使用。
 
2.3改進方案3分析
方案3是采用质量流量計测量蒸汽,根据用量判定是否吹扫到位。
 
质量流量計采用E+H质量流量計,用于测量液体和气体的质量流量,也可测量流体密度和温度。该表精度高,可靠性好,安装方便,在3种仪表中成本非常高。方案改进主要用于操作管理,只需要粗略的流量值,不需要过高的精度要求,且方案3成本较高,因此,不考虑此方案。
 
2.4改進方案4分析
方案4是采用時間控制器控制管道吹掃蒸汽的時間,根據時間判定吹掃是否到位。時間控制器(定時器)能夠根據設定的時間來控制電路的接通或者斷開,是控制電器的開關裝置。
 
方案4中選擇歐姆龍固態型時間定時器作爲氣動閥吹掃蒸汽時間控制的元件。固態型定時器,由晶體管和阻容充電電路構成,計時比較准確,歐姆龍定時器是取得UL、CAS、NK、LR、CCC認證的産品,用于工業化控制可靠性好。采用時間控制器,控制氣動閥的開啓時間,在蒸汽壓力低時,適當延長時間,蒸汽壓力高時,適當縮短時間,方便靈活、直觀。在時間設定上,可以通過管道蒸汽壓力大小確定吹管時間。以第二生産車間吹掃時間爲例,確定吹掃時間與蒸汽壓力的關系,見表5。由于非常好生産車間輸料管道比較長,其吹掃時間設定比第二生産車間多0.5min。
吹扫时间与蒸汽压力的关系
歐姆龍H3CR-A時間控制器控制氣動閥操作的規格見表6。
H3CR-A 定时器规格
在生産中,一次吹掃蒸汽時間爲2min左右,同時考慮到加強吹掃需要,選用表盤刻度數字6(非常大值)的H3CR-A定時器。其電氣安全性、操作靈敏度及防護均符合本工序生産安全要求。H3CR-A定時器的性能指標見表7。
H3CR-A 定时器的性能指标
3方案選擇與實施
通過以上4種方案對比分析,采用定時器控制,連線安裝方便,現場操作方便,可實現自動化操作,且成本非常低。因此,對系統進行改進,方案4爲非常佳方案。2021年7月,在原吹掃系統上采用方案4,安裝了氣動閥和時間控制器,根據時間判定吹掃蒸汽量,用氣動代替手動操作,達到了自動控制的目的。
 
4結語
選用氣動閥和時間控制器對水相輸料管道吹掃系統的自動化改進是可行的。改進後的水相輸料管道吹掃系統的應用實踐表明,采用定時器控制氣動閥吹掃管道,操作簡單,靈活性好。同樣,把這種方案應用于油相輸料管道吹掃系統的自動控制,具有可行性。

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