淺析煤礦型乳化炸藥微機(jī)自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用

摘要：煤礦型乳化炸藥屬于本安、環(huán)保型民用爆破器材，屬行業(yè)鼓勵(lì)發(fā)展產(chǎn)品。生產(chǎn)工藝過(guò)程中安全、質(zhì)量的控制至關(guān)重要，本文通過(guò)對(duì)煤礦型乳化炸藥生產(chǎn)線工藝及自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用的分析。明確微機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)煤礦型乳化炸藥生產(chǎn)各關(guān)鍵工藝參數(shù)控制的有效途徑，提出微機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)提高煤礦型乳化炸藥生產(chǎn)過(guò)程的本質(zhì)安全性和產(chǎn)品質(zhì)量可靠性的重要意義。

關(guān)鍵詞：煤礦型乳化炸藥 微機(jī)自動(dòng)控制 應(yīng)用

0 引言

煤礦型乳化炸藥生產(chǎn)在我國(guó)從上個(gè)世紀(jì)八十年代的罐式間斷乳化到九十年代初兩段連續(xù)乳化，繼而是九十年代中期的連續(xù)乳化，近年出現(xiàn)了微機(jī)監(jiān)控的煤礦型乳化炸藥連續(xù)乳化生產(chǎn)線。連續(xù)乳化就是水相和油相按一定配比計(jì)量后連續(xù)不斷地加入到連續(xù)乳化機(jī)中，一次完成乳化并連續(xù)排出乳膠基質(zhì)。工藝連續(xù)化程度高，乳膠基質(zhì)質(zhì)量得到了較好的保證，工人勞動(dòng)強(qiáng)度也大幅降低。進(jìn)入二十一世紀(jì)后，由于連續(xù)冷卻裝置、連續(xù)敏化裝置和自動(dòng)裝藥機(jī)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用以及微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，從而誕生了乳化炸藥微機(jī)監(jiān)控全連續(xù)生產(chǎn)工藝技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)新建乳化炸藥生產(chǎn)線均采用連續(xù)化生產(chǎn)工藝。微機(jī)監(jiān)控連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)是集手動(dòng)與自控于一體，方便控制切換，從原材料準(zhǔn)備到裝藥包裝各工序?qū)崿F(xiàn)了機(jī)械化自動(dòng)化和微機(jī)化。采用自動(dòng)控制和安全控制，預(yù)警、報(bào)警等技術(shù)手段，使其安全生產(chǎn)得到保證，勞動(dòng)強(qiáng)度大幅降低，生產(chǎn)效率大大提高。

1 煤礦型乳化炸藥連續(xù)化生產(chǎn)線的主要優(yōu)點(diǎn)

1.1 連續(xù)乳化生產(chǎn)，乳化是在瞬間完成，采用無(wú)金屬磨擦的系統(tǒng)密封，使軸密封處于最佳狀態(tài)，生產(chǎn)的乳化基質(zhì)均勻、性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠。

1.2 規(guī)范整體工藝水平提高。連續(xù)冷卻與連續(xù)敏化工藝均采用低速工藝設(shè)備，使生產(chǎn)安全得到充分保證。

1.3 連續(xù)乳化設(shè)備內(nèi)存藥量小，各工序間敞口作業(yè)，低壓管道輸送，所以更加安全可靠。

1.4 設(shè)備布置緊湊，生產(chǎn)效率高。功率消耗小，勞動(dòng)強(qiáng)度低，人均效率高。

2 煤礦型乳化炸藥連續(xù)生產(chǎn)線工藝布置及工序簡(jiǎn)介

按照GB50089-2007《民用爆破器材工程設(shè)計(jì)安全規(guī)范》及原煤炭部《煤礦爆破器材工廠乳化炸藥安全規(guī)程》的規(guī)定，生產(chǎn)線的主要部分由原材料破碎、水相制備和儲(chǔ)存、油相制備和儲(chǔ)存、連續(xù)乳化、連續(xù)冷卻、連續(xù)敏化、裝藥、包裝等八個(gè)主要工序組成。根據(jù)裝藥機(jī)的自動(dòng)化程度，可設(shè)置一個(gè)工房或兩個(gè)工房，加上其它輔助工房及公用設(shè)施就形成了乳化炸藥生產(chǎn)線。

3 煤礦型乳化炸藥連續(xù)化生產(chǎn)線應(yīng)用微機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)的目的

對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的工藝技術(shù)參數(shù)及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，可使工藝參數(shù)的變化在一定的許可范圍內(nèi)，有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量；連續(xù)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，判斷設(shè)備故障等異常因素引起的參數(shù)變化，實(shí)時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警并自動(dòng)有序停機(jī)，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。自動(dòng)控制系統(tǒng)可保證生產(chǎn)過(guò)程中工藝參數(shù)穩(wěn)定在生產(chǎn)設(shè)定值，使水、油相配比更加穩(wěn)定和精確，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)作業(yè)。控制系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能：①實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各控制點(diǎn)（水相和油相罐、連續(xù)乳化機(jī)、敏化機(jī)）的溫度。②監(jiān)控連續(xù)乳化機(jī)的電流、壓力、冷卻水狀態(tài)、噪聲。③實(shí)現(xiàn)水、油相流量自動(dòng)調(diào)節(jié)，并進(jìn)行斷料保護(hù)。④實(shí)現(xiàn)敏化劑、促進(jìn)劑流量自動(dòng)精密調(diào)節(jié)。⑤控制連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中工藝設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。⑥實(shí)現(xiàn)水相溶解罐的電子稱(chēng)重及投料、溶解自動(dòng)化。⑦實(shí)現(xiàn)水、油相輸送計(jì)量至乳化工藝的一鍵自動(dòng)化控制。⑧實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備在控制室集中控制。⑨對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行可視監(jiān)控（含裝藥和包裝）。⑩對(duì)工藝設(shè)備主要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和超限報(bào)警。

4 煤礦型乳化炸藥連續(xù)化生產(chǎn)線應(yīng)用微機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)的范圍及方式

4.1 油、水相各罐的溫度。（監(jiān)控）

4.2 油相各罐和水相儲(chǔ)存罐的液位及水相溶解罐質(zhì)量。（監(jiān)視）

4.3 油、水相工藝流體的流量調(diào)節(jié)、斷流保護(hù)。（監(jiān)控）

4.4 連續(xù)乳化機(jī)的電流、溫度、壓力、冷卻水狀態(tài)、噪聲。（監(jiān)控）

4.5 關(guān)鍵監(jiān)控參數(shù)超限檢測(cè)、報(bào)警和自動(dòng)停機(jī)。（監(jiān)控）

4.6 生產(chǎn)全過(guò)程視頻監(jiān)視。（含裝藥和包裝）。

5 監(jiān)控器件及作用

為實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控，所需配置的監(jiān)控器件或傳感元件有以下幾種，數(shù)量按設(shè)備數(shù)量和工藝確定。

5.1 溫度傳感器（現(xiàn)場(chǎng)顯示和遠(yuǎn)傳兩種）。

5.2 液位傳感器（判斷物料的多少）。

5.3 電子稱(chēng)重系統(tǒng)（測(cè)量物料的重量）。

5.4 壓力傳感器（判斷設(shè)備的壓力大小）。

5.5 流量傳感器（瞬時(shí)流量和累計(jì)流量監(jiān)測(cè)和控制）。

5.6 拾音器（測(cè)量設(shè)備運(yùn)行噪聲）。

6 控制流程圖

控制流程圖見(jiàn)圖6.1。

7 監(jiān)控過(guò)程說(shuō)明

7.1 水相溶解：使用電磁閥和電動(dòng)推桿實(shí)現(xiàn)水相溶解罐自動(dòng)加水和加料，水量由流量計(jì)檢測(cè)，加料量由電子稱(chēng)重系統(tǒng)檢測(cè)，達(dá)到設(shè)定量即自動(dòng)關(guān)閉水閥及下料閥，實(shí)現(xiàn)水相制備自動(dòng)化。

7.2 液位監(jiān)視：油相各罐和水相儲(chǔ)存罐的液位數(shù)據(jù)由裝在各罐上的液位計(jì)輸出信號(hào)到數(shù)字顯示儀表進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和二次控制。

7.3 油、水相流量數(shù)據(jù)由各自的流量計(jì)輸出到數(shù)字儀表，根據(jù)工藝要求通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)流量，以滿足工藝要求。

7.4 敏化劑、促進(jìn)劑流量數(shù)據(jù)由各自的流量計(jì)輸出到數(shù)字儀表，根據(jù)工藝要求通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)流量，以滿足工藝要求。

7.5 使用自動(dòng)乳化按鈕實(shí)現(xiàn)水、油相輸送計(jì)量至乳化工藝的一鍵自動(dòng)化控制。

7.6 水、油相流量斷流保護(hù)，水、油相流量超過(guò)設(shè)定值，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出聲、光報(bào)警并控制水、油相輸送泵和乳化機(jī)停機(jī)。

7.7 乳化機(jī)出現(xiàn)電流過(guò)大、出料溫度過(guò)高、壓力過(guò)大、冷卻水異常等現(xiàn)象系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出聲、光報(bào)警并控制水、油相輸送泵和連續(xù)乳化機(jī)停機(jī)。

7.8 所有設(shè)備除設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)控制按鈕外，同時(shí)在控制室設(shè)置起動(dòng)停止按鈕進(jìn)行集中控制。

8 結(jié)束語(yǔ)

利用微機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)煤礦型乳化炸藥生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，可有效提高生產(chǎn)過(guò)程設(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全性；還可以使工藝過(guò)程更加穩(wěn)定，產(chǎn)品性能得到提高，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。連續(xù)化自動(dòng)化生產(chǎn)體現(xiàn)了文明生產(chǎn)、文明作業(yè)的現(xiàn)代化生產(chǎn)方式。對(duì)推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、自動(dòng)化、微機(jī)化生產(chǎn)都具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪旭光.乳化炸藥（第二版）[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008.

[2]呂春緒等.工業(yè)炸藥理論[M].北京：兵器工業(yè)出版社，2003.

[3]王旭光，鄭炳旭.工程爆破名詞術(shù)語(yǔ)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005.

[4]楊衛(wèi)東，寧瑞卿.乳化炸藥生產(chǎn)中有關(guān)問(wèn)題的探討.西山科技.

作者簡(jiǎn)介：宋永恩，男，西山煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司化工廠技安科，畢業(yè)于北京化工大學(xué)。