乙炔發生器加料和置換操作自控研究

周黎明

摘要：對于乙炔發生器的應用來講，在過去的實際操作過程中，主要采用人工操作的方式來完成乙炔發生器的加料以及置換操作，這種人工操作的方式，不僅僅會因為人為操作失誤而導致實際工作出現質量問題，同時也會給操作人員帶來安全隱患風險。所以在本文當中，將對乙炔發生器加料及置換操作的自動控制工作進行分析論述。

關鍵詞：乙炔發生器;加料置換;自動控制

1.自動化控制改造背景

在某化工廠實際生產過程中，現在已經具備每年生產12萬噸PVC樹脂的生產能力。在實際生產過程中，乙炔發生器主要是在乙炔車間當中發揮作用，其主要作用是為實際生產中的下道工序提供乙炔氣，在該廠的乙炔車間內共有四臺乙炔發生器，每臺發生器在備料以及置換和加料操作過程中的操作速率都非常頻繁，在實際操作過程中，每隔20分鐘就需要下一斗料，而每斗料在下放的過程中都需要進行手動的排氮閥、放空閥、上下翻板閥操作，每次操作需要進行20次。據該廠的實際生產能力，如果在生產過程中按照滿負荷的生產要求進行生產作業在每單發生器備料以及置換和加料過程中，共需進行1500余次的排氮閥操作，這些操作均是由人工手動完成的，而操作時候還需要對乙炔的生產情況進行觀測以及監控，所以工作人員本身的工作量是非常大的。如果在實際操作過程中手動充氮次數不夠以及充氮錯誤將會導致電石燃爆事故出現，而如果充氮次數過多，將會導致乙炔發生器內部壓力過高，從而使防爆膜破裂。而這些情況都會導致乙炔發生器的運轉停止，在乙炔發生器運轉停止之后，乙炔產量會大大降低，這對于整個化工廠的平穩生產都會產生直接影響。所以在乙炔發生器工作過程中，為了能夠提高單位時間內的乙炔生產量，以及降低工作人員的勞動強度和安全事故發生幾率，在本文當中將對乙炔發生器的備料以及加料和給料等環節進行自動控制方案的設計。這些程序對發生器裝置的關鍵數據時刻進行連續監測，掃除了現有乙炔裝置人工操作運行的監控盲點，從技術層面上提升了乙炔裝置的本質安全，降低乙炔操作人員的勞動強度，極大的減少了乙炔操作人員誤操作的可能性。

2.控制方案及流程設計

2.1乙炔發生器坐斗備料

在進行自動化控制及設計過程中，針對乙炔發生器坐斗備料環節，主要是要選擇好備料的發生器以及計量料斗，然后根據所設定好的自動化控制程序，按照順序啟動傳輸皮帶、備料翻板閥以及往復給料機。在實現自動化控制過程中，自動備料程序投入后，往復給料機、傳輸皮帶、備料翻板閥需處于串級狀態，避免人員誤操作;每套發生器裝置分別設置自動備料子開關，當某套發生器裝置檢修或其他異常時，可從自動系統中切出而不影響其他發生器自動程序運行;當無序備料時，其他三臺發生器等待，并按從小到大序號排隊等待;各傳輸皮帶與設備之間設定聯鎖保護，當檢測到設備異常時，能順序自動停止加料作業。所以對于備料環節來講，實現自動化控制的方式主要是通過自動化程序對整個備料過程中的數值變化情況進行及時的監控以及追蹤，然后根據數值變化情況來進行不同程序的執行，從而實現自動化控制。

2.2乙炔發生器的置換及加料自動化控制方案

實現自動化控制的過程中，已經進行了自動化程序的設計，所以在進行自動化控制時，整個控制方案的實現過程按照如下步驟來完成。

單臺發生器在任何時段手動加料轉自動加料時，視為初始啟動，給與操作人員N秒確認時間，在該時間內未取消，則開始執行自動加料程序;在第一次轉為自動時，需由操作人員確定下翻板是否已試漏，后續循環操作則由程序進行自動判斷;如單臺發生器因閥門等故障原因退出自動加料程序，可對故障位置步驟進行記錄，方便精細化檢修，并在下次投入之前需進行故障復位后方可再次執行;單臺發生器投入自動加料程序后，該發生器所有閥門均轉入串級模式，防止操作人員誤操作;每一步每一步自動放料過程中程序都會自動控制倉振氣錘，防止電石卡料而引發的程序故障。

首先，是乙炔發生器上斗的置換操作。當程序檢測到坐斗下料位有電石料位，而上斗電石已排放至下斗顯示為空斗狀態，且下翻板閥處于關閉狀態，可進行上斗置換及坐斗向上斗放料的自動操作，而上斗置換可有兩種方式進行選擇，第一種是當發生器上下翻板閥確定關閉后，開上斗放空閥泄壓≤3kpa，然后開上斗充氮閥升壓至15kpa，再關上斗充氮閥泄壓≤3kpa，重復設定次數，且置換氮氣累計流量≥5m3，最后一次關氮氣充氮閥泄壓至≤3kpa后，視為置換合格，并打開上斗充氮閥準備放料;第二種是當發生器上下翻板閥確定關閉后，開上斗放空閥泄壓≤3kpa，后開上斗充氮閥，排氮計時270秒，視為上斗置換合格，并打開上斗充氮閥準備放料。

其次，則是上翻板閥試漏作業執行，該作業內容在執行時，首先需要確定上下翻板閥處于關閉狀態，然后打開上斗充氮和排空閥，在上斗壓力發生顯著變化后，關閉上斗放空閥及充氮閥，等待30秒后，如果上斗壓力大于0.1kpa設定值則視為上翻板閥不漏，否則視為上翻板閥漏。自動化控制程序得到這一結果時就會自動執行下一步程序，如果試漏結果不正常，那么整個程序會自動停止并且報警，提醒工作人員對該情況進行處理，工作人員進行手動處理之后，程序會自動重新開始進行排空作業，然后執行試漏環節，試漏結果正常之后才可以進行下一步程序的操作，如果不正常還會進行報警，直到正常之后才可以進行下一步程序的操作。

然后是上斗向下斗放料以及下翻板閥試漏的程序，自動化控制程序會在等待下斗電石使用完成后，開下翻板閥將電石從上斗放至下斗，放料過程中程序將禁止往發生器的電石給料機啟動。在關閉下翻板閥后，電石給料機禁止啟動聯鎖自動解除，并對下翻板閥進行試漏，打開上斗放空閥，30秒內上斗壓力≤0.5Kpa后關閉上斗放空閥，等待60秒后，如果上斗壓力≤3Kpa視為下翻板閥不漏，如果上斗壓力>3Kpa視為下翻板閥漏，如果試漏結果不正常自動化程序會自動停止并報警，然后由操作人員進行手動操作處理程序才會自動重新運轉。

最后是電石往發生器下料的自動給料程序，自動化控制程序會根據發生器的液位、溫度、壓力以及乙炔氣柜的高度、壓力等數據，自動判斷電石給料機的啟停操作;

2.3自動化控制系統的軟件組態

在乙炔發生器實現自動化控制過程中，軟件組態的方案所選擇的艾默生DELTAV過程自動化控制系統當中的SFC模塊，然后自動化控制工作中倒計時工作模塊所選擇的是CALCU模塊，計時器模塊所選擇的TM模塊，參數設置模塊所選擇的是BDSET模塊。所選擇的各軟件均是與乙炔發生器實際工作需要符合，而且能夠在實際工作過程中發揮全部效用。

3.結束語

綜上所述，作者在本文之中對其進行了全面的剖析，希望能夠給予大家一些啟發，對于乙炔發生器加料和置換操作的自動化控制實現來講，在整個自動化控制系統設計及實現過程中，最主要的是要就所操作的自動化控制工作環節進行程序設計，然后結合所應用的系統軟件，對自動化控制程序的運轉進行精準的識別，能夠保證各程序的執行均在控制范圍之內能夠實現精準運行并且精準定位。

參考文獻：

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