| 潤滑油稱重配料系統自動化分析與實現 | 2020-01-17 |
| 摘要：現代潤滑油工業，以其的原料、產品和生產方式，使其與配料系統控制特別是助劑物料的配料系統控制有著密不可分的聯系。潤滑油工業中助劑物料的配料系統控制涵蓋了現代防爆防爆電子秤配料系統、現代控制配料系統工程理論和現代工藝流程設計等的理論和知識。在現代新型干法潤滑油生產中，回轉窯窯尾生料粉輸送配料系統控制、配料罐和攪拌罐的液體輸送配料系統控制、PS、PF等潤滑油中粉煤灰添加的配料系統控制，以及在現代新型建材超光滑液體和添加劑的配料系統控制等等，對這些助劑物料的配料系統控制，無一不對潤滑油工業產品的產量、質量起著至關重要的作用。因此如何保證助劑物料在配料系統控制過程中的穩定性、快速的響應能力和長短期精度，是潤滑油行業發展至今一直所必須面對和解決的問題。針對某潤滑油生產企業在擴能改造的過程當中引入的潤滑油自動化生產新的稱重配料系統進行了探討。利用到了同步計量調合以及自動批量調合技術等新的稱重配料系統，然后輔助以相應的自動化控制措施，非常切合當代潤滑油生產的規模化和精細化的基本要求，從而實現了生產潤滑油生產過程的高效率、高質量以及節能環保的效果顯現。近些年來，由于世界范圍內經濟高速的發展，對石油等能源的依賴程度越來越高。而潤滑油生產行業是石油產品加工中能源消耗非常大的一個產業，在當下能源欠缺的大環境中承受著的巨大壓力。很多生產企業都利用技術和稱重配料系統等方面的創新來減少能源的消耗和成本的投入，繼而減小因成本上升而對企業經營和發展帶來的影響。 1潤滑油自動化生產稱重配料系統操作的設計 對于潤滑油生產稱重配料系統具體過程的自動化掌控，是企業達成節約資源、提升生產效率以及確保產品質量的一個關鍵性步驟。為了能讓生產設備能夠擁有更高的自動化水平和管理水準，繼而確保裝置的操作平穩，較少能源消耗，提升企業的經濟效應，應該設計出一套物料、生產、分裝程序的自動化控制自動配料系統。在實施具體操作的時候，自動配料系統優秀的人機界面能夠將收集到的生產全過程當中的一些信息以數據或者圖像的形式展現出來，這樣工作人員就能實現在中控室對生產全過程實施的監控，只需要利用鼠標或者鍵盤就能夠實現對生產現場機械設備的控制和操作。 配料系統控制的一個重要任務就是在單位時間內對物料質量進行測量。然而，質量是一個特征量，它無法直接測量，以往對質量的測量往往是通過物體在重力場下的重力測量而間接求得的。物料的配料系統控制如翻斗防爆電子秤、失重防爆電子秤、調速定量防爆電子秤等絕大部分的配料系統設備（衡器）的測量模型多建立于杠桿原理，然而其模型，都是建立在靜力平衡的基礎之上。也有采用射線測量技術，其實際上只能測量物料流的載荷密度。在實際工業生產中，我們遇到的大多數的過程配料系統都是在物料運動過程中實現的，對此通常我們只能通過其他手段來降低運動過程對靜力平衡的影響或者用定性方法給予一定的補償。采用這種以靜代動的測量方法雖然可以解決大多工業過程配料系統問題，但從根本上說它無法解決動摩擦、本機諧振及其它振動問題對于測量的影響，因此嚴格意義上說就是沒有從根本上解決動態測量的問題。 助劑配料系統控制配料系統的構成 助劑配料系統控制配料系統發展至今，其配料系統組成主要由過程（稱重）反應釜、（預）給料單元、配料系統單元、輸送及電氣控制單元組成。當然也有將給料、配料系統結合在一起新型測控裝置面世。現階段（預）給料單元的設備有閥門、鋼性（或彈性）葉輪機、管式螺旋配料系統、膠帶配料系統、溢流螺旋配料系統、轉子式配料系統等。閥門裝置簡單，在大流量的條件下，它的設備重量和動力配置較其它裝置小得多。但是閥門適于控制的線性范圍比較小，它的控制要求與助劑流量配料系統的要求類似，因此，反應釜內助劑物料必須處理為“類助劑”，其“粘度”必須保持恒定，從而工藝上要求有一個較好的流態化反應釜作為儲存環節。由于閥門自身的對于儲料單元的料壓變化十分敏感，它的截面選擇應合適，其工作段就維持在閥門截面面積與流量線性關系較好的一段。同時，由于閥門的開度往往是非線性的，因此必須使配料系統與控制之間的時間滯后盡可能地短，從而閥門利用它可以快速開啟的特點，隨著配料系統裝置的反饋信號快速調整閥門的開度，通過有效地控制閥門的截面積，達到穩定流量的目的。葉輪配料系統作為給料設備時，軸承的游隙，殼體與葉片之間的間隙，往往造成大量的空氣泄漏導致配料系統正常狀態的破壞。如果不能采用特殊的密封材料或特殊的結構設計使葉片與殼體間的磨損得到補償，將導致控制品質的惡化。則在實際使用中又會受到很大限制。實際應用中為了提高管式螺旋配料系統的鎖料性，管式螺旋配料系統的長徑比應大于8:1，為10:1，其螺旋葉與管壁的間隙應小于1.5mm，在工藝設計時，可視條件，將管式螺旋配料系統的軸線沿料流運動方向上仰，可達25。為了控制管式螺旋配料系統的長度并加大進料口的面積，相比之下，雙管螺旋配料系統有著明顯的技術優勢。為了有效抑制竄料，管式螺旋配料系統的進料螺旋應為變徑或變距螺旋，使其進料口處呈現整體截面下料，增加其可控性。由于粉料與膠帶間的相對運動對配料系統造成的影響及防塵對環境的影響，因此膠帶配料系統通常需要采用配料系統反應釜作為儲料單元，防爆電子秤體密封或給料面密封，且應用于自然休止角大于25的助劑物料，如白生料的流量控制，但通常不能應用于黑生料和液體的流量控制。有部分廠家采用了寬膠帶和裙邊膠帶，在一定程度上擴展了膠帶配料系統的應用范圍。 溢流螺旋配料系統是管式螺旋配料系統的變型，其出料口向上開并有一定高度的溢流斗，依靠出料口處旋向相反的螺旋葉片的擠壓，溢流出溢流斗。但其動力消耗較大，對塊狀物料和結露比較敏感，因而只有在特殊條件下才考慮它的應用。轉子式配料系統是一些工業國家應用于液體給料的設備，其原理如同幾個上下疊加、進出口相接的盤式配料系統。其流量的變化主要依據配料系統的轉速的變化而改變，消除了反應釜壓及竄料的影響，流量非常穩定。但是這種配料系統功耗較高，磨耗較大，維修費用高。近年來國內外部分廠家從改變結構和耐磨材質入手，降低了功耗和磨耗，大大延長了維修周期，在潤滑油工廠的液體流量配料系統上取得了很大的成功。近年來配料系統設備的發展很快，主要有以下幾種：①減量式配料系統反應釜；②間歇式斗式電子秤；③板式稱重模塊、科里奧利稱重模塊；④螺旋電子秤；⑤電子膠帶防爆電子秤；⑥核子防爆電子秤；⑦轉子防爆電子秤；⑧用于氣固兩相混合物的流量配料系統設備。以上幾種配料系統設備除間歇式斗式防爆電子秤控制比較困難，氣固兩相流量配料系統國內應用較少外，其余的在我國的潤滑油廠都有應用。減量式配料系統反應釜：減量式配料系統反應釜采用靜態配料系統的方法連續配料系統反應釜重的減少量，其精度高，但設備較大，而且在進出料同時進行時無法計算，在小型工廠中很少應用，在大中型工廠多用它與其它配料系統設備配合使用，作為高精度的穩壓反應釜或其它配料系統設備的標定反應釜。間歇式斗式防爆電子秤：間歇式斗式反應釜實際上是雙列的小容量配料系統反應釜，由于雙列間的切換在自動化控制上可靠性較差，在我國的潤滑油廠應用很少。板式稱重模塊（沖板式、溜板式）：其體積較小，價格較低，故障率較低，使用較可靠，在配料系統上基本不存在時間滯后，但其精度稍差，受物料的條件（如溶劑、充氣狀態等）的影響，配料系統會出現漂移。因此多用于定值控制、控制值變化不太頻繁的場合，以及大流量的配料系統控制配料系統。在大流量控制配料系統通常設置配料系統反應釜，以加強沖板式稱重模塊在運轉條件下的標定。 科里奧利稱重模塊：其測量的效應是由物料經過旋轉著的測輪被輸送時出現的科式力而引起的，所以它必須解決兩個關鍵問題：力矩的精確測量和獲得恒定轉速的方法。隨著現代科技液體平的發展，特別是傳感器技術和計算機應用技術迅猛發展，這些問題得到很好地解決，使得科式測量裝置在潤滑油工業中獲得廣泛的應用。與其他力學方法（如沖板配料系統，溜槽配料系統）相比，它有不受物料性質影響等的優點。 螺旋防爆電子秤：在配料系統物料比較穩定的條件下，精度較高，線性度較好，但其是在物料流速恒定或與荷重呈較好的線性關系的條件下設計出來的，因此當不滿足上述條件時，其精度就受到影響。另外，自身皮重較大隨震動會造成零點的漂移，粉塵的沉積和物料在葉片上的粘結也會造成零點的漂移，因此在管理上也有較高的要求。膠帶防爆電子秤：對于荷重的配料系統精度高。但其在荷重配料系統過程中對于膠帶和物料之間的相對運動毫無限制，為了控制助劑物料與膠帶之間的運動，要求物料的自然堆積角不小于25，要求儲料單元料壓非常穩定，對其儲反應釜排氣也有較高的要求。核子防爆電子秤：該種防爆電子秤通過射線穿透物料時的強度衰減，間接測量物料流的載荷密度，由于屬于無接觸配料系統，安裝簡單。但其實際上只能配料系統物料流的載荷密度，而對物料流速則無配料系統手段，因此只能使用在流速恒定或流速呈一定規律，流速與控制參數呈線性關系，或流速與載荷密度呈線性關系的物料流的流量配料系統配料系統中。轉子防爆電子秤：該種防爆電子秤采用盤內的格式葉片推動或限制物料流的流動，因此物料流的流速與其控制參數（轉子的轉速）呈現良好的線性關系；它采用環狀天平的原理，配料系統精度高。而且轉子盤對于支點軸是對稱的，葉片旋轉過程中對于支點軸也是對稱的，因此盤上物料沉積，葉片上物料粘附均不會影響其配料系統精度。進出料口與支點在同一軸承線上，故進出料口的正負壓差也不會對配料系統產生太大的影響。德國的PFISTER公司的轉子防爆電子秤將通常的配料系統與控制分由兩個設備承擔的方式，改為將配料系統和自動配料系統置于一體，變通常的控制于配料系統之后的時間滯后控制為流量的前置控制，不但提高了配料系統精度，更是大大提高了助劑流量的控制精度。用于氣固兩相混合物的流量配料系統設備：其配料系統原理是在助劑物料的氣力輸送過程中，通過氣體流量配料系統和輸送含塵氣體的濃度配料系統來實現助劑物料流量的配料系統。德國的Endress+Hauser公司曾進行過工業性試驗，但由于配料系統精度尚存在一些問題，至今少有應用。 2簡述潤滑油自動化生產稱重配料系統技術 2.1同步計量自動調合技術 現在，一些國外的大企業在這方面的技術已經比較成熟了，這就給我們國家潤滑油生產企業提供了借鑒的素材。其中FMC裝置應該分成三個部分：計量通道，進料自動配料系統以及調和母管。生產自動配料系統中通常都有很多計量通道，各組分能夠利用調和母管而實現將潤滑油輸送到成品罐當中的過程。在大批量調和的時候，效率比較高，產品所能應用的范圍也比較廣泛，并且不會產生環境污染。調和母管利用的是球掃線自動配料系統，能夠實現對添加劑加以輸送，然后利用基礎油對管道加以清洗，再用清掃球對管道實施清理，這樣就能夠防止添加劑浪費以及不同樣品之間污染情況的出現。以上所說的所有程序都能夠依照預先設定的程序實現自動化的工作。 2.2自動批量調合技術 這種技術主要是依照調合配方的具體要求利用基礎油以及添加劑原料等按一定的順序注入到調合反應釜當中，之后再將攪拌器開啟，攪拌到混合足夠均勻的一種調合的方式。對于原料的計量是利用調合反應釜上的稱重元件實現的，該裝置是利用鋼結構實現支撐的調合反應釜結構，底反應釜的主要工作是將基礎油跟混合分量比較大的一些添加劑的攪拌混合，設置有桶裝添加劑的抽提元件實現添加劑的投入。因為該裝置所利用的承重元件的控制精度較高，所以通常都是將其用在投料過程精度要求比較高，并且混合原料種類比較多的一些高檔潤滑油產品。在整個生產過程當中，都是在密閉設備以及管道中完成的，從而很好的避免外界環境對生產過程形成的影響。 2.3球掃線技術 該自動配料系統主要是應用清掃球實現對管線的清理，在完成清掃之后，管道內每米的潤滑油含量不會超過一毫升，每個閥里面不會超過五毫升。該自動配料系統的應用能夠防止各種產品之間的互相混合污染，給各種產品和管線所呈現出的純凈度提供了保障。球掃線自動配料系統的結構見圖1。 2.4自動管匯技術 以該技術形成的自動化自動配料系統能夠實現各種管線之間的對接和拆除，并且全部管道都是利用球掃線技術對管線加以清潔，能夠實現任意一個入口和出口之間的連接。它的入口是和輸送泵出口之間連接的，而出口則是接到各個灌裝線上，繼而確保所有產品都能夠輸送到任意一個灌裝線之中。該自動配料系統還有一個特點就是能夠將灌裝設備的能力呈現到的程度，繼而降低成品輸送管的數目，提升每一個管道的利用效率。然后與球掃線自動配料系統之間相互配合，能夠較為靈活的對各種產品加以切換。因此，該自動化稱重配料系統的應用對市場需求的擴大具有非常強的適應能力。 3潤滑油生產稱重配料系統自動化的優點 3.1生產效率更高 現在的潤滑油生產管道的調和技術主要分成兩種：同步計量以及在線調和，兩種機械設備都是以稱重模塊以及調節閥所構成的很多輸送基礎油或者添加劑的通道，還有一條母管所組成的。基礎油跟添加劑依照設計的混合比例經由各個通道的計量之后進入到母管之中，然后在進入到成品罐當中。在線調合的優勢在于，當進行大量調和的時候，具有較高的效率，能夠在管道里直接將各種原料混合成最終的產品，成品罐中能夠實現攪拌器的取消。而它的缺點則在于對配方變化的適應能力較差。所以這種技術用在配方較為單一，而且原料的品種和質量都比較穩定的大量生產中。同步計量的優勢則在于對大批量調和時效率也比較高，而且對不同配方表現出的適應能力，對于各種配方都能夠依據泵所具備的流量，在同一 了一套較為*、科學的現代管理理念。 3.1建立健全工程項目文檔管理體系 建立健全文檔管理制度是做好建筑工程文檔管理的基礎。為了加強對工程建設各階段文檔資料的有序管理了，保證歸檔資料及圖紙的準確、齊全、規范，建設單位在項目建設初期就應按照國家文檔管理的有關規定，結合建筑實際情況，制定相應的文檔管理制度、措施。同時要明確建設單位、勘察設計單位、招投標代理機構、施工單位、監理單位等工程項目管理人員及文檔人員在工程文檔形成過程中各自所應承擔的職責，規范文檔資料的收集、整理，以保證工程自開始與文檔跟蹤管理同步。完整的先期文件很重要，在維護建設單位的合法權益方面有重要的依據、憑證作用。 3.2*工程項目文檔管理組織構架 有效的文檔管理離不開合理的組織機構支持。在項目實施之初，應設立獨立的文檔管理辦公室，作為項目部所有文件、信息的匯集/傳輸/管理中心；設置文控專員負責管理項目部級別的各類文件。文控專員應掌握合同規范對文檔管理的要求，掌握向工程師報批文件的清單、報送要求等，并確立項目信函及各類文件的模板。各職能部門應設置專職/兼職的部門文控員，對部門內的重要文件，例如合同部的索賠相關文件、技術部的各種技術資料、施工部的各種施工記錄、采購部的采購合同相關文件等，進行持續、動態的管理。另外，文檔管理的完整、及時、準確意識應貫穿項目全員全過程。應在項目之初對全員開展文檔管理培訓，并在項目過程中根據需要行強化培訓。 3.3加強文檔管理人員的培訓力度 一個單位建設項目文檔管理的好壞，不僅與本單位的文檔管理規章制度健全與否相關，更與主管文檔的思想觀念、文檔管理人員水平的高低息息相關，所以，提高文檔干伍的管理水平非常重要。文檔管理人員的業務素質包括服務意識、服務質量、服務水平。文檔管理人員要增強服務意識，認清文檔工作的意義和重要性。努力提高服務質量和服務水平，要運用現代化的科學技術和設備，采用科學的管理方法，更好地服務于工程文檔管理工作。文檔管理人員要更新觀念，提高認識，變被動為主動，認真領會和掌握有關法律、法規的內容及主管部門的有關規定，在工作中靈活運用；要有較強的責任心，嚴把工程文檔質量關。項目建設單位應根據實際情況，定期對各有關人員進行文檔知識的業務培訓，讓項目管理團隊從思想上重視文檔管理，掌握項目文檔的組織管理、歸檔范圍、整理規范、保管要求等，不要等到工程項目需要進行文檔驗收時，才知道項目文檔還有整理的標準和安全保管要求，這時往往積累了很多工作需要處理，搞得很被動。因此，建設單位應及時跟蹤項目建設進度，及早介入項目文檔工作，進行業務指導，保證文檔在形成過程中的完整性，為最終建設項目的驗收打下基礎。為后期的竣工圖設計奠定了好的基礎；重視文件的透明和時效性，每個文件都及時錄入到DOCUMENTATION電子文檔信息平臺，供項目組人員及時查閱了解所需文件信息。 4結束語 隨著配料系統設備技術的發展，影響助劑配料系統精度的原因已不再集中在配料系統設備本身。助劑物料的配料系統控制配料系統是有機的整體，儲料單元、配料系統單元、控制單元是三個密不可分的基本單元，是保證助劑物料的流量配料系統的充要條件。助劑物料基本單元及輸送環節中的物料的變化都會對流量產生影響。所以，助劑配料系統控制是一個配料系統工程，它不僅要靠調節裝置的改善和控制軟件的優化來不斷提高配料系統的調節品質，同時它還跟配料系統工藝有密不可分的聯系，只有從配料系統工程的角度出發，才能把握好助劑配料系統控制的發展方向，滿足現代潤滑油工業自動化大生產的要求。一個項目的建設過程，凝集了設計者、建設者、組織者等很多人的心血，從項目的醞釀、決策、設計、施工、竣工到投入使用需經歷很長一段過程，期間所保留的文字、圖紙、圖表等各種形式與載體的文件材料經過移交整理形成完整的建設項目文檔。加強建設項目文檔管理工作，是一項長期和艱巨的任務。我們要從宣傳建設項目文檔的重要性入手，加強各級人員的重視程度，并在保管與利用過程中體現出建設項目文檔的價值和作用；其次在文檔管理過程中文檔管理者不但要積極探索，及時總結，不斷創新，更要善于學習借鑒其他單位、其他項目的經驗，少走彎路，在工作中不斷發現新問題，找出新方法，適應發展與各種變化，才能更加科學地管理好建設項目文檔，為單位的科研、生產、管理服務。 | |
