雙倉泵系統(tǒng)改造
氣力輸送泵是壓送式氣力輸送粉末狀物料的設(shè)備,分為單倉泵和雙倉泵兩種,我公司有單倉氣力輸送泵5臺(tái),都是80年代產(chǎn)品,采用自動(dòng)化控制。另有3臺(tái)Φ1.8m×5m雙倉泵,安裝在濕法線C1、C2和C3的3個(gè)水泥粉磨系統(tǒng)上,用于成品水泥輸送,由于該雙倉泵是50年代產(chǎn)品,設(shè)計(jì)落后,一直靠人工操作,勞動(dòng)強(qiáng)度大(每隔15min就需輸送一倉物料),故障多,又由于該位置受其它設(shè)備的制約,不便于安裝單倉泵,故我們?cè)谠瓉淼幕A(chǔ)上對(duì)雙倉泵加以改進(jìn),改人工控制為自動(dòng)控制。
1 雙倉泵人工控制操作時(shí)存在的問題
1)雙倉泵操作室夾在C1、C6水泥磨中間,噪音大,粉塵大,溫度高,工人工作環(huán)境差。
2)雙倉泵送灰操作過程中,2個(gè)倉的進(jìn)料閥、下料閥及進(jìn)氣閥的開啟都靠人工拔閥門來完成,如倉內(nèi)進(jìn)氣關(guān)閉這個(gè)動(dòng)作:需首先關(guān)閉氣缸的進(jìn)氣閥門,然后打開另1個(gè)閥門把該氣缸內(nèi)的余氣釋放,釋放余氣時(shí),氣體排放在操作室內(nèi),發(fā)出剌耳的尖叫聲,室內(nèi)揚(yáng)塵不停的被余氣吹起,使操作環(huán)境惡劣。
3)崗位工在操作時(shí),要不停地觀察壓力表和時(shí)鐘,掌握好進(jìn)料和送料時(shí)間,否則極易引起堵倉。
2 雙倉泵設(shè)備存在的問題
1)2個(gè)倉共用1個(gè)雙活塞桿氣缸連桿機(jī)構(gòu),氣缸內(nèi)的牛皮碗和兩端的密封容易磨損,引起跑氣,氣缸不能正常工作(經(jīng)??咳斯び们斯鲄f(xié)助),致使下料閥關(guān)閉不嚴(yán)密,引起堵倉、跑灰,跑灰多時(shí)一次達(dá)6~7t。
2)下料閥密封橡膠圈容易壞,主要原因是:①氣缸沒有緩沖裝置,活塞臨近行程終點(diǎn)時(shí),沖擊力大,氣缸振動(dòng)大,同時(shí)使下料閥錐體臨近關(guān)閉時(shí),速度快,沖擊力大,使錐體沖擊下料閥密封橡膠圈;②因下料閥錐體的行程調(diào)整困難,如果調(diào)松了,會(huì)引起關(guān)閥不嚴(yán)、跑灰,調(diào)緊了會(huì)引進(jìn)橡膠圈壓壞,為了不跑灰,一般情況下,調(diào)緊些,故橡膠圈每個(gè)月要換10多次,且橡膠圈更換困難,需到倉里更換,這樣嚴(yán)重影響了磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率。
3)雙活塞桿氣缸連桿機(jī)構(gòu)容易出故障,由于連桿機(jī)構(gòu)的銷子套暴露在外容易進(jìn)灰,磨損快,氣缸安裝找正難,運(yùn)行過程中螺栓易松動(dòng)。
4)控制閥門在操作過程中,由于頻繁動(dòng)作容易損壞,需經(jīng)常更換閥門,更換時(shí)需停磨。
3 技術(shù)改造方案
1)采用單倉泵送料,故障率低,檢修少,且是自動(dòng)控制,勞動(dòng)強(qiáng)度低,但單倉泵另外需1個(gè)中間倉,安裝需5m空間高度,雙倉泵如改成單倉泵,選粉機(jī)和除塵器必須提高高度,或移動(dòng)位置,這樣每臺(tái)改造需資金大約100萬元。
2)雙倉泵全部更新,提供參數(shù)到廠家定做自動(dòng)控制的雙倉泵,每套包括安裝費(fèi)大約要20萬元,3套需60萬元左右。
3)本廠設(shè)計(jì)改造:①原雙倉泵倉體經(jīng)檢驗(yàn)合格,可繼續(xù)使用;②倉內(nèi)送灰系統(tǒng)1998年曾按照單倉泵的送灰系統(tǒng)進(jìn)行了改造,效果很好,可繼續(xù)使用;故只需把原來的雙活塞桿氣缸和控制部分進(jìn)行改造,即把雙活塞桿氣缸改成單個(gè)的緩沖氣缸,人工控制改成PLC控制,并設(shè)置倉堵自動(dòng)報(bào)警裝置等,改造費(fèi)用每臺(tái)只需2萬元,3套共6萬元。且該系統(tǒng)有故障率低、檢修少、勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)。
經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)性比較,決定采用第3種方案。
4 技術(shù)改造方案設(shè)計(jì)原理
4.1 氣動(dòng)控制原理見圖1
圖1 氣動(dòng)控制原理
1,2,3.三通電磁閥;4,5,6,7.氣缸,8.密封圈
水泥由進(jìn)料口加入2號(hào)倉,此時(shí)PLC通過電磁閥2控制進(jìn)料氣缸6,打開進(jìn)料閥2,同時(shí)控制進(jìn)料氣缸7關(guān)閉進(jìn)料閥1。
當(dāng)物料加到一定程度(大約制15min),PLC通過電磁閥控制氣缸做如下動(dòng)作:
2號(hào)倉料滿,3號(hào)電磁閥動(dòng)作→7號(hào)氣缸活塞往下運(yùn)動(dòng)→1號(hào)倉進(jìn)料,同時(shí)6號(hào)氣缸活塞往上運(yùn)動(dòng)→2號(hào)倉錐閥關(guān)閉,停止進(jìn)料→1號(hào)電磁閥動(dòng)作→4號(hào)氣缸壓縮→2號(hào)倉送料→電接點(diǎn)壓力表2指示為0MPa時(shí)→1號(hào)電磁閥動(dòng)作→4號(hào)氣缸復(fù)位→2號(hào)倉送料完畢。
大約15min后,1號(hào)倉料滿,2號(hào)電磁閥動(dòng)作→6號(hào)氣缸活塞往下運(yùn)動(dòng)→2號(hào)倉進(jìn)料,同時(shí)7號(hào)氣缸活塞往上運(yùn)動(dòng)→1號(hào)倉錐閥關(guān)閉,停止進(jìn)料→3號(hào)電磁閥動(dòng)作→5號(hào)氣缸壓縮→1號(hào)倉送料→電接點(diǎn)壓力表1指示為0MPa時(shí)→3號(hào)電磁閥動(dòng)作→5號(hào)氣缸復(fù)位→1號(hào)倉送料完畢,從而進(jìn)入第二個(gè)工作循環(huán)。在控制臺(tái)上設(shè)置了自動(dòng)及手動(dòng)兩套工作方式,便于在使用中選擇。
4.2 自動(dòng)控制電氣原理
由氣動(dòng)控制原理編制雙倉泵自動(dòng)控制程序表和自動(dòng)控制梯形圖并繪制自動(dòng)控制電氣線路圖(見圖2),PLC選用F1-20MR。
圖2 自動(dòng)控制電氣原理
4.3 設(shè)計(jì)計(jì)算
1)氣缸主要參數(shù)
氣缸的主要參數(shù)尺寸取決于氣缸內(nèi)徑D。
式中:D———缸徑,m;
F———關(guān)閉下料錐閥所需拉力F=2.6kN;
P———?dú)飧坠ぷ鲏毫?,約為400kPa;
η———載荷率,取η=0.8。
取下料氣缸缸徑D=125mm,根據(jù)工作需要行程取S=150mm。
綜上計(jì)算,兩臺(tái)下料氣缸選為緩沖氣缸QGBⅡ125×150-MF。
2)耗氣量計(jì)算
Q=(π/4)×D2×(S/t)=(π/4)×0.1252×(0.15/1.5)
=0.001226m3/s=1226cm3/s
式中:Q———壓縮空氣量,m3/s;
D———下料氣缸直徑,D=125mm;
S———工作行程,S=150mm;
t———全行程所需時(shí)間t=1.5s。
3)控制元件選用
根據(jù)對(duì)控制元件的工作壓力及流量要求,按照氣動(dòng)回路原理來選擇主控閥。
主控閥1、3選用K23JD-15
主控閥2選用K24DHd-15
4.4 報(bào)警裝置
1)1號(hào)倉泵輸送水泥時(shí),如電磁閥3出了故障或無壓縮氣源時(shí),則電接點(diǎn)壓力表3壓力為0,報(bào)警裝置會(huì)發(fā)出警報(bào);2號(hào)倉也是如此。
2)泵輸送水泥時(shí),如果出現(xiàn)送不動(dòng),泵內(nèi)壓力上升到0.7MPa時(shí),報(bào)警裝置會(huì)發(fā)出警報(bào)。
4.5 安裝及調(diào)整
進(jìn)料裝置中的錐形閥中心同密封圈中心重合,不得歪斜,安裝結(jié)束后用壓縮空氣啟動(dòng)氣缸,看其動(dòng)作是否正常,有無阻滯、漏氣等問題,如有則應(yīng)排除。安裝時(shí)可根據(jù)需要調(diào)整錐閥上下的鎖緊螺帽,為使密封圈免受錐閥沖擊,一般可調(diào)整到離氣缸行程終點(diǎn)還有5mm左右時(shí)關(guān)閉錐閥。
4.6 維修及保養(yǎng)
安排定期檢修制度,每次檢修都必須仔細(xì)檢查進(jìn)料閥和密封圈8。
泵體應(yīng)定期檢查,具體檢查和檢驗(yàn)內(nèi)容按《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》執(zhí)行。
電接點(diǎn)壓力表由于工作條件差,使用中應(yīng)定期檢查,在連續(xù)工作時(shí),每個(gè)月檢查一下過濾裝置有無堵塞,儀表內(nèi)部有無進(jìn)灰,每過半年須檢查其壓力指示是否準(zhǔn)確,否則應(yīng)做相應(yīng)的調(diào)整。應(yīng)定期進(jìn)行氣動(dòng)元件、電磁閥及電器的維修和保養(yǎng),保證自動(dòng)化控制靈活。
4.7 使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)
1)空壓機(jī)排氣壓力應(yīng)比操作壓力高100~200kPa,以保證萬一堵塞時(shí)仍有吹通能力。
2)本系統(tǒng)所用氣源必須是經(jīng)過水分濾氣器處理了的壓縮空氣。
3)各種管道在安裝完畢后和長(zhǎng)期停用后進(jìn)行使用前須進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。
4)在操作時(shí)每一泵送空后須有一定延遲時(shí)間,保證管道內(nèi)輸送干凈水泥,防止管道堵塞,在長(zhǎng)期停用時(shí)尤為重要。
5)在使用時(shí),如發(fā)現(xiàn)泵內(nèi)壓力持續(xù)不降,超過正常輸送時(shí)間,及報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào)時(shí),則應(yīng)立即關(guān)閉進(jìn)氣閥,檢查其管道內(nèi)有無堵塞,電接點(diǎn)壓力表是否正常。
6)按下輸送閥按鈕時(shí),如泵內(nèi)壓力不升高,須立即停止輸送,檢查各密封件有無漏氣。
7)如果泵在送料時(shí),對(duì)應(yīng)的電接點(diǎn)壓力表壓力為0,這時(shí)應(yīng)立即檢查電磁閥是否有問題。
5 改造后的效益
1)控制系統(tǒng)移到磨機(jī)操作室,把余氣排放到室外,改善操作工人的工作環(huán)境,并可減少2/3的工作人員。
2)報(bào)警裝置及聯(lián)鎖裝置的設(shè)置可杜絕跑灰現(xiàn)象,每臺(tái)磨每月可減少跑水泥灰20t。
3)因該系統(tǒng)故障率低,每臺(tái)每月可減少停磨20h,3套每年可多產(chǎn)水泥18000t。
由此可見,改造后的控制系統(tǒng)保護(hù)了環(huán)境,增加了生產(chǎn),降低了成本,減少了損失,減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益?!?nbsp;
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