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03月05日 2020

NHR系列儀表在專用樹脂生產自動化改造的應用

發布者:虹潤集團

一、摘要

考慮到專用樹脂生產工藝自動化程度較低,頻繁需要人工操作,誤操作的風險較大,河北某樹脂廠通過自主研發改進,將部分人工操作實現自動化,提高了生產系統自動化水平,降低了勞動強度,確保了生產系統高效運行。在專用樹脂生產的自動化控制系統中,NHR系列儀表主要實現信號采集、測量、控制、積算、記錄、組網通信等功能,該產品是依據GB/T 34049-2017國家標準開發的產品,主要解決流量測量、流量計量、流量批量控制、流量組網而設計的產品。產品的EMC設計符合GB/T17626.2-11相關規定,同時產品取得了CE認證。

二、產品的市場背景
       河北某樹脂廠采用微懸浮聚合法生產專用樹脂,產品廣泛應用于壁紙、醫用手套、玩具和運動地板等領域。在生產過程中由于所采用的生產工藝自動化水平較低,在生產需要人工操作的次數比較頻繁,其次必須嚴格監控各項工藝指標和嚴格按照操作規程執行,為此為解決樹脂生產碰到的諸多問題,該廠引入新的控制理念,對聚合釜涂釜操作和消泡劑、降粘劑加入操作實施智能自動化控制,經過系列設備改造,自動化水平得到進一步的提升。

三、產品的主要技術原理

1、聚合釜涂釜操作

      改造前聚合釜涂釜操作需要人工手動噴涂,涂釜管線用黑膠皮管連接自動手槍噴槍,在聚合 釜入料之前手動往釜壁四周進行噴涂,由于使用手動噴槍,在涂釜過程中釜頂、攪拌、釜底等部分死角無法噴涂,釜壁涂層厚度受人為因素影響薄厚不均且存在漏涂等情況。另外,涂釜后的沖洗采用臨時軟管進行人工操作,同時存在沖洗不徹底等問題。涂釜改造前,由于整體涂釜效果差給生產帶來諸多不利影響。首先,釜壁大量結垢直接影響聚合釜的換熱能力,聚合反應熱移出速率下降,且聚合過程中生成的渣子較多,造成原輔材料消耗上升,其次,聚合釜清理困難,頻繁造成人工下釜清理料塊,時間長、勞動強度大、影響產量;再次黑 膠皮軟管鏈接密封性不嚴,容易發生涂釜液外漏,接口處崩開造成職工身上噴濺大量涂釜液現象時有發生,操作環境惡劣。

    改造后引入了自動涂釜裝置,在聚合釜釜頂增加兩臺電動噴淋閥,配套增設一臺涂釜液泵、一臺沖洗水泵和一臺涂釜液儲罐。涂釜液貯存在涂釜液罐中,從貯罐送來規定量的涂釜液,經蒸汽氣化注入到聚合釜的沖洗水管道中,蒸汽和涂釜液混合物經聚合釜頂的電動噴淋閥噴入到聚合釜中,在聚合釜內的釜壁和內部部件表面上固化,自動涂釜工藝流程示意圖見圖1所示。

2、消泡劑、降粘劑加入操作

     改造前聚合釜反應完成后需要向釜內加入消泡劑 和降粘劑,由于粘劑罐在聚合釜上方,距離地面高約3m ,每次操作人員都需要使用移動梯架將消泡劑、降粘劑手提至車上向罐內加入,由于降粘劑罐周圍管線較多存在一定程度阻擋,易造成藥劑灑落污染操作環境,甚至因加入口閥門忘關造成操作事故。

    改進后消泡劑/降粘劑自動加入裝置,在聚合釜周邊單獨增加1臺消泡劑罐、1臺 降粘劑罐并設置1臺加料泵,消泡劑罐和降粘劑罐平均一周配置一次,需要向釜內加入助劑時,只需要流量計準確計量加入到原有降粘劑罐內即可,自動加入工藝流程示意圖見圖2所示。

四、產品的應用

河北某專用樹脂廠的生產工藝聯鎖簡圖見圖3所示。

整個專用樹脂生產工藝所需要檢測的包括離子膜的停車信號、氫氣總管壓力、氯氣總管壓力、循環水總管壓力、吸收水泵壓力和合成爐的氫氯比值等,在合成爐運行過程中 ,需要控制循環水總管壓力持續90秒,吸收水泵壓力持續180秒,合成爐氫氯比值持續1秒,然后合成爐緊急滅爐 ,實現聯鎖關閉相關閥門并充入氫氣。

合成爐反應儀表配置:

 1、NHR-5700C多回路測量顯示控制儀

  實現氫氣總管壓力、氯氣總管壓力、循環水總管壓力、吸收水泵壓力等信號檢測

 2、NHR-8300系列8路彩色調節無紙記錄儀

實現合成爐氫氯比值控制,將NHR-8300系列8路彩色調節無紙記錄儀的通道1作為控制回路的輸入通道,控制回路的比值設定作為通道2,通道2進行 kx遷移,這樣 就實現了 a=kb的比值調節

專用樹脂生產的聚合釜自動涂釜操作儀表配置:

NHR-5600A流量積算控制儀

實現聚合釜涂釜蒸汽氣化計量、涂釜液流量計量和沖洗水流量計量和檢測

在實際應用時,儀表就可以準確的根據頻率來積算物料的流量,按用戶所設定的值適時關閉電磁閥,達到準確的批量控制下料。引入自動涂釜操作 ,實現自動化改造,結合使用進口涂釜液,防涂釜效果大大提高,渣子料比改造前降低明顯,自動涂釜的操作在密閉的聚合釜內進行,自動涂釜過程不會對現場環境造成影響,成功實現了改造職工工作環境和降低職工勞動強度的預期目標。

專用樹脂生產的消泡劑、降粘劑的自動操作儀表配置

NHR-5600A流量積算控制儀
      實現消泡劑、降粘劑自動操作中助劑計量和檢測

在實際應用時,儀表就可以準確的根據頻率來積算物料的流量,按用戶所設定的值適時關閉電磁閥,達到準確的批量控制下料。引入消泡劑、降粘劑的自動操作,每次向聚合釜內加入助劑時,只需要啟動自動加入程序,由流量計準確計量加入降粘劑罐內,加入量達到設定值即可,無需認為干預,顯著降低職工的勞動強度,避免人工加入時助劑灑落,工作環境進一步得到改善 。

 

產品圖片

NHR-5600A流量積算儀

NHR-5700C多路巡檢儀

NHR-8300比值控制器

五、結束語

綜合上面兩個工序的工藝控制 ,NHR系列儀表能較好的適用于自動化系統中的信號檢測、流量計量和比值控制的場合。通過自動化改造,提高了設備的利用率,大大減少了人為故障。再結合整個系統的控制算法模型及DCS等智能自動化工具,對整個生產的流程進行在線檢測、監測、診斷和智能控制,以實現各種最佳的經濟指標,提高了經濟效益和勞動生產率,同時節約能源、改善勞動條件、保護環境。為企業穩定產量、質量及環境保護、安全生產提供了必要的保證。

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