2025年04月04日 12:48:31 来源：广州市凯士称重设备工程有限公司 >> 进入该公司展台 阅读量：2
| 润滑油称重配料系统自动化分析与实现 | 2020-01-17 |
| 摘要：现代润滑油工业，以其的原料、产品和生产方式，使其与配料系统控制特别是助剂物料的配料系统控制有着密不可分的联系。润滑油工业中助剂物料的配料系统控制涵盖了现代防爆防爆电子秤配料系统、现代控制配料系统工程理论和现代工艺流程设计等的理论和知识。在现代新型干法润滑油生产中，回转窑窑尾生料粉输送配料系统控制、配料罐和搅拌罐的液体输送配料系统控制、PS、PF等润滑油中粉煤灰添加的配料系统控制，以及在现代新型建材超光滑液体和添加剂的配料系统控制等等，对这些助剂物料的配料系统控制，无一不对润滑油工业产品的产量、质量起着至关重要的作用。因此如何保证助剂物料在配料系统控制过程中的稳定性、快速的响应能力和长短期精度，是润滑油行业发展至今一直所必须面对和解决的问题。针对某润滑油生产企业在扩能改造的过程当中引入的润滑油自动化生产新的称重配料系统进行了探讨。利用到了同步计量调合以及自动批量调合技术等新的称重配料系统，然后辅助以相应的自动化控制措施，非常切合当代润滑油生产的规模化和精细化的基本要求，从而实现了生产润滑油生产过程的高效率、高质量以及节能环保的效果显现。近些年来，由于世界范围内经济高速的发展，对石油等能源的依赖程度越来越高。而润滑油生产行业是石油产品加工中能源消耗非常大的一个产业，在当下能源欠缺的大环境中承受着的巨大压力。很多生产企业都利用技术和称重配料系统等方面的创新来减少能源的消耗和成本的投入，继而减小因成本上升而对企业经营和发展带来的影响。 1润滑油自动化生产称重配料系统操作的设计 对于润滑油生产称重配料系统具体过程的自动化掌控，是企业达成节约资源、提升生产效率以及确保产品质量的一个关键性步骤。为了能让生产设备能够拥有更高的自动化水平和管理水准，继而确保装置的操作平稳，较少能源消耗，提升企业的经济效应，应该设计出一套物料、生产、分装程序的自动化控制自动配料系统。在实施具体操作的时候，自动配料系统优秀的人机界面能够将收集到的生产全过程当中的一些信息以数据或者图像的形式展现出来，这样工作人员就能实现在中控室对生产全过程实施的监控，只需要利用鼠标或者键盘就能够实现对生产现场机械设备的控制和操作。 配料系统控制的一个重要任务就是在单位时间内对物料质量进行测量。然而，质量是一个特征量，它无法直接测量，以往对质量的测量往往是通过物体在重力场下的重力测量而间接求得的。物料的配料系统控制如翻斗防爆电子秤、失重防爆电子秤、调速定量防爆电子秤等绝大部分的配料系统设备（衡器）的测量模型多建立于杠杆原理，然而其模型，都是建立在静力平衡的基础之上。也有采用射线测量技术，其实际上只能测量物料流的载荷密度。在实际工业生产中，我们遇到的大多数的过程配料系统都是在物料运动过程中实现的，对此通常我们只能通过其他手段来降低运动过程对静力平衡的影响或者用定性方法给予一定的补偿。采用这种以静代动的测量方法虽然可以解决大多工业过程配料系统问题，但从根本上说它无法解决动摩擦、本机谐振及其它振动问题对于测量的影响，因此严格意义上说就是没有从根本上解决动态测量的问题。 助剂配料系统控制配料系统的构成 助剂配料系统控制配料系统发展至今，其配料系统组成主要由过程（称重）反应釜、（预）给料单元、配料系统单元、输送及电气控制单元组成。当然也有将给料、配料系统结合在一起新型测控装置面世。现阶段（预）给料单元的设备有阀门、钢性（或弹性）叶轮机、管式螺旋配料系统、胶带配料系统、溢流螺旋配料系统、转子式配料系统等。阀门装置简单，在大流量的条件下，它的设备重量和动力配置较其它装置小得多。但是阀门适于控制的线性范围比较小，它的控制要求与助剂流量配料系统的要求类似，因此，反应釜内助剂物料必须处理为“类助剂”，其“粘度”必须保持恒定，从而工艺上要求有一个较好的流态化反应釜作为储存环节。由于阀门自身的对于储料单元的料压变化十分敏感，它的截面选择应合适，其工作段就维持在阀门截面面积与流量线性关系较好的一段。同时，由于阀门的开度往往是非线性的，因此必须使配料系统与控制之间的时间滞后尽可能地短，从而阀门利用它可以快速开启的特点，随着配料系统装置的反馈信号快速调整阀门的开度，通过有效地控制阀门的截面积，达到稳定流量的目的。叶轮配料系统作为给料设备时，轴承的游隙，壳体与叶片之间的间隙，往往造成大量的空气泄漏导致配料系统正常状态的破坏。如果不能采用特殊的密封材料或特殊的结构设计使叶片与壳体间的磨损得到补偿，将导致控制品质的恶化。则在实际使用中又会受到很大限制。实际应用中为了提高管式螺旋配料系统的锁料性，管式螺旋配料系统的长径比应大于8:1，为10:1，其螺旋叶与管壁的间隙应小于1.5mm，在工艺设计时，可视条件，将管式螺旋配料系统的轴线沿料流运动方向上仰，可达25。为了控制管式螺旋配料系统的长度并加大进料口的面积，相比之下，双管螺旋配料系统有着明显的技术优势。为了有效抑制窜料，管式螺旋配料系统的进料螺旋应为变径或变距螺旋，使其进料口处呈现整体截面下料，增加其可控性。由于粉料与胶带间的相对运动对配料系统造成的影响及防尘对环境的影响，因此胶带配料系统通常需要采用配料系统反应釜作为储料单元，防爆电子秤体密封或给料面密封，且应用于自然休止角大于25的助剂物料，如白生料的流量控制，但通常不能应用于黑生料和液体的流量控制。有部分厂家采用了宽胶带和裙边胶带，在一定程度上扩展了胶带配料系统的应用范围。 溢流螺旋配料系统是管式螺旋配料系统的变型，其出料口向上开并有一定高度的溢流斗，依靠出料口处旋向相反的螺旋叶片的挤压，溢流出溢流斗。但其动力消耗较大，对块状物料和结露比较敏感，因而只有在特殊条件下才考虑它的应用。转子式配料系统是一些工业国家应用于液体给料的设备，其原理如同几个上下叠加、进出口相接的盘式配料系统。其流量的变化主要依据配料系统的转速的变化而改变，消除了反应釜压及窜料的影响，流量非常稳定。但是这种配料系统功耗较高，磨耗较大，维修费用高。近年来国内外部分厂家从改变结构和耐磨材质入手，降低了功耗和磨耗，大大延长了维修周期，在润滑油工厂的液体流量配料系统上取得了很大的成功。近年来配料系统设备的发展很快，主要有以下几种：①减量式配料系统反应釜；②间歇式斗式电子秤；③板式称重模块、科里奥利称重模块；④螺旋电子秤；⑤电子胶带防爆电子秤；⑥核子防爆电子秤；⑦转子防爆电子秤；⑧用于气固两相混合物的流量配料系统设备。以上几种配料系统设备除间歇式斗式防爆电子秤控制比较困难，气固两相流量配料系统国内应用较少外，其余的在我国的润滑油厂都有应用。减量式配料系统反应釜：减量式配料系统反应釜采用静态配料系统的方法连续配料系统反应釜重的减少量，其精度高，但设备较大，而且在进出料同时进行时无法计算，在小型工厂中很少应用，在大中型工厂多用它与其它配料系统设备配合使用，作为高精度的稳压反应釜或其它配料系统设备的标定反应釜。间歇式斗式防爆电子秤：间歇式斗式反应釜实际上是双列的小容量配料系统反应釜，由于双列间的切换在自动化控制上可靠性较差，在我国的润滑油厂应用很少。板式称重模块（冲板式、溜板式）：其体积较小，价格较低，故障率较低，使用较可靠，在配料系统上基本不存在时间滞后，但其精度稍差，受物料的条件（如溶剂、充气状态等）的影响，配料系统会出现漂移。因此多用于定值控制、控制值变化不太频繁的场合，以及大流量的配料系统控制配料系统。在大流量控制配料系统通常设置配料系统反应釜，以加强冲板式称重模块在运转条件下的标定。 科里奥利称重模块：其测量的效应是由物料经过旋转着的测轮被输送时出现的科式力而引起的，所以它必须解决两个关键问题：力矩的精确测量和获得恒定转速的方法。随着现代科技液体平的发展，特别是传感器技术和计算机应用技术迅猛发展，这些问题得到很好地解决，使得科式测量装置在润滑油工业中获得广泛的应用。与其他力学方法（如冲板配料系统，溜槽配料系统）相比，它有不受物料性质影响等的优点。 螺旋防爆电子秤：在配料系统物料比较稳定的条件下，精度较高，线性度较好，但其是在物料流速恒定或与荷重呈较好的线性关系的条件下设计出来的，因此当不满足上述条件时，其精度就受到影响。另外，自身皮重较大随震动会造成零点的漂移，粉尘的沉积和物料在叶片上的粘结也会造成零点的漂移，因此在管理上也有较高的要求。胶带防爆电子秤：对于荷重的配料系统精度高。但其在荷重配料系统过程中对于胶带和物料之间的相对运动毫无限制，为了控制助剂物料与胶带之间的运动，要求物料的自然堆积角不小于25，要求储料单元料压非常稳定，对其储反应釜排气也有较高的要求。核子防爆电子秤：该种防爆电子秤通过射线穿透物料时的强度衰减，间接测量物料流的载荷密度，由于属于无接触配料系统，安装简单。但其实际上只能配料系统物料流的载荷密度，而对物料流速则无配料系统手段，因此只能使用在流速恒定或流速呈一定规律，流速与控制参数呈线性关系，或流速与载荷密度呈线性关系的物料流的流量配料系统配料系统中。转子防爆电子秤：该种防爆电子秤采用盘内的格式叶片推动或限制物料流的流动，因此物料流的流速与其控制参数（转子的转速）呈现良好的线性关系；它采用环状天平的原理，配料系统精度高。而且转子盘对于支点轴是对称的，叶片旋转过程中对于支点轴也是对称的，因此盘上物料沉积，叶片上物料粘附均不会影响其配料系统精度。进出料口与支点在同一轴承线上，故进出料口的正负压差也不会对配料系统产生太大的影响。德国的PFISTER公司的转子防爆电子秤将通常的配料系统与控制分由两个设备承担的方式，改为将配料系统和自动配料系统置于一体，变通常的控制于配料系统之后的时间滞后控制为流量的前置控制，不但提高了配料系统精度，更是大大提高了助剂流量的控制精度。用于气固两相混合物的流量配料系统设备：其配料系统原理是在助剂物料的气力输送过程中，通过气体流量配料系统和输送含尘气体的浓度配料系统来实现助剂物料流量的配料系统。德国的Endress+Hauser公司曾进行过工业性试验，但由于配料系统精度尚存在一些问题，至今少有应用。 2简述润滑油自动化生产称重配料系统技术 2.1同步计量自动调合技术 现在，一些国外的大企业在这方面的技术已经比较成熟了，这就给我们国家润滑油生产企业提供了借鉴的素材。其中FMC装置应该分成三个部分：计量通道，进料自动配料系统以及调和母管。生产自动配料系统中通常都有很多计量通道，各组分能够利用调和母管而实现将润滑油输送到成品罐当中的过程。在大批量调和的时候，效率比较高，产品所能应用的范围也比较广泛，并且不会产生环境污染。调和母管利用的是球扫线自动配料系统，能够实现对添加剂加以输送，然后利用基础油对管道加以清洗，再用清扫球对管道实施清理，这样就能够防止添加剂浪费以及不同样品之间污染情况的出现。以上所说的所有程序都能够依照预先设定的程序实现自动化的工作。 2.2自动批量调合技术 这种技术主要是依照调合配方的具体要求利用基础油以及添加剂原料等按一定的顺序注入到调合反应釜当中，之后再将搅拌器开启，搅拌到混合足够均匀的一种调合的方式。对于原料的计量是利用调合反应釜上的称重元件实现的，该装置是利用钢结构实现支撑的调合反应釜结构，底反应釜的主要工作是将基础油跟混合分量比较大的一些添加剂的搅拌混合，设置有桶装添加剂的抽提元件实现添加剂的投入。因为该装置所利用的承重元件的控制精度较高，所以通常都是将其用在投料过程精度要求比较高，并且混合原料种类比较多的一些高档润滑油产品。在整个生产过程当中，都是在密闭设备以及管道中完成的，从而很好的避免外界环境对生产过程形成的影响。 2.3球扫线技术 该自动配料系统主要是应用清扫球实现对管线的清理，在完成清扫之后，管道内每米的润滑油含量不会超过一毫升，每个阀里面不会超过五毫升。该自动配料系统的应用能够防止各种产品之间的互相混合污染，给各种产品和管线所呈现出的纯净度提供了保障。球扫线自动配料系统的结构见图1。 2.4自动管汇技术 以该技术形成的自动化自动配料系统能够实现各种管线之间的对接和拆除，并且全部管道都是利用球扫线技术对管线加以清洁，能够实现任意一个入口和出口之间的连接。它的入口是和输送泵出口之间连接的，而出口则是接到各个灌装线上，继而确保所有产品都能够输送到任意一个灌装线之中。该自动配料系统还有一个特点就是能够将灌装设备的能力呈现到的程度，继而降低成品输送管的数目，提升每一个管道的利用效率。然后与球扫线自动配料系统之间相互配合，能够较为灵活的对各种产品加以切换。因此，该自动化称重配料系统的应用对市场需求的扩大具有非常强的适应能力。 3润滑油生产称重配料系统自动化的优点 3.1生产效率更高 现在的润滑油生产管道的调和技术主要分成两种：同步计量以及在线调和，两种机械设备都是以称重模块以及调节阀所构成的很多输送基础油或者添加剂的通道，还有一条母管所组成的。基础油跟添加剂依照设计的混合比例经由各个通道的计量之后进入到母管之中，然后在进入到成品罐当中。在线调合的优势在于，当进行大量调和的时候，具有较高的效率，能够在管道里直接将各种原料混合成最终的产品，成品罐中能够实现搅拌器的取消。而它的缺点则在于对配方变化的适应能力较差。所以这种技术用在配方较为单一，而且原料的品种和质量都比较稳定的大量生产中。同步计量的优势则在于对大批量调和时效率也比较高，而且对不同配方表现出的适应能力，对于各种配方都能够依据泵所具备的流量，在同一 了一套较为完善、科学的现代管理理念。 3.1建立健全工程项目文档管理体系 建立健全文档管理制度是做好建筑工程文档管理的基础。为了加强对工程建设各阶段文档资料的有序管理了，保证归档资料及图纸的准确、齐全、规范，建设单位在项目建设初期就应按照国家文档管理的有关规定，结合建筑实际情况，制定相应的文档管理制度、措施。同时要明确建设单位、勘察设计单位、招投标代理机构、施工单位、监理单位等工程项目管理人员及文档人员在工程文档形成过程中各自所应承担的职责，规范文档资料的收集、整理，以保证工程自开始与文档跟踪管理同步。完整的先期文件很重要，在维护建设单位的合法权益方面有重要的依据、凭证作用。 3.2完善工程项目文档管理组织构架 有效的文档管理离不开合理的组织机构支持。在项目实施之初，应设立独立的文档管理办公室，作为项目部所有文件、信息的汇集/传输/管理中心；设置文控专员负责管理项目部级别的各类文件。文控专员应掌握合同规范对文档管理的要求，掌握向工程师报批文件的清单、报送要求等，并确立项目信函及各类文件的模板。各职能部门应设置专职/兼职的部门文控员，对部门内的重要文件，例如合同部的索赔相关文件、技术部的各种技术资料、施工部的各种施工记录、采购部的采购合同相关文件等，进行持续、动态的管理。另外，文档管理的完整、及时、准确意识应贯穿项目全员全过程。应在项目之初对全员开展文档管理培训，并在项目过程中根据需要行强化培训。 3.3加强文档管理人员的培训力度 一个单位建设项目文档管理的好坏，不仅与本单位的文档管理规章制度健全与否相关，更与主管文档的思想观念、文档管理人员水平的高低息息相关，所以，提高文档干伍的管理水平非常重要。文档管理人员的业务素质包括服务意识、服务质量、服务水平。文档管理人员要增强服务意识，认清文档工作的意义和重要性。努力提高服务质量和服务水平，要运用现代化的科学技术和设备，采用科学的管理方法，更好地服务于工程文档管理工作。文档管理人员要更新观念，提高认识，变被动为主动，认真领会和掌握有关法律、法规的内容及主管部门的有关规定，在工作中灵活运用；要有较强的责任心，严把工程文档质量关。项目建设单位应根据实际情况，定期对各有关人员进行文档知识的业务培训，让项目管理团队从思想上重视文档管理，掌握项目文档的组织管理、归档范围、整理规范、保管要求等，不要等到工程项目需要进行文档验收时，才知道项目文档还有整理的标准和安全保管要求，这时往往积累了很多工作需要处理，搞得很被动。因此，建设单位应及时跟踪项目建设进度，及早介入项目文档工作，进行业务指导，保证文档在形成过程中的完整性，为最终建设项目的验收打下基础。为后期的竣工图设计奠定了好的基础；重视文件的透明和时效性，每个文件都及时录入到DOCUMENTATION电子文档信息平台，供项目组人员及时查阅了解所需文件信息。 4结束语 随着配料系统设备技术的发展，影响助剂配料系统精度的原因已不再集中在配料系统设备本身。助剂物料的配料系统控制配料系统是有机的整体，储料单元、配料系统单元、控制单元是三个密不可分的基本单元，是保证助剂物料的流量配料系统的充要条件。助剂物料基本单元及输送环节中的物料的变化都会对流量产生影响。所以，助剂配料系统控制是一个配料系统工程，它不仅要靠调节装置的改善和控制软件的优化来不断提高配料系统的调节品质，同时它还跟配料系统工艺有密不可分的联系，只有从配料系统工程的角度出发，才能把握好助剂配料系统控制的发展方向，满足现代润滑油工业自动化大生产的要求。一个项目的建设过程，凝集了设计者、建设者、组织者等很多人的心血，从项目的酝酿、决策、设计、施工、竣工到投入使用需经历很长一段过程，期间所保留的文字、图纸、图表等各种形式与载体的文件材料经过移交整理形成完整的建设项目文档。加强建设项目文档管理工作，是一项长期和艰巨的任务。我们要从宣传建设项目文档的重要性入手，加强各级人员的重视程度，并在保管与利用过程中体现出建设项目文档的价值和作用；其次在文档管理过程中文档管理者不但要积极探索，及时总结，不断创新，更要善于学习借鉴其他单位、其他项目的经验，少走弯路，在工作中不断发现新问题，找出新方法，适应发展与各种变化，才能更加科学地管理好建设项目文档，为单位的科研、生产、管理服务。 | |
