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，都是80年代產(chǎn)品，采用自動化控制。另有3臺Φ1.8m×5m雙倉泵，安裝在濕法線C1、C2和C3的3個水泥粉磨系統(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)計落后，一直靠人工操作，勞動強度大(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，故我們在原來的基礎(chǔ)上對雙倉泵加以改進(jìn)，改人工控制為自動控制。 

1　雙倉泵人工控制操作時存在的問題 

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)閉這個動作:需首先關(guān)閉氣缸的進(jìn)氣閥門，然后打開另1個閥門把該氣缸內(nèi)的余氣釋放，釋放余氣時，氣體排放在操作室內(nèi)，發(fā)出剌耳的尖叫聲，室內(nèi)揚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，要不停地觀察壓力表和時鐘，掌握好進(jìn)料和送料時間，否則極易引起堵倉。 

2　雙倉泵設(shè)備存在的問題 

1)2個倉共用1個雙活塞桿氣缸連桿機構(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，活塞臨近行程終點時，沖擊力大，氣缸振動大，同時使下料閥錐體臨近關(guān)閉時，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，會引起關(guān)閥不嚴(yán)、跑灰，調(diào)緊了會引進(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)重影響了磨機的運轉(zhuǎn)率。 
　　
3)雙活塞桿氣缸連桿機構(gòu)容易出故障，由于連桿機構(gòu)的銷子套暴露在外容易進(jìn)灰，磨損快，氣缸安裝找正難，運行過程中螺栓易松動。 
　　
4)控制閥門在操作過程中，由于頻繁動作容易損壞，需經(jīng)常更換閥門，更換時需停磨。 

3　技術(shù)改造方案 

　　
1)采用單倉泵送料，故障率低，檢修少，且是自動控制，勞動強度低，但單倉泵另外需1個中間倉，安裝需5m空間高度，雙倉泵如改成單倉泵，選粉機和除塵器必須提高高度，或移動位置，這樣每臺改造需資金大約100萬元。 
　　
2)雙倉泵全部更新，提供參數(shù)到廠家定做自動控制的雙倉泵，每套包括安裝費大約要20萬元，3套需60萬元左右。 
　　
3)本廠設(shè)計改造:①原雙倉泵倉體經(jīng)檢驗合格，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的緩沖氣缸，人工控制改成PLC控制，并設(shè)置倉堵自動報警裝置等，改造費用每臺只需2萬元，3套共6萬元。且該系統(tǒng)有故障率低、檢修少、勞動強度低等優(yōu)點。 
　　
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)計原理 

　　 
4.1　氣動控制原理見圖1 
　




　　圖1　氣動控制原理 
　　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號倉，此時PLC通過電磁閥2控制進(jìn)料氣缸6，打開進(jìn)料閥2，同時控制進(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作: 
　　2號倉料滿，3號電磁閥動作→7號氣缸活塞往下運動→1號倉進(jìn)料，同時6號氣缸活塞往上運動→2號倉錐閥關(guān)閉，停止進(jìn)料→1號電磁閥動作→4號氣缸壓縮→2號倉送料→電接點壓力表2指示為0MPa時→1號電磁閥動作→4號氣缸復(fù)位→2號倉送料完畢。 
　　
大約15min后，1號倉料滿，2號電磁閥動作→6號氣缸活塞往下運動→2號倉進(jìn)料，同時7號氣缸活塞往上運動→1號倉錐閥關(guān)閉，停止進(jìn)料→3號電磁閥動作→5號氣缸壓縮→1號倉送料→電接點壓力表1指示為0MPa時→3號電磁閥動作→5號氣缸復(fù)位→1號倉送料完畢，從而進(jìn)入第二個工作循環(huán)。在控制臺上設(shè)置了自動及手動兩套工作方式，便于在使用中選擇。 

4.2　自動控制電氣原理 
　　
由氣動控制原理編制雙倉泵自動控制程序表和自動控制梯形圖并繪制自動控制電氣線路圖(見圖2)，PLC選用F1-20MR。 
　

　 




　　圖2　自動控制電氣原理 

4.3　設(shè)計計算 
　　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———氣缸工作壓力，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。 
　　綜上計算，兩臺下料氣缸選為緩沖氣缸QGBⅡ125×150-MF。 
　　2)耗氣量計算 
　　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———全行程所需時間t=1.5s。 
　　3)控制元件選用 
　　根據(jù)對控制元件的工作壓力及流量要求，按照氣動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　報警裝置 
　　
1)1號倉泵輸送水泥時，如電磁閥3出了故障或無壓縮氣源時，則電接點壓力表3壓力為0，報警裝置會發(fā)出警報；2號倉也是如此。 
　　
2)泵輸送水泥時，如果出現(xiàn)送不動，泵內(nèi)壓力上升到0.7MPa時，報警裝置會發(fā)出警報。 

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氣缸，看其動作是否正常，有無阻滯、漏氣等問題，如有則應(yīng)排除。安裝時可根據(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還有5mm左右時關(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，具體檢查和檢驗內(nèi)容按《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》執(zhí)行。 
　　電接點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，每個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)行氣動元件、電磁閥及電器的維修和保養(yǎng)，保證自動化控制靈活。 

4.7　使用中應(yīng)注意的事項 
　　1)空壓機排氣壓力應(yīng)比操作壓力高100～200kPa，以保證萬一堵塞時仍有吹通能力。 
　　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期停用后進(jìn)行使用前須進(jìn)行氣密性試驗。 
　　4)在操作時每一泵送空后須有一定延遲時間，保證管道內(nèi)輸送干凈水泥，防止管道堵塞，在長期停用時尤為重要。 
　　5)在使用時，如發(fā)現(xiàn)泵內(nèi)壓力持續(xù)不降，超過正常輸送時間，及報警裝置發(fā)出警報時，則應(yīng)立即關(guān)閉進(jìn)氣閥，檢查其管道內(nèi)有無堵塞，電接點壓力表是否正常。 
　　6)按下輸送閥按鈕時，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，對應(yīng)的電接點壓力表壓力為0，這時應(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)報警裝置及聯(lián)鎖裝置的設(shè)置可杜絕跑灰現(xiàn)象，每臺磨每月可減少跑水泥灰20t。 
　　3)因該系統(tǒng)故障率低，每臺每月可減少停磨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，減輕了勞動強度，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益?！?nbsp;