引言

乳化扎藥的水相是硝酸銨、硝酸鈉、氯化鉀等氧化劑溶解于一定比例的水中，加熱溶化形成的水溶液，是乳化扎藥生產的重要組成部分。用于制造乳化扎藥的水相，含水量為10%～13%，析晶點為75～90℃。由于析晶點比較高，當溫度降低時容易結晶。因此，對輸送水相的管道，一方面要設置保溫;另一方面，對送料后的管道，要用鍋爐蒸汽吹掃，防止輸料管道堵塞。

 

使用蒸汽吹掃輸料管道可保證管道輸料的順暢性。但是，當輸料管道較長時，缺點就暴露出來。從水相溶解罐到一車間的水相管道長度約160m，到二車間的水相管道長度約110m，管徑DN50，每一次蒸汽吹掃都需要上下2個工序人員參與完成，一人操作一人觀測，蒸汽到達后通過工序電話聯系，確認蒸汽是否到位。如此頻繁的操作，增加了操作人員的工作量，也延誤了工作時間。為減少操作工作量，需要對水相輸料吹掃系統設置進行改進，以實現操作簡便實效的目的。

 

1、改進方案

現有水相輸料管道配有一套管徑DN25的手動吹掃系統。在該系統上，擬增加一組氣動閥和流量計或時間控制器，實現計量和氣動控制，達到操作簡便的效果。現提出以下4種改進方案。

 

方案1:增加氣動閥+數顯渦街流量計+氣動閥開關按鈕;操作中，手動開氣動閥，當蒸汽流量達到時，手動關氣動閥;現場顯示累積量和適時流量，需要前后相減方知凈流量，不需要加大安裝管路，維護簡單，精度高，流量計成本在5000元左右。

 

方案2:增加氣動閥+數顯靶式流量計+氣動閥開關按鈕;操作中，手動開氣動閥，當蒸汽流量達到時，手動關氣動閥;現場顯示累積量和適時流量，需要前后相減方知凈流量，不需要加大安裝管路，維護簡單，精度高，流量計成本在15000元左右。

 

方案3:增加氣動閥+質量流量計+氣動閥開關按鈕;操作中，手動開氣動閥，當蒸汽流量達到時，手動關氣動閥;現場顯示累積量和適時流量，需要前后相減方知凈流量，不需要加大安裝管路，維護簡單，精度高，流量計成本在30000元左右。

 

方案4:氣動閥+時間控制器;操作中，根據設定的時間自動控制氣動閥從開到關的時間;操作簡單，靈活性好，現場可視性好，控制元器件安裝簡單，成本低。

 

2方案分析

2.1改進方案1分析

方案1是采用數顯渦街流量計測量蒸汽用量，根據用量判定吹掃是否到位。渦街流量計是根據卡門渦街理論研制的可以測量氣體、蒸汽或液體的體積流量的一種速度式流量儀表，其結構簡單，無可動部件，壓力損失小，可靠性高，使用維護量小。吹掃蒸汽管道配置渦街流量計，吹掃蒸汽時，能實時反映蒸汽用量。生產中確定蒸汽量后，根據渦街流量計判斷管道吹掃是否到位。渦街流量計主要技術指標［1］見表1，工況流量范圍見表2。

通過現場檢測，在蒸汽壓力為0.3MPa條件下，吹掃管道需要時間90～120s，蒸汽流量為0.5m3/min。若安裝渦街流量計后，其流量在流量范圍內，不需要對安裝部位的管道管徑加大處理。由于本工序電氣供電壓為24V，外供電滿足其安裝要求，電氣選擇符合本工序1.4級要求的防爆型即可直接安裝使用。

 

2.2改進方案2分析

方案2是采用數顯靶式流量計測量鍋爐蒸汽，根據用量判定吹掃是否到位。靶式流量計主要用于高黏度、低雷諾數流體的流量測量［2］，也可應用鍋爐蒸汽、壓縮空氣、水的流量測量。無可動部件，測量準確度高，適用于高低溫介質－196～450℃，適用于高壓力工況0～2MPa。其主要技術指標見表3，工況流量范圍見表4。

通過現場檢測，在蒸汽壓力為0.3MPa條件下，吹掃管道需要時間為90～120s，蒸汽流量為0.5m3/min。若安裝靶式流量計后，其流量在流量范圍內。安裝后不需要對安裝部位的管道管徑加大處理。本工序電氣供電壓為24V，外供電滿足其安裝要求，電氣選擇符合本工序1.4級要求的防爆型即可直接安裝使用。

 

2.3改進方案3分析

方案3是采用質量流量計測量蒸汽，根據用量判定是否吹掃到位。

 

質量流量計采用E+H質量流量計，用于測量液體和氣體的質量流量，也可測量流體密度和溫度。該表精度高，可靠性好，安裝方便，在3種儀表中成本非常高。方案改進主要用于操作管理，只需要粗略的流量值，不需要過高的精度要求，且方案3成本較高，因此，不考慮此方案。

 

2.4改進方案4分析

方案4是采用時間控制器控制管道吹掃蒸汽的時間，根據時間判定吹掃是否到位。時間控制器(定時器)能夠根據設定的時間來控制電路的接通或者斷開，是控制電器的開關裝置。

 

方案4中選擇歐姆龍固態型時間定時器作為氣動閥吹掃蒸汽時間控制的元件。固態型定時器，由晶體管和阻容充電電路構成，計時比較準確，歐姆龍定時器是取得UL、CAS、NK、LＲ、CCC認證的產品，用于工業化控制可靠性好。采用時間控制器，控制氣動閥的開啟時間，在蒸汽壓力低時，適當延長時間，蒸汽壓力高時，適當縮短時間，方便靈活、直觀。在時間設定上，可以通過管道蒸汽壓力大小確定吹管時間。以第二生產車間吹掃時間為例，確定吹掃時間與蒸汽壓力的關系，見表5。由于非常好生產車間輸料管道比較長，其吹掃時間設定比第二生產車間多0.5min。

歐姆龍H3CＲ－A時間控制器控制氣動閥操作的規格見表6。

在生產中，一次吹掃蒸汽時間為2min左右，同時考慮到加強吹掃需要，選用表盤刻度數字6(非常大值)的H3CＲ－A定時器。其電氣安全性、操作靈敏度及防護均符合本工序生產安全要求。H3CＲ－A定時器的性能指標見表7。

3方案選擇與實施

通過以上4種方案對比分析，采用定時器控制，連線安裝方便，現場操作方便，可實現自動化操作，且成本非常低。因此，對系統進行改進，方案4為非常佳方案。2021年7月，在原吹掃系統上采用方案4，安裝了氣動閥和時間控制器，根據時間判定吹掃蒸汽量，用氣動代替手動操作，達到了自動控制的目的。

 

4結語

選用氣動閥和時間控制器對水相輸料管道吹掃系統的自動化改進是可行的。改進后的水相輸料管道吹掃系統的應用實踐表明，采用定時器控制氣動閥吹掃管道，操作簡單，靈活性好。同樣，把這種方案應用于油相輸料管道吹掃系統的自動控制，具有可行性。