新型成品酸自動輸送系統(tǒng)的設計方案與使用

陳栩宇

涼山礦業(yè)股份有限公司昆鵬公司設備能源部, 四川 涼山 615141

1 傳統(tǒng)成品酸輸送系統(tǒng)概述

傳統(tǒng)成品酸輸送系統(tǒng)中，硫酸有兩個成品酸地下槽，一用一備。打酸工作由1 位主控人員和2 位干吸操作人員執(zhí)行。在需要送酸時由主控人員通知干吸崗位操作人員，干吸操作員A 將泵出口閥逐漸轉開，開到20 %～50 %時由另一個操作員B 啟動打酸泵。打酸到指定液位時，由A 操作員將泵回流閥打開，之后A 再將泵出口閥關閉，關到20 %～50 %之間時由B 操作員停打酸泵。

但是啟動時手動操作閥門使操作工處于危險狀態(tài)。因憋壓和水錘等原因，泵至泵出口閥之間將更容易出現(xiàn)破損。而一旦出現(xiàn)破損造成的后果將是災難級。另外時常出現(xiàn)的錯誤操作對泵可能造成較大的損害。如啟動打酸泵時未按要求開閥，導致啟動負荷過大，對泵及電機沖擊大，造成使用壽命減少。而在停泵時未按要求關泵出口閥導致泵反轉而很容易損壞泵。未按要求關閉泵回流閥會導致輸送效率低甚至不能輸送，未按要求開回流閥，則會輸送管道時刻處于高壓狀態(tài)，且在啟泵時與泵出口酸相對沖擊，危險性大。

2 新型成品酸自動輸送系統(tǒng)的設計難點

自動運行時測量錯誤可能造成的損害成為系統(tǒng)設計的一大難點。液位問題是人工打酸時，現(xiàn)場有翻版液位計對比，若雷達液位計出現(xiàn)錯誤可由現(xiàn)場人員提醒及做應急操作。而自動打酸一旦液位計出現(xiàn)故障將對設備造成更嚴重的后果。由于目前此位置雷達液位計穩(wěn)定性已經較高，本文采取增加一臺雷達液位計做輔助判斷的方法減少液位故障的損害。閥門實際未按要求動作后果如上。因此需要做出故障判斷并做出故障報警。

3 新型成品酸自動輸送系統(tǒng)的設計方案

3.1 新型成品酸自動輸送系統(tǒng)的整體結構

在兩臺干吸地下槽泵出口安裝電動截止閥作為出口閥。在出口閥下游回流管上安裝電動截止閥。在兩臺地下槽頂部分別增加一臺雷達液位計。泵和閥門的反饋信號和控制信號由分廠DCS 處理。

3.2 新型成品酸自動輸送系統(tǒng)的控制方案

3.2.1 泵自動啟動

在泵處于停止狀態(tài)，地下槽液位≥1.8m 時，且備用泵出口閥處于關到位狀態(tài)。自動啟動程序開始進行初始化動作,即泵出口閥關閉、回流閥關閉。直至收到出口閥和回流閥的全關信號，達到初始化條件后，泵出口閥開始開啟。出口閥開始開啟2 s 后，泵啟動并保持運行。且對備用泵給出禁止啟動條件。

3.2.2 泵自動停止

在泵處于運行狀態(tài)，且地下槽液位≤0.4 m 時。出口閥開始關閉。出口閥關閉8s（或關到位）后，泵停止，同時回流閥開始開啟，并取消對備用泵的禁止啟動條件。

3.2.3 泵遠控人工啟停

在主控畫面設置成品酸泵“人工/自動”切換開關。當特殊情況需要人工遠程啟停酸泵時，點擊此切換開關，切換到人工模式。人工模式時，成品酸泵與其出口閥、回流閥彼此動作不關聯(lián)。啟停泵時，單獨操作對應閥門的開閉和泵的啟停。

3.2.4 “緊急停止”

若主控人員收到現(xiàn)場報告，需要立即停泵時，點擊緊急停止按鈕。點擊后不需要在控制畫面切換“自動/手動”開關，泵直接停止。停泵后出口閥開始關閉，回流閥開始開啟；

3.2.5 現(xiàn)場/遠控切換

在現(xiàn)場泵、閥門控制箱上設置“現(xiàn)場/遠控”切換開關?，F(xiàn)場操作人員根據(jù)現(xiàn)場情況需要緊急操作時，在控制柜將切換開關旋到現(xiàn)場位置。之后可視現(xiàn)場情況操作設備。

3.3 新型成品酸自動輸送系統(tǒng)的設備保護、報警

A 每個地下槽上有兩臺雷達液位計，一臺液位作為泵控制依據(jù)，一臺作為判斷液位是否正確的依據(jù)。如果出現(xiàn)兩臺液位計測值誤差超過0.1 m 并持續(xù)2 秒的情況，則操作模式自行進入手動模式并發(fā)出危急級（紅色）報警“l(fā)evel_fault”且對泵給出一次跳車信號。在此報警未消除前無法進入自動模式。

B 在自動運行檔位，泵初始化動作關閉出口閥、回流閥時，若15s 未收到兩個閥門關到位信號，發(fā)出危急級報警（紅色）“valve_close_fault”。

C 在自動運行檔位，泵啟動3s 后，若出口閥關到位信號未取消。則對泵給出跳車信號，并發(fā)出發(fā)出危急級報警（紅色）“valve_open_fault”。

D 在自動運行檔位，泵啟動13 s 后，出口閥未收到開到位信號，則發(fā)出警告級報警（黃色）“valve_limit_fault”。

3.4 新型成品酸自動輸送系統(tǒng)的運行程序

本文設地下槽滿槽液位為2 m,泵吸入口液位是0.2 m，閥門從全關到全開是10 s，閥門從全開到全關是10 s。由于DCS 運算能力富裕較大，本文的程序不夠精簡，但便于觀察現(xiàn)場和運行的故障。

3.4.1 開始打酸

“啟動打酸”的4 個條件滿足后，給出2 s（防止動作沖突，閥門需接為動作自鎖）初始化動作信號，15s 后若兩個閥門未全關則可能閥門存在故障，給出報警“valve-c-fault”。在兩個閥門全關后且打酸條件仍滿足情況下出口閥開始開啟。同時開始啟動泵計時，2s 后泵開始啟動。

3.4.2 停止打酸

停泵判斷為自動檔位和液位下限同時達到，則泵出口閥關、回流閥開，8 s 之后泵停止。急停按鈕和液位保護跳車與自動停泵的動作是相同的。點擊急停按鈕11 s 后急停按鈕復位。泵互鎖條件是1#、2#泵相互之間若有一臺泵處于運行，則會使另一臺泵停止。

3.4.3 液位故障保護

液位差值計算，是將輔助判斷的液位值與液位判斷的液位值相減，再取絕對值。液位差值的絕對值大于0.1 m 并超過2 s 時開始報警，并給出2 s（防止沖突）的跳車信號和2 s“手自動狀態(tài)標簽”置為0。

3.5 新型成品酸自動輸送系統(tǒng)的使用

在設備配送好電后，在現(xiàn)場控制箱上將閥門和泵的“現(xiàn)場/遠控”切換開關切換到遠控。將主控流程圖上用于打酸的泵切換到成品酸自動輸送模式。此系統(tǒng)將會自動打酸。如果現(xiàn)場操作人員發(fā)現(xiàn)故障需現(xiàn)場操作時，分別將泵和閥門切換到現(xiàn)場。則可分別在現(xiàn)場控制箱操作閥門和泵。另外出現(xiàn)過液位故障報警后，主控將會切換到手動模式。此時將不能自動輸送酸，只能在主控分別操作閥門和泵。需要重新在主控將控制模式切換到自動方可再次自動打酸。

主控人員收到自動打酸模塊的紅色報警時。應立即通知干吸崗位人員到現(xiàn)場人工操作并聯(lián)系技術組檢查維修。

收到自動打酸模塊黃色報警時，聯(lián)系技術組檢查維修。并時刻留意液位、電流情況。

4 結語

隨著人工成本要求及安全要求快速提高。許多人工操作已需要改為自動控制，且安全和自動化是工廠的發(fā)展方向，本文針對分廠目前占用工時較多、安全隱患較大的成品酸輸送環(huán)節(jié)提出了新型成品酸自動輸送系統(tǒng)的設計方案以供參考。