混裝炸藥車制藥系統(tǒng)校準(zhǔn)標(biāo)定方案優(yōu)化

袁偉智 薛占山 王旭 國能準(zhǔn)能集團(tuán)炸藥廠

一、企業(yè)生產(chǎn)狀況簡介

國能準(zhǔn)能集團(tuán)炸藥廠，是采用現(xiàn)場混裝炸藥車工藝生產(chǎn)的炸藥生產(chǎn)企業(yè)，為黑岱溝露天礦和哈爾烏素露天煤礦供給所需各類爆破用炸藥，其年生產(chǎn)能力為 14.5 萬噸，包括每年最大生產(chǎn)銨油炸藥11.5萬噸、乳化炸藥3萬噸。

二、混裝炸藥車結(jié)構(gòu)及優(yōu)點介紹

混裝炸藥車分為兩個部分：包括底盤部分、車載制藥系統(tǒng)。底盤部分具有馬力大，爬坡能力強的特點，而動力輸出系統(tǒng)由傳動軸，泵支架組成，它是整個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的動力來源，其作用就是把發(fā)動機變速器的動力傳遞給螺旋馬達(dá)、輸出泵。

現(xiàn)場混 炸藥車的特點：現(xiàn)場混裝炸藥車是將炸藥的原料及半成品運輸、爆破現(xiàn)場混制、裝填為一體的設(shè)備。它具有以下優(yōu)點：

1.相對安全?，F(xiàn)場混裝炸藥車不運輸成品炸藥，料倉內(nèi)盛裝的是炸藥的原料及半成品，這些原料及半成品在自動控制下按一定的比例在現(xiàn)場混制成炸藥并裝入炮孔，無須炸藥庫，無須儲存環(huán)節(jié)，既節(jié)約了建庫費用與保管費用，又無保管中的安全問題。

2.配方簡單。該混裝車所用的原材料來源廣泛、價格相對低廉。

3.污染小。比TNT炸藥對環(huán)境污染小，保證了工人的身體健康。

4.計量準(zhǔn)確。計量誤差小于2%。

5.自動化程度高。炸藥原料匹配供給，裝藥速度、單孔裝藥量都在計算控制下自動進(jìn)行。

6.裝藥效率高。使用泵輸出裝藥的每分鐘可裝填200-280kg，使用螺旋輸出裝藥的每分鐘可裝填400-450kg。是人工裝藥效率的數(shù)十倍。

7.現(xiàn)場混裝炸藥車取代了炸藥加工廠。該車只需要一個與之配套的地面站（固定與移動均可）。地面站是炸藥原料貯存與半成品加工的地方，地面站與炸藥廠相比：占地面積小，建筑物簡單，安全級別高，一次性投資少。

8.使用方便，不受時間、運輸、庫存量等因素的影響。

三、車載制藥系統(tǒng)校準(zhǔn)標(biāo)定過程

校準(zhǔn)標(biāo)定流程及要求：校準(zhǔn)標(biāo)定前準(zhǔn)備：車輛通過地磅系統(tǒng)稱重；向外排出所要校準(zhǔn)標(biāo)定的物料；車輛通過地磅系統(tǒng)再稱重；電子秤稱量排出小組分物料，記錄校準(zhǔn)標(biāo)定全過程數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理分析，得出結(jié)果，指導(dǎo)實際生產(chǎn)。按照混裝炸藥車操作規(guī)程要求，銨油炸藥車每3個月進(jìn)行一次校準(zhǔn)標(biāo)定，多功能炸藥車每2個月進(jìn)行一次校準(zhǔn)標(biāo)定。若有新工藝，新技術(shù)，新設(shè)備，新原材料發(fā)生變更時，在投入生產(chǎn)使用前必須及時校準(zhǔn)標(biāo)定。多孔粒狀銨油炸藥各組分輸出量誤差超過2%，應(yīng)重新校準(zhǔn)標(biāo)定，銨油炸藥車的重量和通過累計計數(shù)器得出的重量差額大于5%，特殊情況需追加校準(zhǔn)標(biāo)定。多功能混裝炸藥車在對有關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)（轉(zhuǎn)速計、轉(zhuǎn)子流量計、循環(huán)脈沖發(fā)生器等）或泵進(jìn)行維修后，應(yīng)重新校準(zhǔn)標(biāo)定其材料流量；校準(zhǔn)標(biāo)定后進(jìn)行炸藥試生產(chǎn)，如校準(zhǔn)標(biāo)定結(jié)果偏差較大，應(yīng)再次校準(zhǔn)標(biāo)定。

工器具：硝酸銨顆?；厥丈狭下┒?，電子磅秤（100 kg精確到100 g），容量為500升的柴油臨時儲存槽（帶輸出泵），200升塑料桶 2 個，量程為 20——80 噸的地磅稱重系統(tǒng)一套，電子秒表，校準(zhǔn)標(biāo)定記錄原始，電腦一臺。

校準(zhǔn)標(biāo)定前準(zhǔn)備：校準(zhǔn)標(biāo)定人員穿戴好安全帽、防護(hù)眼鏡、防砸鞋、防護(hù)手套、防靜電工作服等勞動保護(hù)用品?；煅b炸藥車行駛至硝酸銨上料塔儲存罐底部，通過儲存罐下方出口加入約料倉容積的三分之二，到原料儲存點加注工藝用礦物油，乳膠基質(zhì)，敏化劑等原材料。

標(biāo)定校準(zhǔn)方案一：

以現(xiàn)場混裝炸藥車500 kg/min的銨油炸藥生產(chǎn)效率為基準(zhǔn)，銨油炸藥生產(chǎn)硝酸銨與礦物油比例為94%：6%，計算出每分鐘所出的硝酸銨的量為470kg/min，通過調(diào)節(jié)制藥系統(tǒng)罐設(shè)定值，啟動硝酸銨主螺旋，斜螺旋、側(cè)螺旋，使炸藥車內(nèi)的硝酸銨向外排出，排料3分鐘，通過地磅系統(tǒng)稱量炸藥車排料前后的差，計算出3分鐘平均排料，與470進(jìn)行比較，誤差控制在10kg之內(nèi)視為合格。如果出料偏大，適當(dāng)調(diào)小罐設(shè)定值，排料稱量，出料偏小則將其調(diào)大。排料在470加減10時，再重復(fù)排料5次，記錄硝酸銨排料主螺旋轉(zhuǎn)速等各項標(biāo)定數(shù)據(jù)。同樣計算出礦物油的速率為30kg/min，調(diào)節(jié)礦物油泵出口開度，啟動礦物油輸出泵，將礦物油輸出至200升的塑料桶內(nèi)。排料3分鐘，通過電子磅秤稱出桶內(nèi)重量與30進(jìn)行比較。誤差控制在1kg之內(nèi)視為合格。出油量在30±1kg/min范圍內(nèi)，再繼續(xù)重復(fù)排料5次，記錄礦物油標(biāo)定中流量等數(shù)據(jù)。硝酸銨標(biāo)定時實際輸出量與理論輸出量的對比關(guān)系見圖1。

圖1 硝酸銨標(biāo)定時實際輸出量與理論輸出量的對比關(guān)系

校準(zhǔn)標(biāo)定方案二：

重銨油炸藥中礦物油的校準(zhǔn)標(biāo)定：調(diào)節(jié)礦物油泵出口開度，開始向200升的塑料桶內(nèi)輸出礦物油，輸出時間為3分鐘，通過電子磅稱量所輸出油的質(zhì)量，記錄質(zhì)量及流量計等數(shù)據(jù)。以從小到大的不同開度，分別找出5個開度點，每次的輸出時間都為3分鐘，3分鐘結(jié)束后稱量所輸出油的質(zhì)量，得到5組不同的質(zhì)量和流量計讀數(shù)。這5組數(shù)據(jù)應(yīng)符合以下要求：實際生產(chǎn)炸藥時礦物油流量數(shù)據(jù)應(yīng)在校準(zhǔn)標(biāo)定的最小流量數(shù)據(jù)與最大流量數(shù)據(jù)范圍之內(nèi)。

乳膠基質(zhì)的校準(zhǔn)標(biāo)定：兩臺炸藥車配合完成，受校準(zhǔn)標(biāo)定炸藥車的乳膠基質(zhì)輸出管插入另一臺炸藥車的基質(zhì)料倉上方入口處，這樣可以將輸出的乳膠基質(zhì)直接回收到另一臺炸藥車制藥系統(tǒng)中，受校準(zhǔn)標(biāo)定的炸藥車停留在地磅上。依次從小到大調(diào)節(jié)罐設(shè)定5組參數(shù)值，每次啟動基質(zhì)泵向外輸出基質(zhì)，輸出3分鐘，通過地磅系統(tǒng)稱量排料前后質(zhì)量差，記錄基質(zhì)輸出質(zhì)量、乳膠基質(zhì)泵流量等數(shù)據(jù)，共完成5組數(shù)據(jù)的采集。數(shù)據(jù)應(yīng)符合以下要求：實際生產(chǎn)炸藥時乳膠基質(zhì)流量數(shù)據(jù)應(yīng)在校準(zhǔn)標(biāo)定的最小流量數(shù)據(jù)與最大流量數(shù)據(jù)范圍之內(nèi)。

多孔硝酸銨的校準(zhǔn)標(biāo)定：將炸藥車側(cè)螺旋出口對準(zhǔn)地面站上料塔漏斗，依次從小到大調(diào)節(jié)罐設(shè)定值，每次向外排硝酸銨2分鐘，排料時穩(wěn)定均勻時記錄主螺旋的轉(zhuǎn)速，每次排料結(jié)束，通過地磅稱量排料前后的重量差，找出不同的五的標(biāo)定點，真實記錄校準(zhǔn)標(biāo)定全過程數(shù)據(jù)。多孔硝酸銨校準(zhǔn)標(biāo)定時主螺旋轉(zhuǎn)速與裝藥效率的趨勢如圖2。

圖2 多孔硝酸銨校準(zhǔn)標(biāo)定時主螺旋轉(zhuǎn)速與裝藥效率的趨勢圖

數(shù)據(jù)處理得出結(jié)果：將所有車輛校準(zhǔn)標(biāo)定數(shù)據(jù)輸入到車輛校準(zhǔn)標(biāo)定電腦軟件中，校準(zhǔn)標(biāo)定軟件會自動得出數(shù)據(jù)趨勢圖和混裝炸藥車主螺旋轉(zhuǎn)速，柴油流量分布。再將數(shù)據(jù)打印出來，各臺制藥系統(tǒng)的指導(dǎo)性裝藥螺旋轉(zhuǎn)速表放于該混裝車上，供生產(chǎn)時參考使用。

兩種方案對比分析

方案一針對目標(biāo)生產(chǎn)效率，重復(fù)標(biāo)定一個點，多次標(biāo)定，直到找到目標(biāo)出料速率的罐設(shè)定值，準(zhǔn)確性高，理論依據(jù)充分；方案二，針對不同的生產(chǎn)效率范圍，選取和生產(chǎn)實際相關(guān)的五個數(shù)據(jù)點，最小點選取在最小生產(chǎn)效率之下，最大點選取在最大理論生產(chǎn)效率之上，這五個校準(zhǔn)選取點包括了該制藥系統(tǒng)所有的生產(chǎn)效率。然后通過電腦軟件繪制出數(shù)據(jù)圖，理論上這五個點在一條直線上，而從現(xiàn)場實際校準(zhǔn)標(biāo)定中得出來的數(shù)據(jù)，繪制出趨勢圖稍有偏差，體現(xiàn)了一種總體趨勢。方案二是在方案一的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化升級，數(shù)據(jù)更加科學(xué)，具有整體說服力，更適合于實際生產(chǎn)中不同裝藥效率的裝藥模式。

四、結(jié)語

炸藥產(chǎn)品質(zhì)量合格和使用全過程安全是民爆企業(yè)永遠(yuǎn)不變的追求目標(biāo)，現(xiàn)場混裝炸藥車生產(chǎn)炸藥工藝科學(xué)，技術(shù)先進(jìn)，較以前固定化、規(guī)?；a(chǎn)炸藥工藝，有著明顯的優(yōu)勢。炸藥產(chǎn)品質(zhì)量配比是否合格，某種意義上不僅取決于車載制藥系統(tǒng)各機械部分的整體配合程度，更決定于對車載制藥系統(tǒng)的關(guān)鍵性校準(zhǔn)標(biāo)定環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)化校準(zhǔn)標(biāo)定的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化了校準(zhǔn)標(biāo)定方案，校準(zhǔn)出來的裝藥數(shù)據(jù)適合同一制藥系統(tǒng)的不同裝藥效率，縮短了從某一品種炸藥到另一品種炸藥轉(zhuǎn)換的時間。隨著5G通訊、信息大數(shù)據(jù)、智能化時代的到來，未來混裝炸藥車車載制藥系統(tǒng)的智能化校準(zhǔn)標(biāo)定方法將更加科學(xué)化、系統(tǒng)化、完善化。