電石爐凈化系統(tǒng)智能巡檢裝置的研究與應(yīng)用

黃高舉

（天能化工有限公司，新疆 石河子832000）

近年來(lái)大型密閉型電石爐廣泛應(yīng)用于電石生產(chǎn)，電石爐凈化系統(tǒng)在生產(chǎn)中起著承上啟下的作用，爐氣中含有H2S、HCN、PH3以及有機(jī)硫磷等雜質(zhì)，凈化系統(tǒng)的工藝要求與目標(biāo)是使系統(tǒng)達(dá)到凈化的效果，使?fàn)t氣達(dá)標(biāo)排放?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)是凈化系統(tǒng)重要的工藝參數(shù)依據(jù)，傳統(tǒng)的電石爐凈化系統(tǒng)人工巡檢存在若干人為因素，已經(jīng)不能夠滿足操作需求。為響應(yīng)環(huán)保與安全需求，解決人工巡檢的局限性，在電石生產(chǎn)系統(tǒng)使用智能巡檢系統(tǒng)，一定程度上取代了操作工現(xiàn)場(chǎng)巡檢的大量工作。巡檢系統(tǒng)信息化建設(shè)是設(shè)備管理中的基礎(chǔ)，有效獲取設(shè)備的狀態(tài)信息，對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，提供多種類型數(shù)據(jù)采集，通過(guò)各類數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)做預(yù)判分析，多樣化數(shù)據(jù)報(bào)表，可供生產(chǎn)、作業(yè)環(huán)節(jié)做數(shù)據(jù)分析，把故障消滅在萌芽狀態(tài)，有效控制了環(huán)保與安全風(fēng)險(xiǎn)，取得了較大收效。

1 電石爐凈化系統(tǒng)工藝生產(chǎn)及巡檢現(xiàn)狀

在電石生產(chǎn)中，凈化系統(tǒng)作用是處理爐氣，當(dāng)爐氣被用于下游工業(yè)產(chǎn)品的附加原料時(shí)，會(huì)對(duì)整個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)產(chǎn)生影響，同時(shí)，爐氣雜質(zhì)超標(biāo)會(huì)減弱催化作用。天偉化工有限公司為有效分離并綜合運(yùn)用電石爐氣，采用了爐氣復(fù)合降溫技術(shù)，電石爐氣溫度采用空冷及熱管冷卻組合方式降至230～270℃，并結(jié)合先進(jìn)除塵工藝，分級(jí)分離及處理，使?fàn)t氣達(dá)到國(guó)家煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，即電石爐氣中的粉塵含量降至小于10 mg/m3，達(dá)到凈化系統(tǒng)的工藝要求與目標(biāo)。其現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)是凈化系統(tǒng)重要的工藝參數(shù)依據(jù)，如旋風(fēng)除塵器、空冷器、粉塵過(guò)濾器等的現(xiàn)場(chǎng)巡檢，對(duì)點(diǎn)檢測(cè)溫、測(cè)振、氣體檢測(cè)設(shè)備采用藍(lán)牙方式傳輸至終端等。人工巡檢需要根據(jù)人為制定的巡檢規(guī)則、巡檢時(shí)間制定巡檢線路，開展巡檢操作，從而存在諸多人為干擾因素。當(dāng)前使用的智能巡檢裝置集巡檢、語(yǔ)音、視頻、地圖功能于一體，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)多媒體指揮調(diào)度，通過(guò)巡檢系統(tǒng)的建立，可掌握檢測(cè)設(shè)備故障的產(chǎn)生、發(fā)展、變化的全過(guò)程，預(yù)測(cè)設(shè)備狀態(tài)運(yùn)行趨勢(shì)，分析診斷故障，掌握機(jī)組設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，保障機(jī)組設(shè)備安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行，推動(dòng)設(shè)備預(yù)知維修或狀態(tài)維修發(fā)展進(jìn)程。

2 電石爐凈化系統(tǒng)智能巡檢裝置的設(shè)計(jì)路線

2.1 智能巡檢裝置設(shè)計(jì)路線

依據(jù)上述凈化系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝及運(yùn)行特點(diǎn)，采用智能巡檢硬件包括：設(shè)備及工藝控制點(diǎn)清單、服務(wù)器、現(xiàn)場(chǎng)控制站、智能巡檢手動(dòng)裝置及終端操作站。巡檢線路包括凈化系統(tǒng)主裝置巡檢路線、爐氣凈化冷卻水裝置巡檢路線、除塵系統(tǒng)裝置巡檢路線和爐氣外圍巡檢路線4大部分。巡檢路線及巡檢相關(guān)設(shè)備配置見表1。

表1 巡檢路線巡檢相關(guān)設(shè)備配置

2.2 智能巡檢裝置巡檢思路

4條巡檢路線依據(jù)四班三倒倒班規(guī)則，每條路線配置巡檢人員、設(shè)定巡檢輪次、配置巡檢周期、錄入巡檢設(shè)備內(nèi)容、巡檢工藝及設(shè)備點(diǎn)的重要程度和部署巡檢鈕扣進(jìn)行巡檢。如凈化系統(tǒng)主裝置巡檢路線，凈化系統(tǒng)崗位每2 h巡檢一次，每天巡檢12次，每個(gè)班巡檢4次，每次巡檢40 min；凈化冷卻水裝置每2 h巡檢一次，每天巡檢12次，每個(gè)班巡檢4次，每次巡檢50 min；除塵系統(tǒng)裝置每2 h巡檢一次，每天巡檢12次，每個(gè)班巡檢4次，每次巡檢35 min；爐氣外圍2 h巡檢一次，每天巡檢12次，每個(gè)班巡檢4次，每次巡檢100 min；每條巡檢路線配置相應(yīng)巡檢終端、溫度與壓力傳感器、氣體檢測(cè)傳感器，開展巡檢業(yè)務(wù)，結(jié)合視頻監(jiān)控、語(yǔ)音對(duì)講、導(dǎo)航功能、巡檢異常設(shè)置等功能，實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)采集手段，通過(guò)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，協(xié)助操作人員提前掌握機(jī)組及裝置的運(yùn)行狀況，以便及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理隱患。重點(diǎn)設(shè)置加強(qiáng)巡檢設(shè)計(jì)任務(wù)及頻次布置表見表2。

3 智能巡檢拓?fù)渌悸芳坝布O(shè)計(jì)

3.1 智能巡檢拓?fù)渌悸?/h3>

依據(jù)工藝需要及指標(biāo)控制要求，制定巡檢計(jì)劃及配置要求，設(shè)置上述4分系統(tǒng)裝置巡檢（點(diǎn)）及路線導(dǎo)航圖、巡檢順序及替代路線、配備相關(guān)督查巡檢人員和班次，從而保證智能巡檢系統(tǒng)與巡檢人員按照預(yù)定計(jì)劃、規(guī)定線路，按時(shí)、按線、按序完成巡檢工作任務(wù)；現(xiàn)場(chǎng)采用防爆手持終端刷ID卡巡檢。而當(dāng)操作人員點(diǎn)擊自動(dòng)巡檢時(shí)，可以按照上述路線對(duì)點(diǎn)檢指標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)采集及關(guān)鍵點(diǎn)分析。當(dāng)巡檢人員巡檢時(shí)，能通過(guò)多種手段采集巡檢數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)傳輸?shù)街笓]中心服務(wù)器；各級(jí)技術(shù)專家及管理人員均可及時(shí)掌握巡檢區(qū)域內(nèi)各設(shè)備、各巡檢點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)狀態(tài)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況以及巡檢人員的工作狀況，并可以隨時(shí)查詢、多維展示各類數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)結(jié)果。智能巡檢系統(tǒng)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)示意圖見圖1。

表2 重點(diǎn)設(shè)置加強(qiáng)巡檢設(shè)計(jì)任務(wù)及頻次布置表

圖1 智能巡檢系統(tǒng)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)示意圖

3.2 智能巡檢異常處理

智能巡檢系統(tǒng)操作智能快捷，用戶操作實(shí)行多級(jí)權(quán)限式管理，便于不同層級(jí)人員操作、查閱、維護(hù)。通過(guò)專業(yè)的溫度及壓力傳感器、氣體傳感器等點(diǎn)檢工具，對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行數(shù)據(jù)化巡檢，當(dāng)巡檢人員發(fā)現(xiàn)事故時(shí)，操作技術(shù)專家可以通過(guò)語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)遠(yuǎn)程指揮任一處于現(xiàn)場(chǎng)的巡檢員及時(shí)采取科學(xué)有效的處置措施，而結(jié)合人員巡檢及督導(dǎo)方式來(lái)看，也可以將經(jīng)驗(yàn)判斷逐步向?qū)I(yè)巡檢終端及巡檢系統(tǒng)科學(xué)化管理設(shè)備的巡檢方式轉(zhuǎn)變，從點(diǎn)巡檢記錄本上紙質(zhì)作業(yè)向計(jì)算機(jī)操作等無(wú)紙化辦公方向發(fā)展。

3.3 智能巡檢模塊設(shè)計(jì)

電石爐運(yùn)行中凈化系統(tǒng)的智能巡檢應(yīng)用終端主要包括基礎(chǔ)信息模塊、巡檢線路設(shè)置模塊、項(xiàng)目與任務(wù)管理模塊、設(shè)置狀況模塊、報(bào)表生產(chǎn)與導(dǎo)出模塊、績(jī)效考核模塊等，其中基礎(chǔ)信息模塊對(duì)組織機(jī)構(gòu)、崗位、員工和設(shè)備等進(jìn)行管理和設(shè)置。它包含了巡（點(diǎn)）檢管理系統(tǒng)需要的諸多基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)。巡檢線路設(shè)置模塊，主要是定義巡檢線路點(diǎn)檢方式，依據(jù)廠區(qū)信息對(duì)線路名稱、班次、值別、翻班規(guī)則、巡檢點(diǎn)ID鈕扣、人員配置、巡檢結(jié)果、各種不同的巡檢輪次周期等進(jìn)行定義。線路是點(diǎn)檢系統(tǒng)中對(duì)巡檢區(qū)域進(jìn)行劃分的基本單位。巡檢項(xiàng)目與任務(wù)管理模塊：巡檢項(xiàng)目管理模塊是對(duì)巡檢線路上巡檢設(shè)備、以及如何點(diǎn)檢進(jìn)行定義。定義某一個(gè)巡檢點(diǎn)所需的點(diǎn)檢內(nèi)容、點(diǎn)檢方法、點(diǎn)檢頻度等，以預(yù)定項(xiàng)目的形式展現(xiàn)出來(lái)。并對(duì)各巡檢線路按照翻班規(guī)則自動(dòng)生成巡檢任務(wù)，可查詢各線路巡檢執(zhí)行情況；設(shè)備狀況：選擇不同日期范圍，對(duì)各分廠車間下線路信息巡檢異常情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)合圖表等功能可以直觀顯示各分廠內(nèi)裝置、巡檢各片區(qū)線路異常率，并支持相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)出，包含異常數(shù)量、數(shù)據(jù)總數(shù)、異常率；結(jié)合報(bào)表生成與導(dǎo)出模塊，由報(bào)表管理模塊包含報(bào)表匯總、巡檢月報(bào)，匯總報(bào)表可對(duì)各分廠車間下不同線路不同時(shí)間段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總，巡檢月報(bào)對(duì)各分廠按月進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，便于點(diǎn)檢數(shù)據(jù)收集匯總。同時(shí)由巡檢系統(tǒng)結(jié)合績(jī)效考核管理，按模塊內(nèi)預(yù)定好的規(guī)定對(duì)各分廠及各操作人員的巡檢線路進(jìn)行漏檢、到位率、工時(shí)、到位時(shí)間、巡檢耗時(shí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，支持相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)出，便于存檔管理，結(jié)合圖形輸出分析對(duì)各類統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示[1]。

4 智能巡檢系統(tǒng)平臺(tái)

對(duì)單個(gè)操作人員設(shè)置不同的工號(hào)，根據(jù)所在生產(chǎn)車間及分廠的要求不同，巡檢路線各異，可以對(duì)車間、班次、工號(hào)、路線、操作要求等進(jìn)行選擇。同時(shí)記錄操作信息及報(bào)警記錄，可自動(dòng)同步巡檢登錄時(shí)，自動(dòng)同步巡檢服務(wù)器時(shí)間，依據(jù)選取或點(diǎn)擊巡檢線路，進(jìn)入具體的巡檢項(xiàng)目任務(wù)全景界面，刷巡檢點(diǎn)ID鈕扣，進(jìn)入具體的巡檢項(xiàng)目，根據(jù)巡檢項(xiàng)目要求錄入或自動(dòng)采集檢查數(shù)據(jù)或結(jié)果。該巡檢點(diǎn)巡檢完畢后，返回任務(wù)全景界面，系統(tǒng)自動(dòng)將巡檢結(jié)果上傳巡檢管理后臺(tái)服務(wù)器，然后進(jìn)行下一個(gè)巡檢點(diǎn)的巡檢工作。離線狀態(tài)時(shí)，巡檢數(shù)據(jù)將緩存在本地，再次聯(lián)網(wǎng)在線時(shí)，巡檢結(jié)果將自動(dòng)上傳到巡檢管理后臺(tái)服務(wù)器，從而保障數(shù)據(jù)完整性。設(shè)置不同級(jí)別與不同ID鈕扣的內(nèi)部別名、內(nèi)部寄存號(hào)碼、位置描述、ID順序、是否需檢測(cè)到位等信息，管控嚴(yán)格且智能方便。

5 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)電石行業(yè)生產(chǎn)環(huán)境較為危險(xiǎn)，生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度較大，操作復(fù)雜，目前已經(jīng)普及了自動(dòng)化生產(chǎn)，智能化巡檢系統(tǒng)的運(yùn)用進(jìn)一步解決了人員操作的各種不利因素，從而提高了現(xiàn)場(chǎng)操作人員巡檢的能動(dòng)性，將原有每班次6~8人的巡檢工作量減少至一兩人，大大提高了工作效率，實(shí)用性強(qiáng)、覆蓋范圍廣，環(huán)保與安全效益突出。