新建石蠟成型機(jī)

李洪標(biāo)，畢中華，褚 磊

（大慶石化公司煉油廠，黑龍江大慶 163711）

新建石蠟成型機(jī)

李洪標(biāo)，畢中華，褚 磊

（大慶石化公司煉油廠，黑龍江大慶 163711）

新建石蠟成型機(jī)結(jié)構(gòu)、作用、特點(diǎn)，注蠟精度高，大幅度降低能源消耗。

石蠟；成型機(jī)；新工藝；注蠟

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.09.67

1 概述

石蠟連續(xù)成型機(jī)是將各種牌號(hào)液蠟冷卻凝固成固體的設(shè)備，煉油廠用于生產(chǎn) 54#，56#，58#，60#，62#牌號(hào)的半精煉石蠟、全精煉石蠟、食品包裝石蠟及食品用石蠟等固體石蠟。石蠟產(chǎn)品附加值較高，市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大，已成為煉油廠重要的效益增長(zhǎng)點(diǎn)。近年來(lái)煉油廠生產(chǎn)的石蠟產(chǎn)品一直供不應(yīng)求，因此迫切需要新增一套5萬(wàn)t/a石蠟蠟板成型生產(chǎn)線，以解決供應(yīng)緊張問(wèn)題，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

2 新建石蠟成型機(jī)結(jié)構(gòu)形式及作用

新增的石蠟成型生產(chǎn)線工藝流程為：液蠟→換熱→蠟罐→稱重→注蠟→冷室→凝固→卸蠟→包裝。其特點(diǎn)是注蠟精度要求高，采用新技術(shù)、新工藝，可大幅降低能耗。作為生產(chǎn)線的主要設(shè)備，石蠟連續(xù)成型機(jī)由機(jī)頭部分、冷室部分、控制部分組成。

2.1 機(jī)頭部分功能簡(jiǎn)介

機(jī)頭部分主要由機(jī)頭框架、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、換熱系統(tǒng)、注蠟系統(tǒng)、卸蠟機(jī)構(gòu)、輸送器等組成。其中：①機(jī)頭框架以14a槽鋼為主體結(jié)構(gòu)，前端柱體用10 mm鋼板壓制成型，各連接點(diǎn)使用螺栓固定。②驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由主電機(jī)、減速機(jī)、鏈輪、主動(dòng)軸、鏈條等組成，為成型機(jī)運(yùn)作提供動(dòng)力。③換熱系統(tǒng)的作用是為來(lái)料蠟降溫（降溫至高于石蠟熔點(diǎn)8～12℃），為注蠟系統(tǒng)作前期準(zhǔn)備。換熱系統(tǒng)材質(zhì)均為不銹鋼，換熱器為現(xiàn)在較為先進(jìn)的釬焊式，換熱效率高，節(jié)能效果明顯。④注蠟系統(tǒng)是將液體石蠟按（5000±5）g的重量注入到蠟盤，為直接稱重方式。⑤卸蠟機(jī)構(gòu)是將冷室出來(lái)的蠟盤組翻轉(zhuǎn)并脫模，主要由翻轉(zhuǎn)裝置、上頂輪、下壓輪、帆布、接蠟板、檢測(cè)裝置等組成。接蠟板下設(shè)有6個(gè)檢測(cè)裝置，檢測(cè)蠟板是否落下。⑥輸送器將卸蠟機(jī)構(gòu)脫膜的蠟塊傳送到與成型機(jī)配套的傳送帶上，主要由主動(dòng)輥、從動(dòng)輥、托輥、傳送帶減速電機(jī)等組成。輸送器傳送速度660 mm/s（可調(diào)）。

2.2 冷室部分功能簡(jiǎn)介

冷室部分主要由冷室、冷室框架、平移機(jī)構(gòu)、拉緊機(jī)構(gòu)、蒸發(fā)器、擴(kuò)散器、導(dǎo)流板、隔板等組成，其作用主要如下：①冷室。是注入蠟盤的液蠟逐漸冷卻的地方。冷室墻體與上蓋采用100 mm厚阻燃的聚氨酯發(fā)泡成型，每塊發(fā)泡板寬900 mm，設(shè)有凹凸面，承插安裝。冷室設(shè)有3個(gè)門，前部2個(gè)，后部1個(gè)。②冷室框架是將蠟盤組按14層均勻分布，并經(jīng)平移和拉緊裝置傳導(dǎo)蠟盤組?？蚣芰⒅捎?4a槽鋼制作，底部可調(diào)節(jié)高度。中部橫梁采用14a槽鋼制作，上部橫梁采用100 mm×100 mm的H形鋼制作，軌道采用90 mm×56 mm×6 mm角鋼制作。③平移機(jī)構(gòu)是將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出的動(dòng)力分布到各層，并將蠟盤組平穩(wěn)的移至上一層軌道。鏈輪采用45#鋼鍛制，導(dǎo)輪采用45#鑄鋼。④拉緊機(jī)構(gòu)是將該裝置與平移機(jī)構(gòu)之間的鏈條始終處于拉緊狀態(tài)，同時(shí)通過(guò)拉力傳感器檢測(cè)鏈條的拉力值，并將蠟盤組平穩(wěn)的移至上一層軌道。前后立柱采用160 mm×100 mm×10 mm制作，底部裝有調(diào)節(jié)制作，拉緊架 采用14a槽鋼制作，鏈輪采用45#鋼鍛制，導(dǎo)輪采用45#鑄鋼，滑桿采用20#冷拔桿，拉力傳感器為1 t。⑤冷風(fēng)機(jī)蒸發(fā)器是為液蠟冷卻提供冷量，主要由上箱、中箱、下箱組成。上箱由離心風(fēng)機(jī)、電機(jī)、軸、聯(lián)軸器箱體等組成，箱體、箱板鍍鋅，風(fēng)量25 000 m3/h，風(fēng)壓450 Pa，電機(jī)功率7.5 kW，風(fēng)機(jī)是將蒸發(fā)器提供的冷量由冷室框架的上7層吹入，然后經(jīng)下7層返回蒸發(fā)器，將與蠟盤組換熱后的風(fēng)重新冷卻。⑥擴(kuò)散器是將風(fēng)機(jī)吹出的風(fēng)擴(kuò)散至上7層，為1.5鍍鋅板壓制成型，用螺栓固定在風(fēng)箱與冷室框架之間。⑦導(dǎo)風(fēng)板是將擴(kuò)散器出來(lái)的風(fēng)按比例導(dǎo)入冷室框架內(nèi)，用1.5 mm鍍鋅板壓型并連接在框架上。⑧隔板將進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)分隔開(kāi)，用2 mm鍍鋅板壓型，上隔板放置在7與8層之間，下隔板放置在冷室框架的最底層。

2.3 控制部分功能簡(jiǎn)介

石蠟控制系統(tǒng)為分布式控制，由1個(gè)主站（S7 300 PLC）和2個(gè)分站（一個(gè)S7 300從站和一個(gè)ET 200M分站）構(gòu)成。共設(shè)置2個(gè)控制柜、2個(gè)分站控制箱以及4個(gè)現(xiàn)場(chǎng)緊急停車按扭（圖1）。

①動(dòng)力驅(qū)動(dòng)柜主要負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的配電和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，設(shè)有主電源空氣斷路器、各分級(jí)空氣斷路器、控制接觸器、外部現(xiàn)場(chǎng)接線用端子排。所有低壓器件采用施耐德產(chǎn)品，變頻器選用西門子MICROMASTER 440系列產(chǎn)品。②主站設(shè)在PLC控制柜內(nèi)，盤內(nèi)設(shè)有外部現(xiàn)場(chǎng)接線用端子排，變送器輸入端子排，隔離變壓器、UPS電源、直流電源、繼電器等。柜頂安裝旋轉(zhuǎn)警示燈，盤面設(shè)有故障消音燈鈕。③操作臺(tái)分站設(shè)置在操作臺(tái)內(nèi)，設(shè)有西門子WINCC工作站。操作臺(tái)的主要功能是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作，參數(shù)設(shè)置和顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。面板設(shè)有信號(hào)燈操作按扭，柜頂安裝旋轉(zhuǎn)警示燈，所有低壓器件均為施耐德元件。④冷室分站設(shè)置在冷室外部。由于冷室內(nèi)的14個(gè)鏈條拉力傳感器和7個(gè)溫度傳感器位置相對(duì)比較集中，故在此單獨(dú)設(shè)立一個(gè)PLC分站，通過(guò)PROFIBUS總線和主站PLC進(jìn)行通信，將采集的拉力和溫度信號(hào)傳送到主站PLC進(jìn)行處理，從而參與控制和顯示。⑤石蠟現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置4個(gè)緊急停車按鈕盒，和PLC控制柜上的緊急停車按扭，以及操作臺(tái)上的緊急停車按扭共同組成硬急停系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)，可人為按下并自鎖（旋轉(zhuǎn)解除），使整個(gè)生產(chǎn)線停止，然后由現(xiàn)場(chǎng)工程師進(jìn)行處理。

圖1 石蠟連續(xù)成型機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成

3 新工藝的特點(diǎn)

3.1 直接稱重式注蠟

國(guó)內(nèi)使用的石蠟成型機(jī)的注蠟方式主要有活塞式注蠟和流量計(jì)式注蠟2種，前者注蠟精度差，最佳狀態(tài)只能保證4‰左右；后者注蠟精度比較高，能達(dá)到1‰，但對(duì)外在條件要求很高，一根頭發(fā)絲就能將其卡住，需要經(jīng)常維修清洗，且拆卸安裝很麻煩。以上2種注蠟方式均通過(guò)體積計(jì)量，因而對(duì)溫度變化、蠟質(zhì)變化很敏感，需要經(jīng)常稱重復(fù)檢。而新增生產(chǎn)線為直接稱重的注蠟方式，精度能達(dá)到1‰，還有安裝、維修方便、不受溫度變化影響等優(yōu)勢(shì)，對(duì)原料蠟中的雜質(zhì)要求低于以上2種方式。

3.2 釬焊式換熱器

新工藝的換熱器采用當(dāng)前比較先進(jìn)的釬焊式換熱器，特點(diǎn)是換熱效率高、體積小、節(jié)省能源。與管殼式換熱器相比，釬焊式換熱器的節(jié)能率在50%以上。

3.3 主電機(jī)功率下降

主電機(jī)功率7.5 kW，用電量是老式成型機(jī)（15 kW）的50%。

3.4 采用新式拉緊裝置

老式成型機(jī)尾部拉緊裝置常出現(xiàn)復(fù)位不到位的問(wèn)題，原因是老式成型機(jī)有設(shè)計(jì)缺陷。而新方案是將拉緊點(diǎn)與主鏈條設(shè)置在同一中心線上，消除了橫向應(yīng)力，使該裝置滑動(dòng)自如。

3.5 控制部分

新成型機(jī)為全自動(dòng)控制，控制系統(tǒng)在邏輯連鎖和控制算法都比較完善，具有3個(gè)特點(diǎn)：①注蠟量的精確計(jì)量、控制，是本控制系統(tǒng)的核心，是對(duì)注蠟重量直接測(cè)量的控制方法，同時(shí)也是一種全新的專利技術(shù)。PLC通過(guò)編程對(duì)注蠟罐中的液態(tài)蠟殘留等狀況做有效補(bǔ)償，確保注蠟重量平均誤差在±1‰。注蠟量可通過(guò)操作臺(tái)的WINCC工作站進(jìn)行設(shè)定。②基于西門子WINCC的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，可最大限度滿足石蠟連續(xù)成型機(jī)的工藝要求，同時(shí)有報(bào)警保護(hù)、顯示功能，有運(yùn)行可靠、穩(wěn)定、操作維護(hù)簡(jiǎn)單方便等優(yōu)點(diǎn)；還可對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)（歷史運(yùn)行參數(shù)、報(bào)警信息等）進(jìn)行自動(dòng)歸檔，便于用戶進(jìn)行查詢和對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量追蹤。③系統(tǒng)留有PROFIBUS DP，Modbus，以太網(wǎng)通用接口，便于用戶將石蠟連續(xù)成型機(jī)控制系統(tǒng)并入原有的DCS。④通過(guò)以太網(wǎng)接口接入外網(wǎng)，還可以享受遠(yuǎn)程診斷、維護(hù)、故障解除、版本升級(jí)等終身服務(wù)。

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〔編輯 吳建卿〕