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Abstract: with the rapid development of social productivity and the process of modern city life demand, China's coal chemical engineering has been mature and development. China is a country with rich reserves of coal resources, coal industry have good prospects for development, but also to the sustainable development of national economy, in line with national economic policy strategy. Coal chemical engineering technology is on the purpose of the clean coal technology, coal chemical for processing into a technology, is the main way of coking and gasification of coal and chemical forms of liquefaction to produce new energy and new products. At present, the development of coal chemical industry has some unstable factors which limits the development of coal chemical engineering, in according to the actual situation of our country and contemporary background, the use of integrated resources, the research of coal chemical engineering process, the maximum guarantee to maximize the resources and protect the natural environment is not destroyed.
Key words: coal chemical industry; The process flow; The development trend
中圖分類號: TQ53 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
隨著社會經濟的發展與生活的需求依賴,人們對煤化工技術或者是煤化工能源技術是越來越關注。加強對煤氣化一體發電或是煤炭液化以及煤基代用液體燃料等方面的研究,可以在煤化工業中獲得潔凈的新能源以及推動新型煤化工產業話的發展。目前,煤化工生產的實際情況不是特別樂觀,存在著產品結構與質量不過關和嚴重的環境問題,對煤化產業的資源利用以及開發不夠重視,導致煤化產業的問題多,制約了煤化工產業的發展。本文主要是討論了煤化工產業的工藝流程以及發展新型煤化工產業的意義,有利于調整煤化工產業的行業結構,促進煤化工產業的全面發展。
1.煤化工工程簡介
煤化工工程主要是在化學加工的基礎上,使用煤原料使煤轉化為氣體、液體或固體燃料的化學品過程。通常使用的化學手段是煤的氣化、液化、干餾,以及焦油加工和電石乙炔化工等。我國的煤化工工程主要的三條產業鏈是,煤氣化和煤液化、傳統的焦化和電石乙炔化工。適應的范圍廣,使用的技術最廣泛,其中煤化郵的技術難度最高,一般來講,成熟的運用這三種煤化工工程技術,可以實現在多個領域替代石油資源與天然氣資源,延伸了煤化工產業的范圍。
2.煤化工產業的工藝流程
2.1煤炭氣化的工藝流程。煤炭氣化是指煤在一定的高溫以及壓力下,在氣化爐中使煤里面的化學成分與氣化劑發生化學反應,將固體的煤轉化為可燃氣體或是非可燃的氣體,整個過程中不可缺少的三個要素分別是高溫和氣化爐以及氣化劑。轉化出的可燃氣體中含有一氧化碳和氫氣以及甲烷,而非可燃氣體中包含二氧化碳和氮氣。煤炭氣化的工藝過程中必須充分了解煤的性質以及發生反應時的反應性,煤與氣化劑發生作用時的特性和煤的粘接性與結渣性,還有分解時從固體變為氣體與液體時的燃燒反應。
2.2煤炭液化的工藝流程。煤炭液化有兩種方式,一種是直接液化,通過固體煤炭的化學加工,讓煤轉化為液體動態的燃料,一般用作于化學原料或產品中使用的潔凈煤化工技術。另一種是間接液化,將煤氣化以后的生成的化學水煤氣中合成乙烷或乙醇等燃料,也可以進一步加重液化合成燃油。
2.3煤焦化的工藝流程。煤焦化同樣是以煤為原料,杜絕空氣流通的情況下,在氣化爐中高溫加熱到1000攝氏度左右,干餾生產的焦炭,在高溫干餾的過程中,固體煤會發生一系列的化學反應,產生煤氣與煤焦油。煤焦化工藝流程的優勢適用于生產煉鋼用焦炭和生產焦爐煤氣或瀝青等材料的產品。
3.煤化工工程在我國的應用現狀
目前我國的煤化工程的應用集中在三個方面,分別是用煤制造油以及使用固體煤制造甲醛和二甲醚,煤制造甲醛以后的深加工,生產烯烴。煤化工程的范圍比較廣,在制造新能源和環節能源緊張的問題上產生了良好的促進效果,有效合理的使用煤炭資源,不僅使資源效果利用最大化也避免了資源浪費。
3.1煤制油。煤制油的工藝流程分為直接合成或是間接煤炭氣化生產原料氣后凈化合成油。目前我國的煤制油的現狀是,規模比較小以及起步比較晚,2010年各種煤制油的產量不足30萬噸,2012年各種煤制油產品的產量達到了80萬噸,與同一時期的國外相比,起步明顯比較慢,規模也比較小,私人煤礦過多,不利于資源的合理開發以及集中生產。另一方面,各種技術與機械的剛剛投產,運行不太穩定,無法滿足人們生活的需要。
3.2煤制甲醇和二甲醚。我國已經掌握了煤制甲醛和煤制二甲醛的生產方法,目前,煤制二甲醛已經成為了國內外生產的主要方式。生產的方法是在合成甲醛的基礎上進行二次加工,在催化劑的作用下合成二甲醚。我國在生產過程中已經建立多套的生產裝置用來制造二甲醚,但是生產工藝上面臨著高校催化劑的研發合成反應器優化的問題。
3.3煤制甲醇再生產烯烴。煤制甲醇再生產烯烴技術在我國有工業示范建設基地。比如經過省級核準的示范項目-神華寧夏煤業集團公司以及大唐能源化工有限責任公司。此外據不完全統計和規劃,煤基甲醇制烯烴還有30個,每年生產的烯烴能力為1896萬噸。
4.煤化工工程的意義
煤化工工程是將地下開采的原煤進行一系列的深加工,以提高原煤資源的利用價值和使用率,拓寬原煤的使用范圍,例如讓煤變成電或是煤炭氣化讓人們使用等,提高煤的附加價值。在這個深加工的過程中,以及對煤化工工程的工藝流程的技術研究過程中可以很好的充分利用資源,集中治理煤污染的現象,加強了對煤合成之后的殘渣利用以及注重了現代煤化工工業的發展,保護了自然環境。
5.煤化工產業的發展趨勢
煤化工的未來發展趨勢以潔凈能源為主要產品,在對固體煤的研究基礎上,加大對煤化工的化工產品研究與生產,以潔凈的新能源為主來替代不可再生的石油化工產品。另外,煤炭的開發與生產的范圍非常寬廣,使用的范圍注定了煤炭化工產業將往能源化工一體化方向轉變,前景是具備優勢的。例如隨著科學技術水平的提高,可以在高新技術及優化集成的基礎上,通過對煤質的不同特點與穩定性和生產的目標產品的不同來優化生產,利用信息技術的成熟,很好的做到控制整個原料的分析特點,調整化工產業的結構,并且煤炭資源的價格與其他能源相比具備價格優勢,遠低于一些其他的可用資源,在這個基礎上去提高經濟優勢。
煤化工工程主要是應用在一些大型企業為主,在未來技術條件的不斷成熟以及信息化時代的影響,大型企業基地會聚集在一起,形成若干不同的大型工廠,地理坐標上可形成重要的標志性的能源產業。在地理位置上的集中有利于實現新的高新技術的交流,企業可以更加合理的使用資源與利用資源,發揮資源的優勢與價格優勢,在競爭的影響下,去優化資源配置以及技術優化,努力降低生產成本,實現經濟利益的最大化。
6. 結語
綜上所述,我國的煤化工工程的工藝流程應用技術還是比較全面,但是要重點對煤化工的工藝流程的研究力度上要繼續成熟發展,加大力度。清楚認識煤化工工程的重要性與實際意義,在未來的煤化工工程發展趨勢中緊緊抓住重點,因地制宜的發揮出工藝水平,生產出可替代的資源以及充分發揮原煤的經濟效益,促進煤化工產業的發展,從而保證了煤化工產業的飛速發展,實現現代的煤化工產業。
參考文獻:
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近年來,隨著精細化工、生命科學和材料科學等新興科學的發展,現代分離手段得到廣泛應用,促使分離科學的理論日臻完善,技術水平不斷提高,逐步發展成為一門相對獨立的學科。萃取作為一種經典的分離方法,無可厚非的在分離科學領域占有一席之地。它的本質是利用萃取劑將物質由親水性轉化成疏水性,最終達到分離的目的。萃取劑在萃取操作中起著舉足輕重的作用。關于萃取劑的選擇在2007年山東省高考試題第31題里已有所涉及,筆者在此想借助該題談談關于萃取劑的選擇。
例題:工業上對海水資源綜合開發利用的部分工藝流程如下圖所示。
溴單質在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多,四氯化碳與水不互溶,故可用于萃取溴,但在上述工藝中卻不用四氯化碳,原因是_________。
解析:這是一道以工業上綜合開發利用海水資源的部分工藝流程為載體命制的試題,切入點新穎。萃取實驗作為中學化學教材中的一個基礎實驗和考試大綱中的一個重要考點,學生應該牢固掌握。在萃取實驗中關于萃取劑的選擇,大多數教師可能只會給學生點到只要它有良好的選擇性和良好的物理性質(如與水的密度差大等)就可以了;而對它的化學穩定性、毒性、萃取速度、價格等問題常被忽略。這道高考題正好給我們提一個醒,且從另一側面迎合當今建設節約型社會的大背景。
關鍵詞:化工生產;工藝流程;詳細分析
我國已經逐漸的進入到小康社會,在經濟迅速發展下,需要對化工生產行業更加的重視,化工市場的前景也十分的廣闊,現在社會的生產效率是極高的,在短時間內生產技術就有了突飛猛進的發展。隨著科技的發展,產品更新的速度也在加快,在這樣的情況下,化工生產工藝流程就變得越來越重要。
1 原料的前期準備工作
化工生產過程主要是以化學反應為加工的核心,只有化學反應是科學的,化工生產才能夠滿足化工行業的基本要求。在化學反應之前,需要對相應的原料進行處理,只有將化學反應的原料準備好,才能夠達到化學生產的基本條件。在化學生產的過程中,無論是產前、產中還是在產后,都要將材料中的雜質處理好,正確的按照相關的工藝進行提純處理,這樣就能夠將雜質的數量最大限度的減少,從而提高參與化學反應的質量。有些化學反應后會存在著很多的原料,這些參與的原料可以重新的作為下一輪化學反應的原材料投入到化學生產中,還要對原材料進行充分的調整,在殘余的原材料下還可以加入其它的原材料,這樣產生多余的材料就能循環的再利用,不會出現浪費的現象。在化學反應之前就對原材料進行基本的處理,這是化工生產之前需要做的準備工作,將準備工作做好就可以提高生產的效率。因此在化工生產的過程中,要想提高原材料的利用率,就要對原材料進行預處理,避免在化學反應的過程中,出現反應效率下降的情況。
2 化工生產中的化學反應
在化工生產的過程中,化學反應必須要根據反應的特點和條件將化學反應進行分類,可以分為不可逆反應和可逆反應、吸熱反應和放熱反應,化學反應的差異對化學條件的要求也是不同的,在同一個化學反應中,不同的化學反應與環境和溫度有著關系,在反應速度上也有著一定的差別。化學反應在發生的過程中,需要通過具體的反應才能夠知道能否達到化工生產的基本要求,這也是化學研究的重點之一。不同的化學反應在反應的過程上也有著明顯的差異,因此在實際的生產中,需要根據具體的化學反應進行調整,在反應環境中添加適量的催化劑,這樣能夠幫助原材料發生化學反應,或者是使化學反應更加的劇烈,面對這樣的化學實驗,就要使用比較安全的反應器皿。在化學反應的過程中,一定要將具體的化學流程充分的了解,科學的把握每一個流程,詳細的了解化學反應的每一個步驟,使化學反應可以達到最佳的反應效果。現在的化學反應有很多,原材料在處理方式上也不同,因此會出現各種各樣的變化,除此之外,在化學工藝流程上也有著顯著的差異,盡管是同一種化學產品,在化學生產的過程中,對雜質和化學反應的質量也是不同的。
3 化工生產工藝流程的配置
在化學生產的過程中,工藝流程的配置是應該重點關注的問題,也是整個化工生產中的重要環節,在產品生產的過程中,按照產品的具體生活參需要,對各個單元操作和單元過程進行充分的了解,選擇正確的操作工具、組合方式和設備的使用順序,還要以圖解的形式表示出生產全貌的過程。包括工藝路線技術先進、生產操作安全可靠、經濟指標合理有利在滿足產品性能和規格的要求下,要采用先進的生產技術選用的工藝路線必須具備現代化生產條件,反映在生產過程中應體現出物料損耗少、循環量小、能量消耗低,備投資少、生產能力大、生產效率高物料和能量利用充分、合理。
在配置流程時,要從四方面來把握:首先要盡量提高原料的轉化率和主反應的選擇性采用先進的技術、合理的單元、有效的最適宜的工藝條件和高效的催化劑,再有就是要充分利用分離、回收等措施循環使用未反應物料,以提高總轉化率反應,副產物也應加工成副產品。第三,在流程配置中要對冷熱物流合理匹配,充分利用自身熱能和冷量減少外部供熱或供冷,以達到節能的目的;第四,要盡力構筑物質和能量的閉路循環,盡力實現綠色生產過程;單元操作適宜,要根據單元反應過程的需要,正確選擇適宜的單元操作,確定每一個單元操作中的流程方案及所需設備的型式,合理配置各項操作與設備的先后順序。同時還要考慮整個工藝流程的操作彈性和各個設備的利用率,并通過調查研究和生產實踐來確定操作彈性的適應幅度,盡可能使各臺設備的生產能力相匹配,以免造成不必要的浪費。
4 生成產物的分離與提純
從原料開始,物料流經一系列設備的加工,包括物質和能量轉換的加工,最后得到預期的產品。如果在加工過程中采用的加工方法或工藝路線出現混雜,就會造成產品中有著不同數量的雜質與副產品使化工產品的質量相應下降,降低化工廠的利益。產物的分離與提純可以說是化工生產過程中的一大要點。再有副產品不一定就是沒用的雜質,也可以經過加工變廢為寶,提高原料的利用率。生產過程可以通過綜合化、產品的網絡化管理使資源和能源得到充分合理的利用,將副產物和廢料轉化成有用產品,可以將副產物和廢料作為另外的化工原料經過合理規劃在化工廠自身在建造過程中形成一條從基本原材料到能將材料完全利用的完整生產體系,實現真正的零排放生產流程,這樣對化工行業的發展是極為有利的,有利于化工行業實現可持續發展,對生態環境也是極為有利的,在化學工業生產的過程中,分離和提存是非常重要的兩個環節,任何的化學生產中,涉及到分離和提純工藝都是極為復雜的,但是這一環節也是極為關鍵的環節,在化學生產的過程中是極為關鍵的。
結束語
化工生產是一個復雜的流程,在其生產過程中不光能得到所需產品,可能得到許多副產品,所以在實際的生產過程中,生產廠家要堅持走可持續發展、科學發展循環經濟的道路,實現化工產品生產過程的綜合化、產品的網絡化開發新技術、新工藝,同時也要盡可能的保證化工產品的綠色環保,能夠盡可能的將廢物充分利用,形成化工生產的零排放。運用先進的、有自身特色的化工生產工藝流程來為自身贏得更大的優勢。
參考文獻
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關鍵詞:天然氣 液化流程 氮-甲烷制冷
液化設備系統主要包括凈化系統,液化系統和存儲系統。工藝流程過程優化,主要體現在:在制冷模式優化和存儲方式的優化,下面對制冷模式優化進行分析比較。
一、天然氣液化裝置的國內外現狀
天然氣的主要成分是甲烷,甲烷常壓沸點- 161℃,臨界溫度-84℃,臨界壓力4.1mpa。液化天然氣液化天然氣的簡稱是LNG,它是天然氣凈化后(脫水,烴,去除酸性氣體去除后的
),采取氣體擴張和外部冷源制冷技術使甲烷轉化成液體形式。
1、國外液化裝置現狀
國外液化裝置規模大,工藝復雜,設備,投資高,基本采用制冷和混合制冷劑的制冷技術,目前兩者在運作,新的生產設計主要是混合制冷劑制冷技術,研究的主要目的是降低能源消耗的液化。從制冷的制冷工藝改為混合制冷劑循環,有報道和Ⅱ- 2新技術,該技術具有純組分環,如簡單,無相分離和容易控制,和混合制冷劑循環的優點,如天然氣和制冷劑的制冷溫度的少,效率高,設備簡單等。
2、國內液化裝置現狀
與國外的情況進行比較,我們發現不同的是,國內天然氣液化的研究都是以小規模的液化技術為目標,下面對國內現有的天然氣液化裝置技術進行簡介。
(1)四川液化天然氣裝置
由中國科學院北京分公司天然氣液化技術和四川簡陽市科陽制冷設備公司合作研制的300 L /小時天然氣液化裝置,是使用液化天然氣的工業及民用燃氣調峰,以氣代油示范項目。該設備建于主要致力于天然氣汽車研究。
該裝置充分利用天然氣壓力,燃氣渦輪膨脹機制冷液化天然氣,用于民用天然氣調峰或液化天然氣生產,工藝合理,使用天然氣透平膨脹機,更先進的技術。該裝置不消耗水,電,屬節能項目,但液化率很低,約10%,這是符合其設計原理。
(2)吉林油田液化天然氣裝置
通過吉林油田,中國石油天然氣總公司和中科院低溫中心共同開發500 /小時橇裝工業試驗裝置在整體試車成功后,該裝置采用氮作為制冷劑膨脹循環過程,整個裝置由10個撬塊,所有設備的國產化。該裝置采用氣體軸承透平膨脹機國產分子篩;深去除天然氣水和二氧化碳,工藝流程簡單,橇裝結構,符合一個小裝置的特點。純氮作為制冷劑,制冷劑膨脹循環功率比高。沒有充分利用天然氣壓力,氣體在中壓下(約5.0mpa)(高壓力下液化液化氮制冷溫度可以增加,可以減少制冷負荷),使該裝置能耗比較大。
(3) 陜北氣田液化天然氣
在陜北氣田天然氣液化示范工程是我國液化天然氣工業發展試點項目,也是中國第一家小型液化天然氣工業化裝置。該裝置采用氣體膨脹制冷循環,低溫甲醇洗和分子篩干燥的原料氣凈化,氣波制冷機和透平膨脹機結合低溫制冷,燃氣發動機為動力源使用循環壓縮機,內燃機尾氣作為熱源加熱分子篩再生。設備全部國產化。成功操作裝置中的我國邊遠油田上使用的天然氣生產液化天然氣提供了經驗。
二、天然氣液化流程工藝優化
根據制冷劑的不同,膨脹機制冷循環可分為:氮膨脹機制冷循環、氮-甲烷膨脹機制冷循環、天然氣膨脹制冷循環。
1、氮氣膨脹循環流程
和制冷循環和混合制冷劑制冷循環過程,氮膨脹循環的過程非常簡單,緊湊,成本低。啟動快,熱從2開始4小時得到全負荷,操作靈活,適應性強,容易操作和控制,安全性好,不會引起火災或爆炸通風。制冷劑用單組分氣體,從而消除混合制冷劑的制冷循環的過程,分離和儲存的制冷劑的麻煩,也避免了由此帶來的安全問題,使液化工藝更加簡化緊湊。但能量比混合制冷劑液化流程高出40%左右。
2、N2-CH4膨脹機制冷循環
最好降低功耗的膨脹制冷循環的方式,是采用N2-CH4雙組分混合氣體代替純氮氣,研發了N2-CH4膨脹制冷循環。和混合制冷劑循環相比,N2-CH4膨脹制冷循環的起動時間短,工藝簡單,易于控制,測量和計算制冷劑等。同時由于減少了冷端傳熱溫差,它比純氮膨脹制冷循環,節省能耗,但投資較高。
N2-CH4膨脹制冷循環液化天然氣液化過程的系統和N2-CH4膨脹制冷系統在不同的地方。在天然氣液化系統,經過預處理裝置酸氣,脫水后的天然氣,預冷器冷卻后,氣液分離器分離重碳氫化合物,氣相部分進入液化液化,過冷器冷,節流后加入液化天然氣儲罐。
在N2-CH4制冷系統,制冷劑N2-CH4循環壓縮機及壓縮機(壓縮機壓縮制動)的工作壓力,水冷卻器冷卻,冷卻到預冷器入口溫度膨脹機。一部分制冷劑進入膨脹機膨脹循環壓縮機入口壓力,和胃食管反流混合制冷劑循環液化,作為冷源,膨脹的能量用來驅動壓縮機的制冷劑;另一部分通過液化和過冷器冷凝器和冷卻,節流閥節流冷卻回流冷卻器的冷卻能力,太。
膨脹機制冷流程中,由于換熱器的傳熱溫差很大,可采用預冷的方法對制冷劑和天然氣進行預冷,則液化過程的能耗可大幅度降低。
三、結束語
從以上的比較表明,級聯循環制冷能耗最低,效率高,但系統的復雜程度最高,所以復疊制冷循環逐漸取代混合制冷劑的制冷循環。帶膨脹機的制冷循環是復雜度最低,但最高能耗,運行成本高,經濟不好,并利用高速旋轉機械,可靠性低,和其他制冷循環比沒有優勢。和混合制冷劑的制冷循環的優點在于工藝簡單,適應性強,易操作,通過比較來看能耗較低,是廣泛地用于工程中,因此建議使用混合制冷劑的制冷循環過程。
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礦渣粉磨工藝實現了煉鋼高爐固體廢棄物的利用,有利于發展循環經濟和環境保護。礦渣粉磨返料再研磨實現了礦渣的節約循環、減少系統工作風量和阻力的目的。對返料再研磨工藝的優化縮短了工藝流程,最大程度地節約了投資、運行和維護的成本。
關鍵詞:
礦渣粉磨; 再研磨; 工藝流程; 優化
中圖分類號:TB
文獻標識碼:A
文章編號:16723198(2012)24023202
1前言
近年來,礦渣粉磨工藝及技術在我國發展迅猛,這對我國發展循環經濟,充分利用固體廢棄物,減少環境污染以及節能減排發揮了積極的作用。礦渣粉磨技術的發展不僅包括礦渣粉磨設備的開發與應用,也包括礦渣粉磨工藝技術的研究和改進優化。本文以洛陽礦山機械工程設計研究院有限責任公司設計并總承包的江陰興澄特鋼年產100萬噸礦渣微粉生產線為例,介紹礦渣粉磨返料再研磨工藝流程的優化。
2基本情況
江陰興澄特鋼年產100萬噸礦渣微粉生產線主機采用中信重工股份有限責任公司生產的LGSM5725型立磨,產量要求≧150t/h,比表面積≧420m2/kG。LGMS5725系列礦渣/熟料立磨磨輥采用“主輥(M輥)+輔輥(S輥)”技術,利用3個特殊輔輥作用于物料的攤鋪,穩定喂入主輥的料層。然后再利用3個主輥進行粉磨,通過液壓油缸和輥子壓力臂系統,將粉磨壓力施加于物料層。由于輔輥對物料層的獨特穩料作用,使主輥粉磨壓力有效利用率提高,因此其單位功率消耗比其它形式的礦渣立磨低。
該生產線于2011年9月建成試投產、達產達標驗收并移交業主試生產。運行狀況表明,除主機開機、停機時段返料吐渣量多些外,正常運行時,每天返料量不足投料量的0.5‰,即1.8m3/天。特別是在礦渣原料質量穩定下,返料磁選鐵渣后,基本就沒有粗渣返料。而在此情況下,原工藝設計的立磨返料系統的設備(斗提機、收塵器、返料倉、返料給料機等)仍在全天候運轉,運轉總電功約100kW,折合電費約1500元/天。如此日積月累,無疑增大了運行、維護成本。從經濟、實用角度,應考慮簡化工藝流程,提前截料,改造返料再研磨系統。
3現行礦渣粉磨返料再研磨工藝流程
江陰興澄特鋼年產100萬噸礦渣粉磨生產線為節約能源、減少系統工作的風量和阻力,采用外循環系統。礦渣經主機立磨選粉機篩分、選粉后,少部分帶鐵渣粗料從立磨下部出渣口排出,經膠帶輸送機(配除鐵器除鐵),到返料樓斗式提升機,利用收塵器等設備送到緩沖倉,再經定量給料機送到立磨,進行再研磨(見圖1)。
圖1現行礦渣粉磨返料再研磨工藝流程
現行礦渣粉磨返料再研磨工藝流程存在路線長、所需設備多等不利因素,從而造成投資增大、運行和維護成本增高。尤其是在生產線運行中返料量少的情況下,設備的利用效率很低,從而造成不必要的浪費。
4礦渣粉磨返料再研磨工藝流程的優化方案
根據正常運行中的返料量,結合洛礦院LGSM5725立磨的設計特點及性能,在滿足安全、實用的前提下,取消立磨斗提機(返料樓)土建框架及斗式提升機、收塵器、緩沖倉、返料定量給料機等原工藝線路輸送設備。少部分粗粉從立磨下部出渣口排出后,經膠帶輸送機(配除鐵器除鐵)直接到新建儲料池,利用小型裝載機或翻斗車,將儲料池中除鐵后的粗渣返料運到原料堆場,再次通過原料輸送皮帶送入立磨研磨(見圖2)。
一、建設投資
1、 斗提機框架(返料樓)建筑安裝工程120--一棟
2、 儲料池6m3--0.5一座
二、設備投資
1、斗式提升機NE150Kх44500mm 電功37kW 30--一套
2、袋式收塵器 FGM32-6 電功1.1kW15--一套
3、風機 9-26N0.8D 電功30kW5--一套
4、超強永磁除鐵器 RCYD-10T2 電功3kW3--一套
5、定量給料機 DEL1000х8400mm 電功5.5kW5--一套
6、返料回轉鎖風閥 通過量160t/h電功7.5kW10--一套
7、氣動側三通閥(含風機)5--一套
8、電控系統3--一套
9、20型裝載機--5一臺
三、投資合計1965.5
一、運行耗電大(設備運行時所需電費1500元/天)、工費大、運行成本高因工藝流程縮短,運行成本很小
二、維護設備需經常檢修,配件更換頻繁,維護成本高設備減少,維護成本小
通過以上比較,用新方案使得投入成本降低近200萬元。由于工藝流程簡化,設備數量減少,設備故障幾率、運行成本、維護成本也會大幅度降低。在2012年年初,江陰興澄特鋼有限公司年產100萬噸礦渣粉磨生產線按返料優化方案進行改造。返料粗渣在膠帶輸送機尾部截流后,利用斗車直接運至礦渣原料堆場進行二次研磨。通過生產實踐表明,改造后的生產線技術先進,生產運行安全、成熟、可靠,滿足環保節能的要求。
6結語
江陰興澄特鋼年產100萬噸礦渣粉磨生產線按返料優化方案進行改造是一個成功的范例。隨著水泥工業產業結構調整政策力度的加大,在大力發展循環經濟的推動下,新一輪利廢正在興起,礦渣微粉項目總包市場愈來愈大。采用并推廣優化方案,不僅節約投資成本,具有良好的經濟效益和社會效益,同時在招投標市場也創造了寬裕的商務商談空間。在投資和運行、維護成本上,承包方和業主都是受益者,雙方彼此均達到雙贏效果。更為重要的是,優化方案對資源節約和綜合利用及環境保護等方面有著重要的作用,符合我國經濟的可持續發展戰略。
關鍵詞:甲醇法;天然氣凈化;工藝處理
1 天然氣凈化及低溫甲醇凈化法
天然氣凈化摘要是指敬愛那個天然氣中的H2S和CO 等酸性類氣體以及水分等予以清除。其中,針對氣體的凈化方法主要包括氣液吸收法、氣固相催化轉化法、固體吸附法、分子篩選分離法、分子膜分離法等。但是,當前使用最為廣泛的凈化方法還是氣液吸收法。該種天然氣凈化方法通常需要使用幾種工藝相結合的方式才能將天然氣中的H2S和CO 等酸性類氣體以及水分清除干凈,其整體處理工藝流程較為復雜,同時涉及到的工藝設備也較多,控制點多,整個投資運營費用相對較高。
而所謂的低溫甲醇法凈化就是在對應的壓力與低溫環境下,使用甲醇溶液將氣體中所含的酸性氣體、水分等從天然氣中脫離開來。當前,低溫甲醇法凈化方法主要用于合成氨、合成甲醇以及其他合成類氣體的凈化流程中。同時,該種方法也是一種高效的天然氣凈化方法。
2 低溫甲醇法凈化的特點
低于液化天然氣的生產過程而言,原料天然氣的溫度通常要下降到-135℃以下,以達到凈化原理的反應環境。同時,為了避免在低溫環境下H2O和CO2在低溫情況下形成水合物、干冰等而造成對設備管口堵塞的問題,通常要求將原料的天然氣含水量下調至1*10-6以下,將原料中的CO2的含量下調至100*10-6以下。這時,在低溫環境下,天然氣的凈化必然達到設計要求。由于對應的凈化要求比較高,因此工廠在處理過程中通常會提出對應的預處理參數,如表1所示。
當前,天然氣液化過程中最常用到的凈化方法一般是使用溶劑吸收法進行預處理,之后再通過沸石分子篩選吸收,最終達到深度凈化的目的。例如,2*104m3/d液化天然氣凈化裝置通常是采用低溫甲醇吸收與分子篩吸附相互組合的方式進行凈化。溶劑吸收方法通常是根據吸收作用的不同而分為化學吸收方法與物力吸收方法兩種。其中,化學吸收方法主要用于對酸性組分分壓較低的原料氣或者天然氣進行凈化,而物理吸收法則主要對酸性組分分壓較高的原料氣進行凈化。其中,常用到的物理溶劑包括甲醇、碳酸丙烯酯等;而常用的化學溶劑這包括醇胺、堿金屬的鹽溶液和胺酸鹽溶液等。
總的來講,低溫甲醇化凈化天然氣的工藝流程具有如下的特點:
(1)溶解度較高,甲醇在低溫高壓狀態下能夠有效的溶解于H2S、COS、H2O等中,具有較高的溶解度,是熱鉀堿溶液中溶解度的10倍以上。同時,不會由于化學化而產生大量的熱能,有效的降低了天然氣的凈化成本,減少了凈化設備的一次性投資;
(2) 選擇性較強,甲醇雖然在低溫高壓狀態下能夠有效的溶解于H2S、COS、H2O等中,但是其對其他組分的溶解度則相對較小,這將使得其可以同時將有害物質分離出去;
(3) 甲醇的化學性質以及熱穩定性較好,在吸收凈化過程中不會出現氣泡等現象,而且有利于生產的穩定;
(4) 在低溫狀況下因為甲醇的粘度較小,因此其具有良好的導熱及傳質能力;
(5) 甲醇的腐蝕能力較弱,不需要對設備進行特殊的防腐處理,有效的節省了投資;
(6) 甲醇的價格較低,而且容易獲,有效的降低了生產成本;
(7) 但是,因為甲醇有毒,因此需要進行冷藏,而由于天然氣中的甲烷含量相對較高,因此通過處理之后,可能造成其中甲烷組分含量的下降。
3 低溫甲醇法凈化天然氣工藝處理流程
低溫甲醇法屬于一種技術較為先進、經濟性較佳的凈化方法。在其工藝處理流程中,其主要包括五個塔,即吸收塔、二氧化碳吸收塔、硫化氫濃縮塔、甲醇熱再生塔以及甲醇/水分離塔五個部分構成。在處理過程中,按照原料氣的組成成分以及凈化目標值的不同,低溫甲醇凈化工藝流程的變換形式呈現出多樣化的特征,但是整體上來講都是在該工藝流程的基礎上發展、設計開發而來的。
根據當前天然氣凈化處理流程的主要情況,本文對上述經典的“五塔”工藝處理流程進行了對應的簡化:
(1) 因為天然氣粗組分中并不含有硫化氫,因此在流程設計過程中可以將吸收塔中的脫硫處理部分予以省略,同時將硫化氫處理濃縮塔予以去除;
(2) 因為粗天然氣中并不含有水分,因此可以將甲醇額水分分離塔省略;
(3) 因為粗天然氣中含硫量很低(基本不含硫),同時二氧化碳的含量也較低,因此可以使用閃蒸罐來替代二氧化碳解吸塔。這樣將可以將氣體中的二氧化碳氣體予以清除,本設計過程中使用了兩級閃蒸的處理方法。
通過將該處理流程用于實際的流程分析,最終得到的低溫甲醇凈化工藝流程中保留了其中甲醇吸收塔、甲醇再生塔,得到的新的簡化工藝流程如圖1所示。實踐證明,該處理流程能夠很好的勝任粗天然氣的凈化工作。
4 結論
文章通過探討天然氣的實際組分及對應的凈化工況,設計開發出了一個吻合粗天然氣處理條件的低溫甲醇工藝處理流程。該流程不但可以有效的滿足粗天然氣的生產工藝需要,而且能夠應用于原料氣的凈化處理中,具有較強的推廣意義。同時,該流程的結構相對簡單,耗能較少,經濟實用性較強,通過低溫甲醇法處理之后的天然氣凈化度較高,是一種值得推廣的天然凈化方法。
參考文獻
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關鍵詞:告警風暴;動態解析;正則編譯
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9599 (2013) 02-0000-02
針對“SRCH模塊調用SQL”的數據庫效率問題,在實現的過程中采用動態解析SQL原始配置文件,主要著重設計如何將偽SQL代碼解析成標準SQL語言的設計過程和優化ODBC處理數據訪問的工藝流程。針對“頻繁的正則校驗匹配”這一問題的解決分為兩部分,一是梳理全局業務,通過對正則表達式調用的關系,找到關鍵點,實施正則編譯全局化;二是梳理調用的配置ini文件,將頻繁重復出現的正則校驗,通過改造工藝流程簡化編譯頻度。
以上兩點是直接影響解析效率的關鍵所在,通過改造SQL的工藝流程,可以提高系統在調用SQL執行工作效率。同時對業務工藝流程的改進,對正則編譯的處理,也帶來非常可觀的告警性能提升。
針對以上問題提出設計整改思路,發現有以下技術難點:(1)正則函數的跨平臺選擇:針對于Unix系統和Linux系統上,正則匹配函數Regcmp和Regcomp的使用是不相同的,并且其實現方式也不同。因此在考慮正則解析函數時,需要具體分析適當的正則函數,并且修改其實現方式。(2)設計以數組的方式,存放Regcmp的編譯結果,通過傳遞地址的方式,實現一處編譯,可反復被調用。從而大大節省正則匹配速率。(3)修改代碼中針對正則匹配的業務邏輯,將混雜在代碼中的正則匹配方法,進行清理分割,重新生成業務邏輯函數。(4)動態解析偽SQL,將用正則描述的SQL變量,轉換成SQL占位符的描述方式。期間針對各種五花八門的寫法,通過位移指針技術,結合嚴謹的設計思路,才能細致準確的解析成功。(5)以C++數組作為綁定變量參數的地址進行全局化傳遞。這樣就可以利用C++的指針操作,將參數化后的SQL綁定功能改進,從而實現全局化可控造作。(6)針對SQL的返回值特性,利用ODBC的SQLBindCol方法,結合指針技術,實現返回值地址的全局化配置。
為實現系統的性能優化工作,通過的工藝流程改造,實現性能提升。從前期的分析調研中發現,主要的工作流程包含兩個主要部分,分別是SQL的操作和REGEX的操作。為系統性能優化工作,對這兩部分的工藝流程改造,需要完成以下工作:
1)配置文件中“SRCH”模塊,對于SQL的定義部分。(1)SQL硬編碼:修改對于SQL的硬編碼流程,采用全局化預制SQL動態編譯方式。因此需要對流程做較大改動。(2)綁定變量:對配置文件中的SQL偽代碼解析,SQLBindParameter采用成員參數地址傳遞方式。(3)PrapareSQL:對于綁定變量的SQL執行全局化Prapare,修改調用工藝流程中SQLBindCol執行的有效位置、綁定返回值全局化地址。
2)正則匹配的流程改造,對整體的性能優化起到關鍵作用。(1)正則編譯全局化:對于重復或者經常被調用的正則表達式,采用全局化統一編譯,通過工藝改造實現告警匹配的處理效率提升;(2)工藝流程改造:針對配置文件紛繁復雜的正則表達式,以及繁瑣的調用邏輯,梳理簡單高效可拓展的流程調用。
針對系統采用上述方案進行優化后,相同方案亦可以在現有的其它C++系統上,其應用大都采用數據操作和正則操作。此設計方案對于橫向推廣具有深遠意義。
1 系統的SQL數據查詢
系統是通過ODBC與數據庫進行通信的,因此系統的數據操作,必將嚴格按照ODBC的API規范進行創建和使用。但是ODBC的API紛繁復雜,如果有效的利用和實現API模塊,將對數據操作的效率有著積極的影響。通過前期對系統的分析,也正是發現已有系統存在這部分的工藝流程問題,特此提出對其性能改造。其關鍵解決方案也正是對ODBC的API模塊調用,進行流程改造。
ODBC操作數據庫的API主要有以下幾個模塊(如圖1所示),從圖1中可以看出ODBC包含的主要API結構模塊,通過這些模塊的調用可以是先鏈接數據庫、執行SQL語句的操作。但是如何合理的利用這些模塊,適合的工藝流程將對系統處理數據的性能產生深遠的影響。
最終針對系統的優化工作,數據查詢模塊的工藝流程改造,要充分利用ODBC3.0的設計思想,將重復調用的SQL語句利用參數綁定等手段利用起來。細節上調優綁定參數、綁定返回記錄集的流程。從而大幅度提高系統對于SQL模塊的使用效率。
2 系統的正則匹配
系統從解析的角度來看,也可以看作是正則匹配的應用系統。所有的關鍵業務處理方法,都是通過正則匹配來實現的。而實現的邏輯就是從配置文件中,讀取正則表達式,然后系統進行編譯、匹配。
這里由于針對某一類告警,的配置文件描述的正則表達式,是不會隨著告警量的上升而改變的。因此我們可以將這種動態表達式庫的工藝流程進行改造,將動態編譯的表達式轉換為內部表示(被C++編譯器編譯成了機器碼)。我們稱之為靜態正則表達式庫。這樣我們得到的業務處理流程,在告警循環接入后,只需要匹配內部表示,而不需要在編譯重復的表達。而設計思想就是將配置文件中的正則表達式,一次性讀入,然后以全局變量對其進行編譯存儲。而原系統需要正則匹配模塊功能時,僅需要將存儲編譯后的表達式進行提取,然后匹配。這大大提升了的系統性能。
告警分析模塊是整個系統的工作核心,也是系統性能優化的重中之重,告警分析模塊的性能提升將直接影響整體系統的處理效率。對系統進行工藝改造后,將整個系統的核心模塊“告警分析”做了優化工作,將頻繁冗余調度的正則編譯工作、SQL硬解析編譯工作轉移到循環體之外。通過全局化手段和一些技術策略,對告警分析模塊“瘦身”。通過這樣一種流程改造后,經過測試系統的優化后效率得到明顯提升。
參考文獻:
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深圳華能公司是我國從頻技術最早的企業之一。許多負載第一次應用變頻技術都有深圳華能公司的參與,如輸油泵(87年大慶采油二廠集輸站11套)、20噸橋式起重機(89年獨山子石化公司煉油廠)、焦化橋式吊車(91年茂名石化公司)、20噸轉爐傾動及氧槍升降(93年承德鋼廠三套)、腈綸紡絲生產線(94年大慶化纖廠)、2.8m×44m回轉窯(90年株州有色金屬冶煉廠)、3.6m×30m煅燒爐(92年唐山堿廠)、大型輥道(93年鞍鋼中型廠后送工序改造采用變頻50多臺)、海上平臺電源(92年南海石油西部公司裝備部)、150HZ/160V 200KW電源(89年邵陽化纖廠9套、吉林化纖廠28套、湖北化纖廠14套、九江化纖廠12套、宜賓化纖廠8套)、1250KW/6000V電場引風機(98大慶新華電廠二套)、高壓氨泵(97年長嶺煉油廠、遼河化肥廠)等。在化纖行業,其業績多多,下面逐一說明。
2 腈綸生產線
紡絲的工藝復雜,工位多,要求張力控制,有的要求位置控制。大慶腈綸廠95年對其引進美國CHEMTEX公司采用美國ACC工藝技術的年產5萬噸腈綸生產線進行了變頻PLC改造。我們采用了“同步運行方式”,設置“無張力控制環節”、“松緊架同步裝置”、“總線速度控制方式”、“轉矩矢量控制”等技術,使整條生產線20個絲束處理單元同步運行,平穩可靠,牽伸倍率由1.04到1.4,年增產達382噸,故障降低、節省維修費57.5萬元,年提高產品質量、提高等級合格率經濟效益達325萬元,年節電58萬kW。97年該項目通過中國石化總公司鑒定,專家結論達到90年代國際先進水平。
蘭化化學纖維廠是我國1965年從英國考陶爾茨(Courtaulds)引進的第一套8000t/a腈綸生產裝置,生產工藝采用硫氰酸鈉一步法。
腈綸生產過程是一種相當精細的生產過程,調速精度要求非常高。除纖維的成型和后處理以及毛條加工直接依賴調速外,紡前準備和原液系統的液位、壓力、流量控制以及生產的平穩性、絲束質量、能耗、物耗等都與調速性能有直接或間接的關系。該紡絲生產線長達170m,各道工序絲束的運行速度都是根據工藝要求來設定的。原設計速度控制系統全部采用滑差電機、直流電機及與其配套的電子系統來實現,但由于原英國裝置已運行20多年,設備嚴重老化、故障率高,加上設備本身復雜,維修量大,生產上往往一處波動都會引起全線波動,甚至造成全線停車,生產穩定性差,非計劃停車次數多,產品質量難以保證。
1995年對紡絲生產線的調速系統及主要調速設備進行了全面改造。三條紡絲生產線共安裝變頻調速器113臺,全部淘汰了滑差電機和直流電機,生產穩定性明顯提高,非計劃停車次數逐步減少,廢絲、廢膠量明顯降低,產品質量有了顯著的提高。
采用變頻調速技術后,1995年產量達到16000t/a,把原設計能力翻了一番。這一成績的取得,除設備改造更新后,積極大膽廣泛地采用變頻調速技術也是關鍵因素,僅增加產量一項,每年即可創效益近500萬元以上。
變頻調速技術因其穩定性好,可靠性高,大大提高了設備的運行周期,使過去由于電氣儀表原因造成的非計劃停車次數大幅度下降,每年可增加產量近150噸,增加效益近百萬元。產品質量有了明顯提高,廢絲、廢膠率逐年下降,NaSCN等原料的單耗亦下降,生產成本降低。
1995年與1993年相比,減少廢絲294.004噸,廢膠450.151噸,增加利潤89.49萬元;節約NaSCN320.16噸,增加利潤192.096萬元,節約材料費近30萬元。合計增加效益311.50萬元。
從表1可知,節電效果顯著,經實測,當用變頻調速器協調控制時,電機使用功率平均比原來下降50%以上。
該廠目前有200臺電動機使用了變頻調速器,其使用變頻器前電動機功率總和為828.4kW,使用后功率總和為467.61kW。每臺電動機按設計一年運行8000小時,(實際上大于8000小時)則每年可節電288萬kW.h,每度電按0.21元計,每年可節約60萬元左右。200臺變頻器投資約300萬元,綜合效益1000萬元。
3 滌綸前紡生產線
儀征化纖聯合公司滌綸一廠前紡變頻控制系統是80年代引進西德AEG公司技術,由國內組裝的SCR逆變器,由于系統是分立器件,可靠性低,由于SCR不能自關斷、要是使其關斷,增加強迫關斷電路,使設備體積增大。由計量泵和卷繞機構組成一條生產線,計量泵有24臺、由1臺變頻器控制,卷繞由7輥、5輥和喂入輪組成。7輥有7臺電機,由1臺變頻器控制;5輥有5臺電機,由1臺變頻器控制,喂入輪1臺電機由單臺變頻器控制。為了保證精度,從計量泵到卷繞機構共計37臺電機全部采用永磁或永磁反應式同步電機,卷繞7輥、5輥和喂入輪嚴格按工藝給定的比例運行,保證微張力牽伸。并要求在低速伸頭完成后,卷繞各輥按比例和固定的斜率升到高速生產。原系統為4備1(或2備1)系統,即有4條常用生產線,1條線后備,主回路由電磁接觸器聯鎖切換,控制信號的邏輯電路由中間繼電器構成并完成切換,而模擬電路(如設定信號、比例信號)的切換,靠更換接插頭電纜完成,切換很頻繁,與中央控制的邏輯聯系靠很多中間繼電器來完成。由于控制落后,嚴重影響了生產,已造成必然。1993年深圳華能公司和滌綸一廠工同設計了由富士變頻器和可編程控制器組成的前紡電氣傳動控制系統。該系統頻率設定電路采用數字設定方法,不僅達到工藝要求的高精度要求,設定分辨率達到0.01Hz,而且從根本上解決了模擬設定電路的溫度漂移問題。在調試和生產運行中證明了這一點。
系統的所有操作,即變頻器的啟動、停止,包括現場的低速、高速信號和系統間的連鎖信號與儀表系統的信號控制、主臺與備臺的切換邏輯連鎖,全部用1臺PLC來實現,大大簡化了外部接線,省去了所有的中間繼電器,從而大大提高了系統的可靠性,因為PLC的所有輸入、輸出均有指示,也為系統的維護帶來很多便利條件。
以主臺與備臺的切換舉例,原系統在主備臺切換時,有專用的切換控制柜,在切換柜上完成主回路的切換,有一批中間繼電器完成相應的邏輯連鎖。變頻器的模擬設定等信號要靠接插件改變連接來實現,而現在的系統只要一只轉換開關,就可將主回路的切換和控制回路、設定電路的所有信號的切換工作完成,中間邏輯、連鎖邏輯完全由PLC的軟件來實現,從而大大簡化了切換操作,提高了切換速度,降低了故障率。
4 切斷機
儀征化纖工業聯合公司滌綸四廠紡絲車間切斷機為20世紀80年代引進德國產品,屬雙閉環直流調速控制,投產以來,逐漸暴露一點問題,不能適應“安、穩、長、滿、優”的要求,其問題是:
(1) 系統振蕩。控制系統屬于雙閉環直流調速,對速度環,電流環和反饋等參數的調整配合要求相當高。稍有參數調整不當,反饋信號干擾,就會產生切斷機刀盤振蕩,造成切絲長度不等,機械齒輪磨損等,嚴重影響紡絲的正常運行。
(1) 插卡故障高。由于該系統由兩組可控硅實現正、反轉,現場操作正、反轉頻繁,系統經常在兩個象限間變化,因而封鎖邏輯功能負擔很重。在使用過程中,曾出現封鎖邏輯損壞現象。
(3) 制動抱閘卡死。系統制動部分采用電磁抱閘原理。實際運行中,啟停車相當頻繁,而制動單元摩擦片極易損壞并卡死,現場條件又使得換卸工作相當不便,這種類型故障往往需相當長時間才能修復,嚴重影響生產。
(4) 電機碳刷磨損快、火花大。直流電機及測速發電機碳刷磨損快,經常造成火花增大,從而使系統穩定性、可靠性降低,并增加了日常工作的維護量。
為此,1993年在深圳華能的配合下,對該設備進行了改造,設計方案的特點如下:
4.1 新系統的特點
(1) 在新系統中,核心環節變頻單元,選擇了具有90年代水平日本富士公司生產的FRN5000G7S系列變頻器,該變頻器控制器采用了雙16位CPU,并具有高速轉矩限定,轉差率補償控制等特殊功能。對中心環節-信號處理單元,選擇了具有90年代先進水平的可編程控制器。
(2) 新系統中采用了微處理機,增加了全工藝流程顯示功能,一旦出現故障,馬上能采取相應的處理手段,充分利用富士變頻器的優點,對輸出電流、輸出頻率(輸出轉速)都做了限定(并對其數據進行加權處理),從而提供了系統的可靠性。
(3) 利用國產交流電機與系統配套,采用原系統中的產量顯示功能,可靠并降低了成本。
(4) 由于富士變頻控制器、微處理機都具有計算機通訊接口,便于今后系統擴充,系統聯網。實踐證明,新設計的系統是十分成功的。
4.2 新系統的運行效果
新系統于1993年3月制造完成,4月調試空運成功。7月上機運行,經過5個月的運行,證明其性能優異,完全滿足工藝生產要求。運行穩定、可靠,無任何故障出現,具有很強的實用性,完全達到原系統的指標,經試用證明,新系統的運行效果如下:
(1) 該系統控制性能,產品適應范圍(調速范圍)達到并超過了原德國設計系統,切斷速度在原設計50~350m/min之內系統控制穩定,并根據工藝要求可調。
(2) 新系統保護功能強(13種),并具有故障記憶、自診斷、顯示功能。對分析故障及解決問題提供了強有力的手段。
(3) 調試簡單。新系統所有參數的設定及修改均由面板的主鍵盤來完成。與以前的系統相比,大大縮短了時間,簡化了調整方法,使其更易掌握。
(4) 新系統中采用的變頻器具有很多獨特的、有實用價值的功能。如高速轉矩的計算、轉矩的限定、電流限定等功能。這些特性保證了新系統的性能優異。
(5) 新系統功率因數高,諧波成分小。因為系統中變頻器整流側采用的二極管橋,因此實測功率因數都很高,均在0.95以上,而原設計系統功率因數值僅在0.45~0.8之間。
(6) 新系統有比較優越的價格性能比,而且體積小,重量輕,更換方便。
(7) 系統可靠性高。由于該系統采用交流電機,無滑環和炭刷、不可能打火和更換,提高了設備可靠性。
(8) 提高生產效益。原切斷機投產以來,累計故障停產50次,每次平均1.5天。
(9) 電控系統比較如表2所示。
5 長絲高速紡
天津石油化工廠高速紡螺桿擠壓機調速系統是80年代由日本引進的。經過幾年來(特別是近年來)的運行,逐漸暴露出了問題。
(1) 不適應符合品種大范圍變化的需求,生產過程中時有跳閘現象出現(先天存在)。據開車6年來統計,每年均在十次以上(90、91年多達40次/年以上),嚴重影響了紡機的正常運行。
(1) 由于現場環境不良等原因,造成PG測速反饋環節故障而導致的螺桿擠壓機停車現象也屢有發生(開車以來發生16起)。
(3) 原裝置功率因數低,諧波成分高,對電網污染大。
(4) 原裝置本身由于元器件等問題,近年來也偶有故障發生,然而備件供應困難、周期長(要2年左右),價格高(一套控制板要13萬元人民幣左右),因此這一環節也直接影響了生產的穩定。
5.1 螺桿擠壓機的變頻改造
由于上述問題的存在,從90年代開始,被迫在部分螺桿擠壓機上采取了減位生產等措施。僅此一項每年就使該廠損失利稅數百萬元以上。
據此原因,該廠會同深圳華能公司對POY螺桿擠壓機調速系統進行改造。
(1) 在新系統中,核心環節-變頻單元,我們選擇了90年代水平,日本富士公司生產的FRN5000G7-4系列變頻器。該變頻器控制回路采用雙十六位CPU,控制采用磁通控制SPWM模式,并具有高速轉矩限定、轉差頻率補償控制等特殊功能。
(2) 新系統中壓力調節部分仍采用了原裝置中的智能化壓力調節器(型號:SLCD-120*B〈日本YEW公司產〉)。
(3) 利用FRNIC5000G/P7系統變頻器特有的轉差補償控制功能,去掉PG測速反饋環節,進一步簡化了系統。
(4) 該系統控制性能,產品適應范圍(調速范圍)達到并超過了原日方設計的系統。該系統在生產250dtex(最大規格品種)poy絲時,喉部壓力可保證在+(-)0.5Mpa之內。這小于工藝允許壓力偏差值,而調速范圍可達原系統的數倍以上。
(5) 新系統保護功能強(13種)并具有故障記憶及自診斷功能。一旦變頻器出現問題,這對分析故障及解決問題提供了強有力的手段。
(6) 調試簡單:新系統所有參數的設定及修改均由面板上的鍵盤來完成。較以前的系統,大大縮短了調整時間,簡化了調整方法,使一般人更易掌握。
(7) 新系統中采用的變頻器具有很多獨特的、有實用價值的功能。如:高速轉矩計算、轉矩限定、轉差補償控制、電流限定等功能。這些特性,保證了新系統的優異性能。
(8) 新系統功率因數高,諧波成分小。因為系統中變頻器整流側采用的二極管橋,因此實測功率因數很高,均在0.97以上,而日方設計系統cosφ值在0.4-0.8之間。表3是3臺螺桿機實測值:
(9) 新系統有比較優越的價格性能比,且體積小、重量輕、更換方便。
(10) 系統可靠性高。由于系統采用GTR元件只有一個功率控制級,因此可靠性能大大提高(原系統有整流、逆變兩個功率控制級)。新系統的主要技術指標比較如表4。
-)1Mpa ≤+(-)0.5Mpa
5 控制電路型式 數-模混合 雙CPU全數字化
6 控制功能實現 硬件 編碼設定(軟件)
7 電流波形 階梯波 接近正弦波
8 速度環 有 無
9 轉矩限定功能 無 有
10 調整方式 電位器 鍵盤輸入
11 保護功能 5種 13種(故障記憶)
12 通訊功能 無 RS232C串行接口
13 擴展 不方便 5種標準選擇、方便
14 電流檢測 CT 霍耳元件
15 顯示 LED燈顯示 數顯
16 容量 44KVA 60KVA
17 價格(萬元) 72 6.1
6 卷繞機
天津石化公司長絲廠1985年引進全套日本帝人公司POY紡絲設備,電氣調速系統采用變頻器集中控制,其中卷繞機使用FRNIC-1000可控硅電壓型變頻器。
6.1 原系統的主要特點:
(1) 主件開關速度慢
(2) 輸出波形不好
(3) 變頻器設計復雜,故障率較高
(4) 用集中控制,一臺變頻器帶幾十臺卷繞機,若某一臺卷繞機出現故障或操作不當都可能使變頻器跳閘,易使故障擴大,這種故障每年發生10次左右,并逐年增加。
(5) 卷繞機使用的電動機是特殊電機,起動電流是運行電流的15倍左右,頻繁起動容易燒毀電機。
(6) 鋸齒波發生器是模擬量控制,控制精度低、溫漂大、抗干擾差。
基于以上原因,1996年初決定對原集中變頻系統進行改造,雙方工程技術人員經過試驗分析,選用了在國際上較先進的日本明電舍VT210S具有卷繞機要求的擺頻功能系列變頻器。
6.2 變頻改造后的系統特點
(1) 頻率精度較高,數字設定±0.01%,適合紡絲生產要求;
(2) 抗干擾能力較強,而對其他電氣設備干擾小;
(3) 故障診斷功能強:23種代碼分別代表過流、過壓、欠壓、過熱、過載、I/O、接地、CPU等等。對故障狀態下的電流、頻率都有記載,便于故障分析和處理。
(4) 內部輸入/輸出信號,既有RY接點繼電器輸出,又有集電極開路輸出;
(5) 變頻器具有往復運行方式功能,適合紡織機械要求橫動速度反復變化的需要,不用另加鋸齒波信號源:
改造后的變頻器的負載運行測試數據如表5所示。
注:FR為磨擦輥電機,TR為橫動電動機。
以上數據看出采用明電舍210S型變頻器做卷繞機單臺控制后電動機起動電流明顯減小,實現了所謂的“軟”起動,與改造前起動電流50A比較,沖擊電流見效80%。
設備投入運行以來,沒有一臺卷繞機電動機燒毀,過去平均每月要燒毀電動機1.5-2臺。
改造后擺頻部分的工藝參數可以用數字量精確控制,使產品質量和產量大幅度提高。
48臺卷繞機變頻系統由“集中”變頻控制改造成“單臺”變頻控制后,穩定了工藝,不到一年即收回改造投資,改造非常成功,為該廠提高產品質量和增加產品產量打下基礎。
7 聚酯生產線
聚酯生產是連續的過程,我國的聚酯生產裝置最初是從國外成套引進,最近幾年由于擴容,多數由國內設計并購國內設備來完成增容改造。我公司參加并完成如遼化聚酯廠和浙化聯聚酯裝置的改造,由于均選用進口變頻器,低壓開關,接觸器等。既保證了設備可靠性,又降低了設備成本。
聚酯生產中,有調速要求的有漿料輸送泵電機、預聚反應器攪拌器電機、預聚物輸送泵電機、后縮聚反應器攪拌器入口電機、后縮聚反應器攪拌器出口電機、熔體輸送泵電機、消光劑輸送泵電機等。聚酯生產過程是一個連續的、自動化的過程,裝置由DCS(集散控制系統)系統集中監控,各個傳動部位接收來自DCS的控制指令并回饋相應的運行狀態信號給DCS系統。
一般情況下不允許其中某個環節突然中斷,一旦發生較長時間的中斷可能導致巨額的經濟損失。因此,在有可能的部位,管道設計成兩個通路,每個通路設有傳動裝置,可以互為備用,也可同時工作。后縮聚反應器攪拌器出入口電機對連續工作的要求更高,由于該部位電機本身無法備份,對變頻器的可靠性要求就大大提高,因此一般要求變頻器設置二套互為備用,在運行變頻器出現故障情況下備用變頻器應能盡快投入運行,保證連續生產的需要。
由于聚酯生產裝置對傳動系統可靠性要求較高,滿足電機的在線啟動,重載啟動功能及較強的通訊擴展功能,我們采用德國西門子變頻器及日本富士變頻器。
聚酯變頻器調速系統的一次回路構成如圖1所示。
由于一套裝置中采用了較多的變頻器,因此變頻器產生的諧波問題就比較突出。為此在變頻器輸入側和輸出側均安裝了交流電抗器。輸入電抗器主要起抑制諧波對電網的污染并有效地改善功率因數的作用。輸出側電抗器則主要起抑制高次諧波的作用。變頻器輸出電壓中包含的高次諧波有兩個不利的影響:一是干擾弱電控制系統,二是在較長的電纜中產生漏電流,這個漏電流有時足以使變頻器和計算機無法工作。在沒有輸出濾波電抗器情況下,電機與變頻器之間的最大允許導線長度在100米左右,而使用輸出濾波電抗器時這個長度可以達到600~800米。由于聚酯生產裝置往往比較龐大,電機與變頻器之間的距離都比較遠,所以為了保險起見需加裝電抗器。另外,輸出電抗器對保護電機絕緣也有好處。
上述一次線路構成適用于漿料輸送泵、預聚物輸送泵、熔體輸送泵、消光劑輸送泵、預聚反應器攪拌器電機等的變頻驅動。對于后縮聚反應器攪拌器出/入口電機的變頻驅動來說,由于電機無法備用設置,為了提高可靠性,采用兩套變頻器互為備用的方式,其一次線路圖如圖2。
這樣設計的調速系統,在遼化、浙化聯運行的都很成功,達到了工藝要求和增容的目標。同國外進口的聚酯裝置相比,有如下的特點:
(1) 可靠性、實用性高于原進口設備。由于是國內設計,目的性明確,且設備均選用國外最先進的變頻器和低壓電器,因而在可靠性、實用性方面都要優于原進口設備。
(2) 工藝連續性優于原進口設備。原進口設備的不足之處,實用后做了改進,在我們改造中體現出來,更為實用。
(3) 造價僅為原進口的1/3。
8 粘膠長絲靜變頻電源
粘膠長絲是以棉籽等做原料的非常受歡迎的化纖產品,出口很多。
粘膠纖維行業紡絲設備多數是高速電機,眾多的紡錠電機為150Hz/160V。長期以來,國內粘膠行業一直使用電動-發電機組中頻電源供電,稱動變頻。由于這種方法弊病太多,而逐步采用交流變頻電源供電,稱靜變頻。我公司首先為邵陽化纖廠提供8套150HZ/160V 160KW靜變頻電源;接著為吉林化纖廠提供25套150HZ/160V 200kW;湖北化纖廠14套;九江化纖廠12套;宜賓化纖廠7套;維坊巨龍化纖廠16套靜變頻電源,均采用日本富士變頻器。邵陽化纖廠是我國粘膠行業最早自行應用靜變頻的廠家,8臺160kW變頻器分二組供電(每組一臺備用)。自1992年12月生產以來,比動變頻有明顯優勢。
(1) 可靠。運行多年,未發生故障跳閘。
(2) 運行穩定,電壓、頻率波動極小。
(3) 調頻方便,為工廠生產不同捻度的絲餅創造了條件。
(4) 噪音小,改善了操作人員的環境
(5) 提高了產品質量。該廠一期工程(采用動變頻供電),粘膠長絲合格率僅55.1%,一等品合格率為零,二等品合格率20%。而二期工程(采用靜變頻供電)平均合格率98.12%,一等品合格率為88.7%。
(6) 增加了產量。一期工程設計能力2000噸/年,試生產半年,產量僅365.53噸,而二期工程設計能力1000噸/年,試生產半年,生產長絲685.25噸,大大超過設計能力。
(7) 節電13%。
由于靜變頻電源給企業帶來頗豐的利益,優質、增產、節能、降耗、降噪聲。全國15家粘膠長絲生產廠,基本上淘汰了動變頻設備,而選擇了靜變頻電源。
參考文獻
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供電企業業擴報裝工作是一項復雜、繁瑣、系統的工作,通常需要多個復雜的審批環節,并且經過多個層次的批準之后才能夠正式投入運行。通過對我國供電企業業擴報裝工作流程的現狀進行分析,供電企業業擴報裝工作存在受理效率低、審批進展與客戶確認緩慢以及施工進度緩慢等眾多問題,導致業擴報裝工作效率非常低,亟待采取有效的優化措施進行改進。因此,文章針對供電企業業擴報裝工作流程優化的研究具有非常重要的現實意義。
1 供電企業業擴報裝工作流程現狀分析
1.1 受理效率較低
現階段,依然有許多供電企業并沒有認識到受理業務的重要性,與電力施工相比,業務受理的技術含量相對較低,只需要簡單的接待即可。因此,從事業務受理工作的電力工作人員為客戶辦理業務時,一方面不具備相應的電力業務知識,另一方面不能夠準確的理解客戶的實際需求,為客戶提供的服務和客戶的要求存在很大的偏差,并不能夠為客戶提供可靠的用電類型指導,需要客戶多次往返供電營業廳,這樣會浪費客戶大量的精力和時間,同時還影響供電企業營銷方案的制定,導致業擴報裝工作不能順利展開。
1.2 審批進展和客戶確認緩慢
供電需求審批和客戶確認是業擴報裝工作的重要組成部分,同時也是消耗時間最多的環節。通常狀況下,電力企業需要對用戶的用電申請進行全面的調查和確認,由于電力用戶分布范圍廣,電力需求也存在很大的差異,這就需要花費大量的時間。同時,當確定了設計方案之后,還應該和客戶進行溝通、交流和協調,依然需要花費大量的時間,任何一個環節出現問題,都需要進行重新審批和確認,導致業擴報裝工作效率較低。
1.3 施工進度緩慢
施工環節是業擴報裝工作的重要環節,當供電企業委托了有相應自理的公司進行設計和安裝,但是,在實際施工之前,還需要供電線路設計與客戶需求的一致性進行分析,洽談價格以及其他事情,盡可能的滿足客戶的實際需求。因此,當施工企業得到施工審批之后,還需要經過很長一段時間才能夠正式施工。此外,由于施工人員的綜合素質水平相對較低,在施工之前沒有做好技術培訓和較低,導致施工效率較低,影響工程進度。
2 供電企業業擴報裝工作流程的優化措施分析
2.1 制定標準的業擴報裝工作原則與規范
正所謂“無規矩不成方圓”,標準的行業原則和規范,對于提高行業的服務質量與工作效率具有非常重要的作用,供電企業也不例外。因此,供電企業在從事業擴報裝工作時,應該根據自身的實際狀況以及行業特點,制定標準的工作原則和規范,將客戶作為中心,基于客戶的實際需求設計供電線路,尊重客戶的意愿,在施工的過程中不能隨意更改客戶的用電需求,并且客戶具有自主選擇供電線路設備與材料的權利。同時,由于客戶并不了解業擴報裝工作以及相關的電力知識,電力工作人員需要給予客戶一定的指導,并給出合理的建議,由客戶最終決定。通過制定標準的工作原則與規范,既能夠省去不必要的環節,節省時間,又能夠滿足客戶的實際需求,提高客戶服務滿意度和工作質量,一舉兩得。
2.2 創建健全的管理機制
供電企業業擴報裝工作是一項復雜、系統的工作,在業擴報裝過程中存在內部極端混亂、分工不明確、工作程序條理不清等問題,嚴重影響業擴報裝工作效率。因此,供電企業應該創建健全的管理機制,加強對業擴報裝工作流程的管理,具體表現在以下幾個方面:
其一,由專業的線路設計人員或者聘請有相應資質的公司進行供電線路的設計和設備機型的選擇,并盡快的和客戶進行溝通和完成交接,保證供電線路和設備機型滿足客戶的實際需求;
其二,在施工之前,應該對施工現場進行勘察,并設計科學的施工圖,由專業的施工人員按照既定的施工圖紙進行施工,禁止出現盲目施工的現象,以此縮短施工周期;
其三,當供電線路施工完成之后,應該盡快審批并投入使用;
其四,為了加快業擴報裝工作進程,應該明確各個人員的工作范圍與職責,對于違反相關規范的人員給予一定的處罰,并將工作和施工人員的薪酬掛鉤,以此充分的激發所有施工人員的工作積極性和主動性,加快業擴報裝工作進程。
2.3 召開業擴報裝工作例會
供電企業應該定期或者不定期的召開業擴報裝工作例會,在例會中,對銷售人員、生產人員提出的供電方案進行集中審批與處理,并且,對業擴報裝工作過程中出現的問題進行分析,然后采取有效的措施進行處理,以此提高業擴報裝工作效率,加快業擴報裝工作進程。同時,當客戶提出要求后,客戶經理應該及時的簽批人員、施工人員進行溝通,通過多方的溝通和協商,盡快的對供電方案進行調整或者改進,給客戶一個滿意的答復。由此可見,通過召開業擴報裝工作例會,既能夠對工作中出現的問題進行分析和處理,又能夠根據客戶的實際需求,對供電方案進行改進和調整,以此滿足客戶的實際需求,提高業擴報裝工作效率和加快工作進程。
2.4 提高施工效率
為了防止出現由于供電企業獨自委托,引起客戶不滿的現象,供電企業在選擇施工單位時,應該和客戶進行溝通和協商,選擇具有相應資質的施工單位,然后簽訂的合同,這樣能夠有效的降低協商浪費的時間,加快施工進度。供電企業應該根據現場的實際狀況,制定科學、可行的施工方案和施工計劃,在施工之前做好技術交底工作,保證所有的施工人員了解施工圖紙和具備相應的施工技術,以此加快施工進程。同時,供電企業還應該安排專門的監督人員,對整個施工過程進行監管,一旦發現問題,立刻采取有效的措施進行處理,避免出現因為施工質量不合格的返修,提高業擴報裝工作效率。
2.5 加強業擴報裝工作人員培訓
業擴報裝工作不僅需要大量的業擴報裝工作人員,對工作人員素質水平的要求也相對較高。因此,供電企業在選聘業擴報裝工作人員時,應該選聘具有專業知識水平、實踐操作能力和經驗的工作人員,以此保證業擴報裝工作人員能夠適應工作的實際需求。同時,供電企業還應該定期或者不定期的業擴報裝工作人員進行培訓和再教育,以此提高所有的業擴報裝工作人員的專業素質水平和服務意識,以客戶需求為核心,不斷的提高業擴報裝工作效率。
2.6 提高業擴報裝業務管理水平
為了提高業擴報裝業務管理水平,就應該對業擴報裝工作進行全方位、全過程的管理,明確業擴報裝業務的職責,在規定的時間內完成業擴報裝工作,具體表現為以下幾個方面:
其一,加強對現場的勘查,在進行現場勘查時應該根據電力客戶的實際需求,選擇合適的現場勘查方式,針對客戶的用電容量、用電類別、用電負荷等進行全面的勘查與核實,進而制定出更加科學的電源方案、計量方案以及計費方案,并將最終的執行方案交給電力用戶,通過與用戶的協商最終確定執行方案;
其二,加強對設計工作的審查,客戶經理應該定期的對圖紙進行審查,對圖紙的可靠性、正確性以及合理性等;
其三,加強對施工過程的檢查,由專業的技術人員對整個施工過程進行技術指導,以便于更好的提高工程質量和加快工程進度,以此保證業擴報裝工作能夠在良好的指導下順利完工。
2.7 創建健全的監督體系
由于業擴包裝工作是一項復雜的系統工程,任何一個環節出現問題,都會影響業擴報裝工作的質量和效率。因此,通過創建健全的監督體系,對業擴包裝工作的所有環節進行全面的監督,嚴格按照公平、公正的原則對員工的制度執行水平進行全面、動態的監督和考核,并根據員工的業擴報裝工作考核結果,給予員工相應的精神獎勵以及物質獎勵,這樣能夠顯著的提高員工從事業擴報裝工作的積極性與主動性,最大化的發揮自身的主觀能動性,以良好的服務精神以及較高的服務水平,優化業擴報裝工作流程,盡可能的縮短業擴報裝工作的平均接電時間。
3 優化實例分析
文章以某地區供電企業為例,該供電企業每年受理的供電業務超過一百件,在沒有對業擴報裝工作流程進行優化之前,供電效率非常低,難以滿足電力用戶對供電服務的要求,亟待采取有效的措施對業擴報裝工作流程進行優化。根據相關統計表明,該供電企業原來的業擴報裝工作的花費的時間總共為65.5 d,具體表現為:勘查過程需要花費4.2 d,供電申請審批平均花費的天數為5.9 d,電路設計過程需要花費8.9 d,圖紙審核過程需要花費7.5 d,電路施工總共花費39 d。通過按照上述方法對該供電企業的業擴報裝工作流程進行優化,客戶接電需要花費的時間總共為32.3 d,勘察過程花費2.1 d,供電申請審批平均花費天數為2.4 d,電路設計過程需要花費8.1 d,圖紙審核過程需要花費2.8 d,電路施工總共花費16.9 d,顯著的縮短了供電時間,用用戶提供更加便利的電力服務,提高客戶服務滿意度和工作質量。