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全自动定量包装秤仪表在大化肥中的应用与探讨

来源:网络转载更新时间:2019-12-11 09:49:33点击次数:5111次

1 概述

重庆建峰化工股份有限公司(简称建峰化工)目前拥有 2 套大型化肥装置,第一套是 20 世纪 80年代末, 国家重点引进的年产 30 万吨合成氨、 52万吨尿素装置(简称一化),第二套是 2010 年建成投产的年产 45 万吨合成氨、 80 万吨尿素装置 (简称二化)。 2 套化肥装置满负荷尿素生产量在 4500t/d 左右,散装尿素包装通过 12 套自动定量包装秤来完成。

随着国内氮肥受多种因素影响(如 2013 年上半年西南大面积地区长期干旱无雨、 行业带动效应低、天然气价格攀升等),化肥销售形势严峻,出厂价格和生产成本不断拉近, 部分尿素生产企业甚至在亏本运营,建峰化工也不例外,近期二化装置生产成本高于其尿素产品销售价格, 每吨尿素甚至亏损 100~200 元。在这样严峻的形势下,建峰化工通过对包装质量优化, 保证自动定量包装秤的件重稳定性,确保尿素包装件重,防止不合格的尿素流入市场,以降低市场用户投诉,保证“建峰牌”尿素的市场占有率。

2 自动定量包装秤的结构特点

自动定量包装秤种类很多, 建峰化工使用的是 RP 系列的自动定量包装秤。自动定量包装秤是一种按照事先设计的程序和方式,将大宗粒状、粉状的物料自动分成预定重量的小份载荷形式的称量控制系统。 RP 系列自动定量包装秤主要适用于散料的自动定量称重和包装。 其工作原理是被包装物料通过加料系统变速后进入秤斗, 在重力作用下,秤斗将重力传递至传感器,使称重传感器弹性体产生形变, 贴附于弹性应变梁上的应变计桥路失去平衡,输出与重量数值成比例的电压信号,经线性放大器放大,再经 A/D 转换为数字信号,由仪表的微处理机( CPU )对重量信号进行处理后直接显示重量数据, 重量数字信号变化过程由仪表设置参数控制,在设置值上转换成开关信号输出。开关信号输入可编程控制器( PLC ),在 PLC 内经过程序控制,输出 PLC 开关信号,此开关信号控制各电器执行部件, 再由电器执行部件转变为机械动作,控制物料粗加料、细加料、停止加料以及秤斗放料等动作 [ 1 ] 。

RP 系列自动定量包装秤主要由控制柜、加料装置、放料装置、夹袋装置、称量斗、传感器、气动系统、框架结构等组成。各部分可以按照客户要求设计,并可选配夹袋装置,选配打印机、大屏幕显示器、计算机系统构成微机控制系统。自动定量包装秤的整体结构如图 1 ,其主要技术参数见表 1 。

3 常见故障概况

随着 2 套化肥装置的生产, 每台自动定量包装秤每天至少运行 14h 以上,在运行过程中,初期时有报警、频繁亮红灯、秤的零点漂移、称量件重波动等现象,故障率较高,影响产品尿素包装件重和成品车间生产任务的顺利完成。表 2 是 2010 年7 — 12 月自动定量包装秤的主要故障情况。

4 故障原因

4.1 报警频繁,称量异常

主要是由于自动校秤验用砝码的支撑杆处易附着尿素, 尿素结块后造成称量桶与秤体框架接触,造成称量异常。

4.2 秤频繁亮红灯

由于桶里的物料超出了控制器里参数设定的上、下限。引起故障的原因有: ① 细下料设定有问题,造成瞬间物料冲击力过大,使控制器无法及时准确控制下料门的关闭时间,当下料停止后,秤桶稳定后重量与实际值有很大偏差; ② 下料门关闭过程时间过长, 造成下料门与秤桶之间停留的物料过多, 致使控制器无法准确判断料桶的实际重量; ③ 下料门开度过大, 造成瞬间物料冲击力过大,从而出现控制器检测时达到设定值的假信号。4.3 秤的零点漂移由于电子秤空秤时,无法相对固定在零位上,造成电子秤不运行。引起此故障的原因有: ① 电子秤的传感器输出电流线性不好; ② 料桶内积料过多,传感器与料桶连接杆处积料,造成料桶与秤体因物料结晶使秤桶与秤体相连, 使传感器的应变体阻值偏差过大; ③ 电子秤频繁出现皮重,零位无法稳定,因下料门与传动轴的固定锁键松动,下料门有时与轴不一起转动,造成漏料到秤桶内,每次运行一个循环后就出现皮重。

4.4 称量时件重波动

称量时每包尿素的重量出现一会多一会少的波动现象。引起此故障的原因有: ① 机械执行机构连接传动部件磨损严重, 间隙过大使下料门开度不稳定; ②控制器的细下料和预关闭值参数设定不合理; ③ 电磁阀动作不到位。

4.5 在正常包装过程出现气缸不动作

引起此故障的原因有: ① 电磁阀无电; ② 中间继电器故障; ③ 仪表程序出现故障; ④ 气管破裂。

5 采取的措施及对策

5.1 针对报警频繁,称量异常的情况

决定取消自动校秤功能, 同时将砝码支撑装置拆除,并将秤体密封(图 2 ),防止尿素进入。另外,对这些容易结垢的地方加强重点维护,如每轮班第一个白班对秤体进行吹扫,防止粉尘结块。通过改造和吹扫秤后,包装过程中报警逐渐减少。

5.2 针对引起秤频繁亮红灯的情况

1 )针对上限超标的情况有 3 种途径进行排查处理: ① 检查料仓是否堵料,因料仓堵料时,操作人员到现场去捅仓,会造成散尿素下料过多,而使上限超标,如果是这方面的原因,只要将料仓堵仓处理完后,自动定量秤就会恢复,不需要作任何处理; ② 检查下料门关闭过程时间是否过长,一般设定的关闭时间为0.2~0.5s 为宜, 可采取调节大小门气缸上的截流阀的开度来控制气缸的动作速度; ③ 检查下料门的开度,一般要求细下料门缺口被秤体的进料口遮盖 1/4 为宜, 具体可按图 3 气缸组件尾部的调整螺杆长度和“ U ”型臂与秤体的倾斜度进行调整, 使物料的冲击力在控制器的规避范围内又不影响包装速度。

2 )针对下限不足的情况也有 3 种途径进行排查处理: ① 检查细下料的设定值, 若是设定值错误,需重新调整细下料参数; ②③ 途径可以按照上限超标中的 ②③ 途径进行排查处理即可。

5.3 针对秤出现的零点漂移问题

首先,对秤体和秤桶进行彻底吹扫,清扫料桶内的积料。 因每台自动定量包装秤都有 3 个传感器,具体如图 4 ,这 3 个传感器将这台秤的料桶托起,因此传感器对称量精度有很大影响,如传感器不平衡,就会影响包装秤,特别是梅雨天气,空气湿度过大, 尿素粉尘与尿素颗粒很容易结晶将传感器孔的四周粘住,传感器就无法动作,使传感器的应变体阻值偏差过大而造成零点漂移, 具体如图 5 。因此,在天气潮湿时吹扫秤就要频繁一些,可以防止传感器无法准确感受到秤桶重量而影响秤的精度。

针对下料门与传动轴固定锁键松动, 造成漏料到秤桶内问题, 通过在锁键上加装固定螺栓并采取双螺帽背死的方式进行防松处理。另外,利用复秤(电子台秤)对自动定量包装秤进行校正;对于外部原因造成的传感器接线故障, 通过重新接线处理;最后消除秤桶与秤体相连的结块尿素,使秤体平稳。通过这些措施解决了零点漂移问题。

5.4 针对称量件重波动问题

首先是对秤进行清皮,发现清皮无效后,检查是机械执行机构连接传动部件磨损严重, 原因是尿素下料时经常对包装秤“ U ”型臂与大、小门连接杆气缸冲击,造成连接孔扩大,而使下料门与轴不一起转动。针对这一情况,对“ U ”型臂的孔进行扩大,同时加工了一批环,放进孔内,这样冲击时也只对环进行磨损,当环磨损严重时,重新换一个即可,减少了“ U ”型臂的损坏,同时也减少了检修时间。经过这一处理后,包装秤出现波动的情况相对减少。

5.5 针对气缸不动作的情况

当发现自动定量包装秤的气缸不动作时,先检查气缸是否被尿素腐蚀或 2 个气室之间的密封组件损坏而出现串气故障,导致气缸不动作,此种情况需要进行更换气缸。另外,由于气管质量存在问题,引起气管破裂,导致气缸不动作。通过对比使用,确认费斯通的气管较好,故更换气管,目前使用较好, 基本消除了由气管破裂引起的气缸不动作现象。

6 效果

对自动定量包装秤进行了上述几项处理后,故障率大大降低, 从原来每月的 20~30 次减为现在每月 2~3 次,随之各种检修费用也下降,从而大大提高了生产作业效率, 降低了生产运行和检修维护的成本,提高了企业经济效益。同时有效防止了件重不合格的尿素包流入市场, 影响“建峰牌”尿素的形象, 进一步减少了顾客因件重不稳而产生的投诉。

参考文献

[ 1 ] 常州市荣创自动化设备有限公司 . 自动定量包装秤的使用说明书 . 2009 : 6-7.

作者:富雅美,魏 波
作者简介:富雅美,女, 1968 年 9 月出生,高级工程师,本科学历,2000 年毕业于重庆工商大学工商管理专业,现在重庆建峰化工股份有限公司化肥分公司成品车间工作。 联系电话: 15025628673 ;E-mail : jin732850@163.com 。

 

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(此文关键词:定量包装仪表)
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