CN101898394B - 石蜡连续成型机的生产新工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石蜡连续成型机的生产新工艺，解决工艺流程合理化、自动化、缩短周期和提高产品质量问题。本发明具体采用新工艺包括对新工艺的自动控制：预冷工艺采用温水密闭循环冷却工艺、恒温水密闭循环保温工艺和热风吹扫工艺；注蜡工艺对经预冷后液蜡实行温度和压力恒定、自动质量计量、定时注入蜡盘；传导工艺对主电机输出有功功率控制和主链条运行状态预测控制；冷凝工艺包括对蒸发器面积、冷媒蒸发温度、冷风机输送风量、冷室冷量的设定和控制；自动包装自动化。本发明的有益之处在于：①工艺流程合理、参数优化；②工艺周期短；③自动化程度高；④节能减排效果显著；⑤注蜡精度高。
Description
技术领域
本发明涉及石蜡连续成型机的生产工艺，具体涉及石蜡连续成型机的生产新工艺。
背景技术
传统式石蜡连续成型机，都是在年度极限有效工作时间——8400小时前提下，达到设计能力。以年产30000吨/台传统式石蜡连续成型机为例，工艺流程及主要工艺参数如下：
(1)预冷工艺：(石蜡熔点范围54℃～85℃)
预冷用温水(对常规蜡44℃～45℃、对特种蜡55℃～65℃)→专用水箱蒸汽加热(用水量：1吨/次，用汽量：200kg/h)→温水/冷水管壳式换热器(冷水用量8t/h～10t/h)→水泵(电机功率：4.4KW、扬程32m)→液蜡/温水管壳式换热器(常规蜡比熔点高8℃～10℃，特种蜡比熔点高15℃～20℃)→液蜡预冷(3.6t/h)→停机化蜡时间(8h/次～10h/次)。
(2)注蜡工艺：料槽(容积0.8m3、重量560kg)→气动三通旋转注蜡阀(用汽量12m3/h)→质量精度控制(人工调节2h/每次～3h/每次)→连杆带动活塞(电机功率：5.5KW)→注蜡量(5kg×6)→注蜡时间(常规蜡8s/次～10s/次，特种蜡10s/次～12s/次)→质量精度【±5％(W)】。
(3)传导工艺：驱动器(电机功率：11KW)→主链条长度(240m×2)→蜡盘组数量(377套)→主链条运行速度(1650mm/min～1700mm/min)→传导周期(120min/次-150min/次)。
(4)冷凝工艺：冷媒蒸发温度(-15℃)→冷风机蒸发器(数量：4～5台，蒸发面积1000m2/台，电机功率：5.5KW×8台～10台)→冷风最大量(32000m3/h)→冷室最大冷量(750000kcal/h)→冷室平均温度(3℃～5℃)→冷凝时间(120min/次～150min/次)。
(5)后部工序工艺：卸蜡时间→输送时间→成品包装→人工配重称重(不能自动包装)。
对传统式石蜡连续成型机的装备工艺简要说明如下：
预冷系统装置独立设置机头框架前面，包括液蜡/温水管壳式换热器、温水/冷水管壳式换热器、预冷用温水专用水箱、冷水调节阀、蒸汽调节阀、水泵及管道。开机前先用蒸汽将预冷用温水专用水箱的冷水加热成温水，开机后将温水泵入温水/冷水管壳式换热器的温水流道，经与冷水换热，将水温调节到与当期牌号原料液蜡换热所需温度，再输送到液蜡/温水管壳式换热器的水流道与原料液蜡进行换热，这一过程需要45分钟～60分钟；当与液蜡换热的水温上升后再回到温水/冷水管壳式换热器与冷水换热调整。为保证预冷后液蜡恒温，恒温水循环系统的恒温水箱及系统其它装置与预热用水箱并列安装。预冷用温水加热和恒温水加热均系开式。
注蜡系统装置由一个上宽下窄的梯形夹层式料槽为主体，其底部一字排放六个气动三通旋转阀，料槽内对应阀体安装六个气缸，缸内配置铜制活塞，六个活塞顶端与连杆连接，由电机驱动连杆；在旋转阀出口配置导流器。注蜡系统工作时，料槽内经气动三通旋转阀流入预冷液蜡，主电机驱动连杆推动活塞上下移动，与旋转阀同步完成吸蜡和注蜡动作，对常规蜡需10秒/次～11秒/次同时完成每组六个蜡盘的注蜡，质量精度±5％。
传导系统装置是由驱动器主电机驱动主链条带动蜡盘组进入冷室；主链条长度为239m/条×2条；蜡盘组数量为377套，运行最高速度1700mm/min。
冷凝系统装置的冷室冷量由四台至五台冷风蒸发器换热提供，每台蒸发器蒸发面积1000m2，体积大；冷室冷量需要750000kcal/h，冷媒(液氨)蒸发温度-15℃，风机出口温度-5℃～5℃，风量32000m3/h。冷凝时间长、冷量及电耗量大。
综上所述，可见传统式石蜡连续成型机是由诸多单件装置松散组合而成、总体结构不合理，致使工艺流程和工艺存在以下主要问题：
1.工艺流程长、不合理；装置故障率高。整机结构松散、体积大，外型尺寸为26300×7000×3700(mm)；预冷系统从加热冷水到与原料液蜡进行换热需45分钟～60分钟；导轨框架长度长，主链条增长，运行时间长，主链条经常发生故障。
2.能耗高、效率低。能耗高：水、电、蒸汽耗用量分别是10t/h～12t/h、60kw/h～80kw/h、230kg/h～250kg/h；因冷室空间大冷风循环不畅，冷量不集中，冷凝时间延长、电耗量大；效率低：因采用管壳式换热器，每次停机后液蜡凝固在壳体和管道内，再次开机前需要8～10小时熔化凝固的石蜡；由于主链条经常发生故障，停机频繁，化蜡次数增多，减少了有效工作时间；因冷室空间大冷风循环不畅，冷量不集中，冷凝时间延长。
3.自动化水平低。手动或半自动操作：预冷系统工作，需人工手动关闭专用水箱的水和蒸汽阀门；注蜡质量精度靠人工手动凸轮调节缸内储量，每调一次需一个冷凝循环周期，通常需3～5次调节，且需经常调节；调节 期间产出的蜡块只能作为不合格品处理；包装需人工用碎块在磅秤上逐包称重，不能实行自动包装。无自动控制系统：由于主链条运行是无安全预防措施，只配置单一功能的事后报警器，经常出现链条断裂、蜡盘损坏、甚至造成人体损伤，每次事故发生后需停机2～3天，既损失有效工作时间，又增加配件和维修费用，减少设备寿命；没有自动控制系统，对流程的工艺参数无法实施跟踪和自动调整，直接影响成品石蜡质量精度、成本。
发明内容
本发明采用中型石蜡连续成型机，通过对石蜡连续成型机工艺流程中预冷工艺、注蜡工艺、传导工艺和冷凝工艺等相互关联、相互作用的生产工艺进行创造性改进，全面有效解决上述问题，特公开石蜡连续成型机的生产新工艺，使石蜡连续成型机在7200小时有效工作时间内实现设计能力，并可满足60％～140％的操作弹性。
为解决上述技术问题，本发明具体采用以下新工艺，新工艺的工艺流程、工艺参数及参数控制范围如下：
工艺流程：预冷工艺→注蜡工艺→传导工艺→冷凝工艺→后部工序工艺。
其中预冷工艺包括采用温水循环冷却蜡液工艺、恒温水循环保温蜡液工艺和热风吹扫蜡液工艺；包括对预冷工艺的自动控制；
其中注蜡工艺包括对经预冷后液蜡实行温度和压力恒定、自动质量计量、定时注入蜡盘中；包括对注蜡的自动控制；
其中传导工艺包括对主电机输出有功功率控制和主链条运行状态控制，在主链条带动下使满载液蜡的蜡盘组，在冷室框架轨道上移动中冷却凝固，然后经卸蜡器脱模到输送器至包装线；包括对主链条驱动的自动控制和保护控制；
冷凝工艺包括对蒸发器面积、冷媒蒸发温度、冷风机输送风量、冷室冷量的设定和控制；包括对冷凝工艺的自动控制；
后部工序工艺采取自动包装。
所述预冷工艺：预冷用温水(加热时间5min/次、软化水用量30kg；蒸汽用量0.3kg/次)→水泵循环温水(电机功率：1.5KW、扬程12m)→温水与液蜡换热(使常规蜡比熔点高8℃～9℃，使特种蜡比熔点高12℃～15℃)→液蜡预冷量(常规蜡4.5t/h、特种蜡4.2t/h)→恒温水保温(比预冷液蜡温度高1℃～2℃)→蒸汽与软化水换热【蒸汽用量0.6kg/min(间断)，软化水用量30kg】→水泵循环恒温水(电机功率0.75KW，最佳功率0.55KW)→冷水与高温水换热(常规蜡冷水用量3t/h～4t/h、特种蜡冷水用量4t/h～5t/h)。
热风吹扫蜡液(比预冷液蜡温度高3℃～5℃)→蒸汽与净化风换热(蒸汽用量0.8kg/min(间断)，净化风用量1m3)→加热及吹扫时间(3min/次～5min/次)。
所述注蜡工艺：循环贮罐(容积0.5m3，重量30kg)→蜡泵(电机功率2.2KW，扬程20m)→流量计量质量精度(按设定质量精度自动调节控制3s/次～10s/次)→注蜡阀注蜡量(5kg/盘×6)→注蜡时间(常规蜡6s/次～7s/次，特种蜡6.5s/次～9s/次)→质量精度【≤1‰(W)】；
设定注蜡时间经优化确定全炼蜡、半炼蜡最佳注蜡时间6.5s/次～6.7s/次，特种蜡最佳注蜡时间8.5s/次～9s/次。
所述传导工艺：驱动器(电机功率：7.5KW)→主链条长度(227.33m×2)→蜡盘组数量(356套)→主链条运行速度(1500mm/min～1890mm/min)→传导周期(120min/次～150min/次)。
所述冷凝工艺：冷媒蒸发温度(-14℃～-12.6℃)→冷风机蒸发器(数量：4台，蒸发面积700m2/台，电机功率：7.5KW×4台)→冷风最大量(26000m3/h)→冷室最大冷量(500000kcal/h)→冷室平均温度(0℃～5℃)→冷凝时间(90min/次～130min/次)。
冷凝时所需冷媒蒸发最佳温度在-13℃～-12.2℃；
所述后部工序工艺：卸蜡时间→输送时间→成品自动包装→自动码垛。
所述预冷工艺的自动控制，包括预冷用温水换热的控制、液蜡换热的控制和热风吹扫的控制；其中：
(1)预冷用温水换热的控制，其温水换热装置由温水(蒸汽)/冷水板式换热器、冷水调节阀、控制阀、稳压器、出口温水温度传感器、蒸汽调节阀、控制阀、PLC控制系统组成；运行初始，系统自动关闭冷水调节阀和控制阀，开启蒸汽调节阀和控制阀对密闭循环温水系统的软化水预加热，并通过蒸汽调节阀和控制阀进行控制，当达到设定的温度时，系统根据液蜡温度有效信号的判断自动介入冷水有效控制，即关闭蒸汽调节阀和控制阀，开启冷水调节阀和控制阀。该过程的控制主要是通过温度传感器、控制系统、PID算法、调节冷水调节阀来完成。温水系统水温升高产生膨胀时由密封的膨胀水罐自动调节(通称稳压器)。
(2)液蜡换热的控制，其液蜡换热装置是由物料液蜡/温水板式换热器，二台自动交替使用的冷却水循环水泵、变频器、液蜡温度传感器、控制系统组成。运行过程中，根据液蜡温度传感器采集的信号经PID运算控制输出信号，调节变频器和冷却温水水泵的转数对液蜡的冷却温度进行控制。
(3)预冷后液蜡保温用恒温水的控制，其恒温水装置由一台微型钎焊式袖珍型板式换热器、一台循环水泵、蒸汽调节阀、温度传感器、PLC控制系统组成。恒温水采用软化水密闭循环。开机时，自动开启蒸汽调节阀，用蒸汽直接对软化水加温，由系统自动调节水温、保持恒温。
(4)热风吹扫的控制，其热风吹扫装置是由微型钎焊式袖珍型板式换热器及蒸汽阀、阀门、风阀门和控制系统组成。当进入停机状态时，控制系统获取相关的控制温度参数关闭供蜡阀门，开启净化风阀门和蒸汽控制阀门，使风与蒸汽经换热器提升温度随机对液蜡管道进行定时吹扫。
所述注蜡的自动控制，包括注蜡量的精确计量和自动控制和注蜡时间的控制；其中：
(1)注蜡量的精确计量和控制是关键，其由六套流量计、一块FM350-2计数器模块(8路)、六个电控气动二位三通注蜡阀、定位传感器、压力稳压装置和电源稳压装置等组成；PLC发出注蜡指令、驱动蜡泵电机运行，同时FM350-2高速计数器模块对质量流量计信号脉冲进行精确计数，得到液蜡的准确体积流量，结合液蜡的温度、密度等参数，计算实际流体质量，当实际重量等于设定重量时，由PLC自动控制电控气动二位三通注蜡阀定量注蜡。在整个过程中，PLC对电控气动二位三通注蜡阀的开关时间做了有效的补偿；注蜡量在触摸屏进行设定和补偿。
(2)注蜡时间的控制。控制系统主要由自动交替使用的二台注蜡泵、变频器、蜡泵出口压力传感器组成。在注蜡过程中，控制蜡泵转速、保证蜡泵出口压力的恒定，并协调主链条运行速度。注蜡时间在触摸屏设定，或通过相关算法自动生成。
所述主链条驱动的自动控制和保护控制，其主链条驱动系统自动控制装置由PLC、主电机、主电机变频器、主电机的供电回路、拉力传感器、增量型编码器组成，主电机运行设置分为联动和单动；链条的运动速度在触摸屏上设定或通过算法自动生成；当主电机驱动信号有效时，PLC系统向主电机的变频器输出电源，并控制主电机的运行，同时检测主电机的输出有功功率、拉力传感器的拉力、编码器信号，通过算法解读产生15组X-Y图，对主链条驱动系统进行跟踪检测实现预测控制，对主链条运行实施保护。
所述冷凝系统的自动控制，其控制装置由风机出口温度传感器、冷室温度传感器、冷媒温度传感器等组成；根据当期液蜡输入量设定冷室温度，工作时冷室温度传感器采集冷室实际温度信号，由控制系统根据检测到的风机排风温度和判断冷媒的输入量，自动调整风机排风和冷媒输入量同步动作，以保证冷室温度达到设定温度。
本发明的有益之处在于：
1.工艺流程的周期缩短，设计年产量3万吨由8400小时/年有效工作时间缩短为7200小时/年有效工作时间。
2.工艺流程的时间、温度、压力、速度、质量等工艺参数经优化和控制，大幅度提高设备运行效率40％以上。
3.工艺流程合理、工艺先进，自动化程度高，节能减排效果显著。整机节省钢材30％，节省占地面积10余平方米，节水70％，节电60％，节蒸汽70％，节净化风80％，节省人工费50万元以上。
4.注蜡精度高，不大于1‰；每吨成品蜡板可节省原料最低在3公斤以上，每个生产周期可节约15万公斤，130万元。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
图1是新工艺总流程框图；
图2是预冷工艺流程框图；
图3是注蜡工艺流程框图；
图4是传导工艺流程框图；
图5是冷凝工艺流程框图。
具体实施方式
成型机生产新工艺与整机机构调整改进同步进行，从而使新工艺获得顺利实施。以30000吨/年石蜡连续成型机为例，说明本发明的工艺流程的具体实施。。
如图1所示，本发明的工艺流程为：预冷工艺→注蜡工艺→传导工艺→冷凝工艺→后部工序工艺。
其中预冷工艺包括采用温水密闭循环冷却蜡液工艺、冷水与高温水换热工艺、恒温水密闭循环保温蜡液工艺和热风吹扫蜡液工艺；包括对预冷工艺的自动控制
其中注蜡工艺包括对经预冷后液蜡实行温度和压力恒定、自动质量计量、定时注入蜡盘中；包括对注蜡的自动控制。
其中传导工艺包括对主电机输出有功功率控制和主链条运行状态控制，在主链条带动下使满载液蜡的蜡盘组，在冷室框架轨道上移动中冷却凝固，然后经卸蜡器脱模到输送器至包装线；包括对主链条驱动的自动控制和保护控制。
冷凝工艺包括对蒸发器面积、冷媒蒸发温度、冷风机输送风量、冷室冷量的设定和控制；包括对冷凝工艺的自动控制。
后部工序工艺采取自动包装。
如图2所示，预冷新工艺。预冷系统采用板式换热器，在预冷工艺流程中共采用四台板式换热器，分别用于液蜡/温水换热、温水(蒸汽)/冷水换热、蒸汽/冷水换热、蒸汽/净化风换热。该系统装置采用换热效率极高的板式换热器代替传统的管壳式换热器，换热效率提高十余倍；温水、恒温水系统实行密闭循环；预冷工序自动控制。
温水换热装置由温水(蒸汽)/冷水板式换热器、冷水调节阀、控制阀、稳压器、出口回水温度传感器、蒸汽调节阀、控制阀、PLC控制系统组成。
温水(蒸汽)/冷水板式换热器的温水出、入口分别与液蜡/温水板式换热器的温水入、出口连接，内充装软化水防止结垢，配置水泵、稳压器和温度传感器使温水系统实行密闭循环，自动调节温度。其中在密闭循环的温水系统配置稳压器，即采用进口的膨胀水罐，自动缓解温水系统的水压，消除了噪音，省略了排气阀，并防止由此产生的水、汽喷溅。温水(蒸汽)/冷水板式换热器的冷水入、出口与冷水的来水和回水管道分别连接，管道装有冷水阀门。物料液蜡管道出口连接液蜡/温水板式换热器的液蜡入口，在液蜡入口装有过滤器，液蜡出口与注蜡系统管道连接。
由于原料液蜡换热的温水流道实行密闭循环，开机前，经触摸屏系统自动将冷水调节阀和控制阀关闭，开启蒸汽调节阀直接用蒸汽自动将温水流道的软化水预加热，并通过蒸汽调节阀和控制阀进行控制，达到设定的温度，一般比当期牌号液蜡温度低40％，软化水/蒸汽加热用水30kg、用汽0.3kg/min(间断)；物料液蜡经管道出口进入液蜡/温水板式换热器与循环温水换热，根据液蜡温度传感器采集的信号经PID运算控制输出信号，调节变频器和冷却温水循环水泵(二台自动交替使用)的转数对液蜡的温度进行控制。使常规液蜡比熔点高8℃～9℃，使特种液蜡比熔点高12℃～15℃，分别比现有技术降低2℃～3℃，节省水、电、蒸汽分别为70％、60％、70％以上。
当物料液蜡与温水换热第一循环结束时，温水温度上升，系统将通过温度传感器采集的液蜡和温水温度有效信号，经PID运算的判断控制输出信号，自动介入对冷水有效控制，即关闭蒸汽调节阀和控制阀，同时自动开启冷水调节阀和控制阀，冷水进入温水/冷水换热器，直接调整经与原料液蜡换热后温度升高的温水温度，使其保持设定温度。此时进入开机生产。冷水与高温水换热用水量：常规蜡冷水用量3t/h～4t/h、特种蜡冷水用量4t/h～5t/h，其过程需3分钟～4分钟，液蜡预冷量不少于5.5t/h。
为保持预冷后液蜡温度恒定，密闭式恒温水系统采用微型钎焊式(袖珍型)板式换热器，自动控制一台0.5KW的微型电机水泵和蒸汽调节阀间断对系统中的软化水充汽加热保持恒温，加热时间每次3.5分钟～4分钟； 系统中的稳压装置由密封的水膨胀罐、过滤器和安全阀组成，自动缓解水汽在换热器水流道和水管内的增压现象。防止水、汽喷溅污染和不安全因素，并降低了电机功率77％。
当进入停机时，通过系统相关的控制温度参数，关闭供蜡阀门，开启净化风阀门和蒸汽控制阀门，使净化风与蒸汽经微型钎焊式(袖珍型)板式换热器提升温度，随机对液蜡管道进行定时吹扫，在限定的3分钟～5分钟内自动将停机后滞留在换热器流道和管道中的液蜡及时清除，以便再次开机时可随时启动，蒸汽/净化风换热用风量：0.5m3/min、用汽量：3kg/min。
如图3所示，注蜡新工艺，其流程是对经预冷后液蜡实行温度和压力恒定、自动质量计量、定时注入蜡盘中；其装置包括液蜡循环贮罐、二台注蜡泵(自动交替使用)、蜡泵出口压力传感器、六套流量仪、六个电控气动二位三通注蜡阀、导流器、一块FM350-2计数器模块(8路)、定位传感器、压力稳压装置、电源稳压装置和PLC控制系统等组成。
当经过预冷后的液蜡经气动薄膜三通自动调节阀流入液蜡循环贮罐，安装在贮罐中的液蜡液位仪自动控制贮罐中液蜡液位，安装在贮罐中的液蜡温度仪自动传递温度信息，由主控系统自动调整恒温水温度。PLC根据系统工艺要求通过编程发出注蜡指令，PLC驱动蜡泵按设定的压力和流速源源不断的将贮罐中液蜡泵入主管道，经主管道上六个均匀分布的流量计，同时FM350-2高速计数器模块对流量计信号脉冲进行精确计数，从而得到液蜡的准确体积流量，结合液蜡的温度、密度等参数，计算出实际注蜡质量，当实际重量等于设定重量时，再由PLC通过中断方式关闭电控气动二位三通注蜡阀的回路，开启注蜡口按设定时间注蜡。在整个过程中，PLC通过编程对三通注蜡阀电磁阀的开关时间做了有效的补偿，确保注蜡重量误差在1‰内，每个生产周期节省原料蜡1200余吨；六个质量流量仪，分别通过与其对应连接的注蜡阀，注蜡阀出口处的导流器将液蜡以圆柱形注入各自对应的蜡盘中，以免产生飞溅或涌流，确保注蜡量质量精度。
在蜡盘注蜡量确定后，注蜡流量和注蜡时间(注蜡时间是指当系统检测到蜡盘进入注蜡位置后开始注蜡到注蜡结束的时间)也设定，而实际注蜡时间(也就是实际注蜡速度)控制的或长或短将直接影响注蜡精度，时间过长(注蜡速度过小)影响设定重量，时间过短(注蜡速度过大)流速过快而产生飞溅易产生飞溅。注蜡量可通过操作台上的触摸屏进行设定和补偿。注蜡时间的长短主要取决于蜡泵的转速，同时与主链条运行速度也相关；在注蜡过程中，蜡泵转速在满足注蜡工艺要求的前提下，还要有效保证蜡泵出口压力的恒定，从而最终保证注蜡精度。注蜡时间可通过操作台上的 触摸屏进行设定，或通过相关算法自动生成。
注蜡速度根据不同牌号石蜡物料参数，设定注蜡时间范围在：常规蜡液6～6.7s/次、特种蜡液6.5～9s/次，经优化确定全炼蜡、半炼蜡最佳注蜡时间6.5～6.7s/次，特种蜡最佳注蜡时间8.5～9s/次，以此与整机各系统工艺参数形成最佳连接点。
如图4所示，传导新工艺。主要包括对主电机输出有功功率、主链条的运行状态分析和控制方法。主链条长度为227.33mm/根×2根，蜡盘组数量为356套。
运行时链条的运动速度可在触摸屏上设定或通过算法自动生成，保证系统运动速度与设定的产量同步。主电机运行设置分为联动和单动，运行时，主电机驱动主链条，带动满载液蜡的蜡盘组按当期设定的传导速度，经平移机构的平行移动，在冷室框架轨道上由一层平稳运行到十四层，冷却凝固为固态蜡板，然后经卸蜡器脱模到输送器至包装线；卸蜡后的空蜡盘组经机头前部的翻转轨道重新按设定时间回到注蜡阀下，重新定时接受新一轮的定量注蜡。当主电机驱动信号有效时，PLC系统通过主电机的供电回路向主电机的变频器输出电源，同时产生相应的控制信号控制主电机的运行，在运行过程中同时检测主电机的输出有功功率、拉力传感器的拉力、编码器信号，通过算法解读产生15组X-Y图，该图通过触摸屏翻页的方式向操作人员显示，对主链条驱动系统进行跟踪检测实现预测控制。当发现有故障隐患时可通过报警方式向操作者提供预警提示，当运行中发生较严重故障时同步产生停机信号，并自动停机对主链条运行实施保护。机构上的十四个拉力装置分别安装压力传感器，经压力变送器将每层链条的实际拉力传送到PLC系统。控制系统在人机界面上随时显示各层链条当时的实际拉力值。设计时对不同层次的主链条运行涨力设定了上限值和下限值，上、下限又分别设定两个点，当涨力达到第一设定点时系统提供声音报警；当涨力达到第二设定点时系统将自动停机，以保证设备安全。必要时应重新设定拉力值。
在整个传导工艺流程中，主链条的运行速度是依据当期液蜡物性参数和注蜡时间确定的，对于牌号54#～58#的常规液蜡，其正常运行速度设定在1470mm/min～1890mm/min，其最佳运行速度设定在1470mm/min～1920mm/min；对于牌号在85#～95#的特种液蜡，其正常运行速度设定在1470mm/min～1800mm/min，其最佳运行速度设定在1550mm/min～1890mm/min；比传统机型运行速度提高近20％；确定这样的运行速度，即可在冷室中按照设定温度实现注入蜡盘中的液蜡在每个运行周期中冷却凝固，每个运行周期传导时间100分钟～130分钟，一个循环周期比现有机 型缩短40％；设定参数范围是为按操作弹性，操作弹性设定在60～140％，具体按成型机产量需要掌握，如果物料不足等原因即可低速运行，如果需要提高产量即可提速运行。设计30000吨/年成型机年有效工作时间内产量范围是20000吨～42000吨。由于应用拉力预测控制技术，实现主链条安全运行预先控制，提高了运行安全率，保证其运行速度与设定的产量同步。
如图5所示，冷凝新工艺。包括冷媒温度、蒸发器面积、冷风机出口温度、风量、冷室温度、冷量及控制方法；自动控制系统由风机出口温度传感器、冷室温度传感器、冷媒温度传感器等组成。
首先根据当期液蜡输入量确定冷室温度，工作时由风机出口温度传感器、冷室温度传感器和冷媒温度传感器采集的冷室各个温度信号，控制系统检测到风机排风温度，判断冷媒的输入量，控制风机和冷媒同步动作，据此保证冷室内始终保持均恒的设定温度
冷凝系统采用氨制冷压缩冷凝机组配套提供冷媒介质——液氨。成型机工作时，液氨泵入成型机冷室中的蒸发器后与冷室内的空气换热形成低温空气，由蒸发器上面的风机转子转动经风机出口吹向对面的冷室墙壁，在冷室框架中间隔板的作用下，折向隔板下面的框架进入蒸发器下面的回风口，再次经蒸发器换热；在冷风循环过程中，大量的冷量被蜡盘中的液蜡吸收。
根据不同牌号液蜡的物性参数，确定了冷凝工艺流程不同的工艺参数。
冷媒介质温度，牌号54#～58#的常规液蜡，冷凝时所需的温度为-14℃～-12.2℃，最佳温度在-13℃～-12.2℃；牌号在85#～95#的特种液蜡，冷凝时所需的温度为-15℃～-12.6℃，最佳温度在-13.5℃～-12.2℃；设定冷媒介质最佳温度参数范围的作用是可最大限度的节省能耗，因为冷媒介质的温度每降低1℃，可节省30000kcal/h冷量，即可在一个达产周期节省95万度电耗。
冷室冷量设定为450000kcal/h～500000kcal/h，比原有冷室冷量降低33％～40％；冷室设置4台蒸发器，同时还预留提升操作弹性40％的余能，工作中根据冷室温度可以交替使用缓解结霜现象，保证蒸发效果。蒸发器换热面积：牌号54#～58#的常规液蜡，冷凝时所需的换热面积为580～650m2/台，最佳换热面积为580m2/台～600m2/台；牌号在85#～95#的特种液蜡，凝时所需的换热面积为600m2/台～700m2/台，最佳换热面积为600m2/台～650m2/台，比现有蒸发器缩小40％。设定蒸发器换热面积最佳参数范围的作用，不仅缩小了蒸发器面积缩小、节省钢材、节省冷室空间，还节省了冷媒介质和能源消耗。
风机出口温度和风量。牌号54#～58#的常规液蜡，冷凝时设定的出口 温度为-5℃～-1℃，最佳温度在-5℃～-2℃；风量23000m3/h～25000m3/h，最佳风量为23500m3/h～24500m3/h；牌号在85#～95#的特种液蜡，冷凝时设定的出口温度为-5℃～-3℃，最佳温度在-5℃～-4℃；风量24500m3/h～25200m3/h，最佳风量为25000m3/h～25200m3/h，比现有风机风量降低21.25％，风机电机功率减少36.36％，全年合计节约电量13.43万度，节省费用10余万元。
冷室温度。对各种牌号液蜡冷凝过程中冷室平均温度在0℃～5℃之间调节。
冷凝系统的自动控制系统由风机出口温度传感器、冷室温度传感器、冷媒温度传感器等组成。首先根据当期液蜡输入量确定冷室温度，以此采集工作时的冷室温度传感器信号，控制系统检测到风机排风温度，判断冷媒的输入量，控制风机和冷媒同步动作。
以上所描述，仅为本发明较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明创造构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围由所附权利要求书限定。
Claims (11)
1.一种石蜡连续成型机的生产新工艺，工艺流程由预冷工艺、注蜡工艺、传导工艺、冷凝工艺、后部工序工艺组成，其特征在于：
所述预冷工艺包括采用温水密闭循环冷却液蜡工艺、恒温水密闭循环保温液蜡工艺和热风吹扫液蜡工艺，包括对预冷的自动控制；
所述注蜡工艺包括对经预冷后液蜡实行温度和压力恒定、自动质量计量和定时注入蜡盘中，包括对注蜡的自动控制；
所述传导工艺包括对主电机输出有功功率控制和主链条运行状态控制，在主链条带动下使满载液蜡的蜡盘组，在冷室框架轨道上移动中冷却凝固，然后经卸蜡器脱模到输送器至包装线，包括对主链条驱动的自动控制和保护控制；
所述冷凝工艺包括对蒸发器面积、冷媒蒸发温度、冷风机输送风量、冷室冷量的设定和控制，包括对冷凝工艺的自动控制；
所述后部工序工艺采取自动包装。
2.根据权利要求1所述石蜡连续成型机的生产新工艺，其特征在于：所述预冷工艺：预冷用温水加热时间5min/次，其软化水用量30kg、蒸汽用量0.3kg/次、水泵循环温水使用电机功率：1.5KW、扬程12m、温水与液蜡换热，使常规蜡比熔点高8℃～9℃，使特种蜡比熔点高12℃～15℃、液蜡预冷量其中常规蜡4.5t/h、特种蜡4.2t/h、恒温水保温比预冷液蜡温度高1℃～2℃、蒸汽与软化水换热蒸汽用量0.6kg/min，软化水用量30kg、水泵循环恒温水使用电机功率0.75KW、冷水与高温水换热其中常规蜡冷水用量3t/h～4t/h、特种蜡冷水用量4t/h～5t/h；
热风吹扫液蜡比预冷液蜡温度高3℃～5℃、蒸汽与净化风换热蒸汽用量0.8kg/min，净化风用量1m3、加热及吹扫时间3min/次～5min/次。
3.根据权利要求1所述石蜡连续成型机的生产新工艺，其特征在于：所述注蜡工艺：循环贮罐容积0.5m3，重量30kg、蜡泵其电机功率2.2KW，扬程20m、流量计量质量精度按设定质量精度自动调节控制3s/次～10s/次、注蜡阀注蜡量5kg/盘×6盘、注蜡时间常规蜡6s/次～7s/次，特种蜡6.5s/次～9s/次、质量精度≤1‰。
4.根据权利要求3所述石蜡连续成型机的生产新工艺，其特征在于：所述注蜡时间常规蜡最佳注蜡时间6.5s/次～6.7s/次，特种蜡最佳注蜡时间8.5s/次～9s/次。
5.根据权利要求1所述石蜡连续成型机的生产新工艺，其特征在于：所述传导工艺：驱动器的电机功率：7.5KW、主链条长度227.33m×2条、 蜡盘组数量356套、主链条运行速度1500mm/min～1890mm/min、传导周期120min/次～150min/次。
6.根据权利要求1所述石蜡连续成型机的生产新工艺，其特征在于：所述冷凝工艺：冷媒蒸发温度-14℃～-12.6℃、冷风机蒸发器数量：4台，蒸发面积700m2/台，电机功率：7.5KW×4台、冷风最大量26000m3/h、冷室最大冷量500000kcal/h、冷室平均温度0℃～5℃、冷凝时间90min/次～130min/次)。
7.根据权利要求6所述石蜡连续成型机的生产新工艺，其特征在于：所述冷凝时所需冷媒蒸发最佳温度在-13℃～-12.2℃。
8.根据权利要求2所述石蜡连续成型机的生产新工艺，其特征在于：所述预冷工艺的自动控制，包括预冷用温水换热的控制、恒温水的控制、液蜡换热的控制和热风吹扫的控制；其中：
所述预冷用温水换热的控制，其温水换热装置由温水或蒸汽/冷水板式换热器、冷水调节阀、控制阀、稳压器、出口温水温度传感器、蒸汽调节阀I、PLC控制系统组成；运行初始，系统自动关闭冷水调节阀和控制阀，开启蒸汽调节阀I和控制阀对密闭循环温水系统的软化水预加热，并通过蒸汽调节阀I和控制阀进行控制，当达到设定的温度时，系统根据液蜡温度有效信号的判断自动介入冷水有效控制，即关闭蒸汽调节阀I和控制阀，开启冷水调节阀和控制阀；该过程的控制主要是通过温度传感器、控制系统、PID算法、调节冷水调节阀来完成；温水系统水温升高产生膨胀时由密封的膨胀水罐自动调节；
所述液蜡换热的控制，其液蜡换热装置是由物料液蜡/温水板式换热器，二台自动交替使用的温水循环水泵、变频器I、液蜡温度传感器、控制系统组成；运行过程中，根据液蜡温度传感器采集的信号经PID运算控制输出信号，调节变频器I和温水循环水泵的转数对液蜡的预冷温度进行控制；
所述预冷后液蜡保温用恒温水的控制，其恒温水装置由一台微型钎焊式袖珍型板式换热器、一台循环水泵、蒸汽调节阀II、温度传感器、PLC控制系统组成。恒温水采用软化水密闭循环。开机时，自动开启蒸汽调节阀II，用蒸汽直接对软化水加温，由系统自动调节水温、保持恒温；
所述热风吹扫的控制，其热风吹扫装置是由微型钎焊式袖珍型板式换热器及蒸汽控制阀、净化风阀门和控制系统组成；当进入停机状态时，控制系统获取相关的控制温度参数关闭供蜡阀门，开启净化风阀门和蒸汽控制阀门，使风与蒸汽经换热器提升温度随机对液蜡流道进行定时吹扫。
9.根据权利要求3所述石蜡连续成型机的生产新工艺，其特征在于： 所述注蜡的自动控制，包括注蜡量的精确计量和自动控制和注蜡时间的控制；其中：
所述注蜡量的精确计量和控制是关键，其由六套流量计、一块FM350-2高速计数器模块-8路、六个电控气动二位三通注蜡阀、定位传感器、压力稳压装置和电源稳压装置组成；PLC发出注蜡指令、驱动蜡泵电机运行，同时FM350-2高速计数器模块-8路对质量流量计信号脉冲进行精确计数，得到液蜡的准确体积流量，结合液蜡的温度、密度参数，计算实际流体质量，当实际重量等于设定重量时，由PLC自动控制电控气动二位三通注蜡阀定量注蜡。在整个过程中，PLC对电控气动二位三通注蜡阀的开关时间做了有效的补偿；注蜡量在触摸屏进行设定和补偿；
所述注蜡时间的控制，控制系统主要由自动交替使用的二台注蜡泵、变频器II、蜡泵出口压力传感器组成；在注蜡过程中，控制蜡泵转速、保证蜡泵出口压力的恒定，并协调主链条运行速度；注蜡时间在触摸屏设定，或通过相关算法自动生成。
10.根据权利要求5所述石蜡连续成型机的生产新工艺，其特征在于：所述传导工艺的自动控制主要是主链条驱动的自动控制和保护控制，其主链条驱动系统自动控制装置由PLC、主电机、主电机变频器、主电机的供电回路、拉力传感器、增量型编码器组成，主电机运行设置分为联动和单动；链条的运动速度在触摸屏上设定或通过算法自动生成；当主电机驱动信号有效时，PLC系统向主电机的变频器输出电源，并控制主电机的运行，同时检测主电机的输出有功功率、拉力传感器的拉力、编码器信号，通过算法解读产生15组X-Y图，对主链条驱动系统进行跟踪检测实现预测控制，对主链条运行实施保护。
11.根据权利要求6所述石蜡连续成型机的生产新工艺，其特征在于：所述冷凝工艺的自动控制，其控制装置由风机出口温度传感器、冷室温度传感器、冷媒温度传感器组成；根据当期液蜡输入量设定冷室温度，工作时冷室温度传感器采集冷室实际温度信号，由控制系统根据检测到的风机排风温度和判断冷媒的输入量，自动调整风机排风和冷媒输入量同步动作，以保证冷室温度达到设定温度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20120725 |