CN102698654B - 一种给配料系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种给配料系统，其充压管路与给配料装置的中间壳体连接；载气管路与给配料装置的携带段组件中间管口连接；空穴气管路与给配料装置的底部法兰连接；平衡管路连接给配料装置的贮存仓与载气管路；高位差压变送器测量给配料装置的贮存仓与携带段组件中间管口之间的压差，高位差压变送器的前端设有高位反吹阀组，高位反吹阀组与高位测压管路、高位反吹管路相连；低位差压变送器测量携带段组件中间管口与底部管口之间的压差，低位差压变送器前端设有低位反吹阀组，低位反吹阀组与低位测压管路、低位反吹管路相连。本发明所述的给配料系统能够实现精确计量、自动连续给料、灵活及精确控制。

Description

一种给配料系统

技术领域

本发明涉及一种给配料系统，用于化工、石油化工、食品和医药等行业催化剂、添加剂的自动、连续、精确给配料，尤其是在聚合反应中可使催化剂自动、连续、精确给配料的系统。

背景技术

在化工、石油化工、食品和医药等行业生产过程中，催化剂和添加剂给配料系统是必不可少的。以石油化工聚乙烯装置为例，催化剂的种类不同、添加量不同，所生产产品的种类和质量差别很大。可见在聚乙烯生产过程中，催化剂添加工艺和聚合反应催化剂给配料系统精度非常关键。

中国专利ZL200610064918.8，公开了一种给配料装置，其主要由贮存仓壳体、中间壳体、底部法兰、旋转刷、过滤网、搅拌器、浮动盘组件、旋转计量盘、固定盘、携带段组件和动力传动部件组成。

针对这种给配料装置的工程化应用，需要研发一种与之相适应的精确计量、自动连续给料、灵活及精确控制的给配料系统。

发明内容

本发明目的在于提供一种精确计量、自动连续给料、灵活及精确控制的给配料系统。

实现本发明目的的技术方案：一种给配料系统，其与给配料装置相连接，

下料单元有一个或多个，每个下料单元包括携带段组件及下料管路；其每个下料单元均需连接一套给配料系统；所述的给配料系统包括充压管路，充压管路与给配料装置的中间壳体连接，充压管路上设有自动开关阀一；载气管路与给配料装置的携带段组件中间管口连接，载气管路上设有流量变送器和自动调节阀；空穴气管路与给配料装置的底部法兰连接，管路上设有自动开关阀二；平衡管路连接给配料装置的贮存仓与载气管路，平衡管路上设有自动开关阀四；高位差压变送器测量给配料装置的贮存仓与携带段组件中间管口之间的压差，高位差压变送器的前端设有高位反吹阀组，高位反吹阀组与高位测压管路、高位反吹管路相连；低位差压变送器测量携带段组件中间管口与底部管口之间的压差，低位差压变送器前端设有低位反吹阀组，低位反吹阀组与低位测压管路、低位反吹管路相连。

如上所述的一种给配料系统，其所述的给配料装置的贮存仓顶部分别设有气体放空管路、安全排放管路、物料输送管路，贮存仓底部及下端法兰底部设有排料管路；给配料装置的贮存仓顶部还设有压力传感器，电机上装有转速传感器，转速传感器与转速信号转换器配套使用。

如上所述的一种给配料系统，其还包括控制单元，控制单元分别与自动开关阀一、自动开关阀二、自动开关阀三、自动开关阀四、自动调节阀、流量变送器、高位差压变送器、低位差压变送器、压力传感器、转速信号转换器通过线路连接，用于监测和控制给配料系统的自动运行、调节。

如上所述的一种给配料系统，其所述的高位差压变送器和低位差压变送器分别将压差信号传送给控制单元；压力传感器的压力信号传送至控制单元，流量变送器的流量信号传送至控制单元，转速传感器的转速信号通过转速信号转换器转换后传送至控制单元；系统工作时，首先接通充压管路、载气管路、空穴气管路、反吹管路一、反吹管路二的供气，控制单元控制开启自动开关阀一，为给配料装置的贮存仓充压至设定值；控制单元控制自动调节阀调节载气管路的流量至设定值；控制单元通过高位差压变送器和低位差压变送器判断给配料装置的贮存仓与携带段组件中间管口一之间的压差、携带段组件中间管口一与携带段组件底部管口之间的压差符合控制逻辑后，控制自动开关阀一关闭，然后控制自动开关阀二、自动开关阀三和自动开关阀四开启，开启给配料装置电机，系统进入自动控制；当压力传感器测量值高于设定上限后，控制单元报警或联锁停车；当高位差压变送器测量值超出设定区间后，控制单元报警、联锁停车；当低位差压变送器测量值超出设定范围后，控制单元报警、联锁停车；当流量变送器测量值低于下限时，控制单元报警、联锁停车；根据产品产量及物料需求量，控制单元控制调节给配料装置电机转速。

如上所述的一种给配料系统，其所述的控制单元的功能可由DCS完成；或将控制单元里的信号同时传送给DCS，控制单元与DCS形成给配料系统的双控制。

如上所述的一种给配料系统，其所述的载气管路用以把落入到携带段组件的物料送入到反应器中，通过流量变送器测量载气流量，通过自动调节阀调节载气流量，通过低位差压变送器监测携带段组件中间管口一与携带段组件底部管口之间的压差，当压差增大时，通过自动调节阀增大载气流量，把物料以更快的速度带走，避免了物料输送过程中的下料管路堵塞；所述的空穴气管路通过给配料装置底部法兰与浮动盘组件的气孔相通；当物料粘度较大，通过调节空穴气管路上的计量针阀，给计量盘孔中的物料一微小吹力，辅助物料落入携带段组件，保证了给配料系统连续稳定送料；所述的给配料装置的贮存仓与载气管路通过平衡管路连接，平衡管路上设有自动开关阀四，用以维持贮存仓与载气管路之间的压力平衡，并通过高位差压变送器进行监测，当容器压力低时，载气流量一部分通过平衡管路进入贮存仓，补充贮存仓内压力；当贮存仓压力高于载气压力时，贮存仓中一部分气体流入载气管路，通过携带段组件进入反应器，从而使物料在微正压和自身重力的作用下进入携带段组件，避免了强制下料。

如上所述的一种给配料系统，其所述的高位差压变送器在系统工作前，先打开高位反吹阀组中的旁通阀，以保护高位差压变送器，待系统建压完毕后，关闭旁通阀，通过阀门一、阀门二分别调节反吹管路的流量，使测压管中携带的物料无法进入高位差压变送器；所述的低位差压变送器在系统工作前，先打开低位反吹阀组中的旁通阀，以保护低位差压变送器，待系统建压完毕后，关闭旁通阀，通过阀门一、阀门二分别调节反吹管路的流量，使测压管中携带的物料无法进入低位差压变送器。

如上所述的一种给配料系统，其所述的给配料装置采用中国专利ZL200610064918.8，公开号CN101041121B，公开日2011.05.11，所公开的给配料装置。

本发明的效果在于：

（1）本发明所述的给配料系统设置了平衡管路，用以维持贮存仓与携带段中部的压力平衡，通过高位差压变送器监测，实现给配料装置内部耐磨盘、计量盘、浮动盘之间的旋转动密封和微正压状态的物料输送，避免了强制下料。

（2）通过低位差压变送器监测携带段中部和底部的压差，结合载气量的调节，避免了物料输送过程中的下料管堵塞，实现了给配料装置的连续稳定运行。

（3）根据产品产量和物料需求量，通过转速传感器和转速信号转换器监测和调整电机转速，实现了给配料装置物料供给量的调节。

（4）本发明系统控制单元监测系统各部分压力、流量、压差、电机转速等参数，按控制逻辑控制自动开关阀的开关、自动调节阀的调节、电机转速的调节，具有报警、连锁等功能，实现给配料系统的自动运行。

附图说明

图1为本发明所述的一种给配料系统管路设备连接图。

图2为图1中I部分高位差压变送器测压原理图。

图3为图1中II部分低位差压变送器测压原理图。

图4为本发明所述的一种给配料系统控制单元原理图。

图5为本发明所述的另一种给配料系统原理图。

图中：

1.自动开关阀一；2.自动开关阀二；3.自动开关阀三；4.自动开关阀四；5.自动调节阀；6.流量变送器；7.低位差压变送器；8.高位差压变送器；9.压力传感器；10.转速传感器；11.转速信号转换器；12.高位反吹阀组；13.控制单元；123．旁通阀；121．阀门一；122．阀门二。

A.充压管路；B.载气管路；C.空穴气管路；D.平衡管路；E.测压管路一；F.测压管路二；G.测压管路三；H.测压管路四；J.下料管；K.反吹管路一；L.反吹管路二；M.反吹管路三；N.反吹管路四；P.安全排放管路；Q.气体放空管路；S.物料输送管路；W.排料管路；V1.携带段组件中间管口一；W1.携带段组件中间管口二；X1.携带段组件底部管口；

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的一给配料系统用于给配料装置（例如采用中国专利ZL200610064918.8，公开号CN101041121B，公开日2011.05.11，所公开的给配料装置），可以是多个同时使用。

下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种给配料系统作进一步描述。

实施例1

如图1所示，该给配料装置具有一个携带段组件及下料管路J组成的一个下料单元；其连接一套给配料系统。该给配料系统主要包括一条充压管路A、一条载气管路B、一条空穴气管路C、一条平衡管路D等。

其中，充压管路A与给配料装置的中间壳体连接，充压管路A上设有自动开关阀一1，用于贮存仓工作时的充压。

载气管路B与给配料装置的携带段组件中间管口二W1连接，载气管路B上设有流量变送器6和自动调节阀5。载气管路B用以把落入到携带段组件的物料送入到反应器中，通过流量变送器6测量载气流量，通过自动调节阀5调节载气流量，通过低位差压变送器7监测携带段组件中间管口一V1与携带段组件底部管口X1之间的压差，当压差增大时，通过自动调节阀5增大载气流量，把物料以更快的速度带走，避免了物料输送过程中的下料管路J堵塞，实现了给配料装置的连续稳定运行。

空穴气管路C与给配料装置的底部法兰连接，空穴气管路C上设有自动开关阀二2、流量指示器、计量针阀。空穴气管路C通过给配料装置底部法兰与浮动盘组件的气孔相通。当物料粘度较大，通过调节空穴气管路C上的计量针阀，给计量盘孔中的物料一微小吹力，辅助物料落入携带段组件，保证了给配料系统连续稳定送料。

给配料装置的贮存仓与载气管路B通过平衡管路D连接，平衡管路D上设有自动开关阀四4，用以维持贮存仓与载气管路D之间的压力平衡，并通过高位差压变送器8进行监测，当容器压力低时，载气流量一部分通过平衡管路D进入贮存仓，补充贮存仓内压力；当贮存仓压力高于载气压力时，贮存仓中一部分气体流入载气管路B，通过携带段组件进入反应器，从而使物料在微正压和自身重力的作用下进入携带段组件，避免了强制下料。

如图2所示，高位差压变送器8测量给配料装置的贮存仓与携带段组件中间管口一V1之间的压差，其前端设有高位反吹阀组12，高位反吹阀组12与测压管路一E、测压管路二F、反吹管路一K、反吹管路二L相连。系统工作前，先打开高位反吹阀组12中的旁通阀123，以保护高位差压变送器，待系统建压完毕后，关闭旁通阀123，通过阀门一121、阀门二122分别调节反吹管路的流量，使测压管中携带的物料无法进入高位差压变送器，避免差压变送器测量失真。

如图3所示，低位差压变送器7测量携带段组件中间管口一V1与携带段组件底部管口X1之间的压差，其前端设有低位反吹阀组，低位反吹阀组与测压管路三G、测压管路四H、反吹管路三M、反吹管路四N相连。系统工作前，先打开低位反吹阀组中的旁通阀123，以保护低位差压变送器，待系统建压完毕后，关闭旁通阀123，通过阀门一121、阀门二122分别调节反吹管路的流量，使测压管中携带的物料无法进入低位差压变送器，避免差压变送器测量失真。

给配料装置的贮存仓顶部设有气体放空管路Q、安全排放管路P，贮存仓底部及下端法兰底部设有排料管路W。给配料装置的贮存仓顶部设有压力传感器9，给配料装置电机上装有转速传感器10，转速传感器10与转速信号转换器11配套使用。

如图4所示，控制单元13分别与自动开关阀一1、自动开关阀二2、自动开关阀三3、自动开关阀四4、自动调节阀5、流量变送器6、高位差压变送器8、低位差压变送器7、压力传感器9、转速信号转换器11通过线路连接，用于监测和控制给配料系统的自动运行、调节。其中，高位差压变送器8和低位差压变送器7分别将压差信号传送给控制单元13；压力传感器9的压力信号传送至控制单元13，转速传感器10的转速信号通过转速信号转换器11转换后传送至控制单元13。工作时，首先接通充压管路A、载气管路B、空穴气管路C、反吹管路一K、反吹管路二L的供气，控制单元13控制开启自动开关阀一1，为给配料装置的贮存仓充压至设定值；控制单元13控制自动调节阀5调节载气管路B的流量至设定值；控制单元13通过高位差压变送器8和低位差压变送器7判断给配料装置的贮存仓与携带段组件中间管口一V1之间的压差、携带段组件中间管口一V1与携带段组件底部管口X1之间的压差符合控制逻辑后，控制自动开关阀一1关闭，然后控制自动开关阀二2、自动开关阀三3和自动开关阀四4开启，开启给配料装置电机，系统进入自动控制。当压力传感器9测量值高于设定上限后，控制单元13报警或联锁停车；当高位差压变送器8测量值超出设定区间后，控制单元13报警、联锁停车；当低位差压变送器7测量值超出设定范围后，控制单元13报警、联锁停车；当流量变送器6测量值低于下限时，控制单元13报警、联锁停车。根据产品产量及物料需求量，控制单元13控制调节给配料装置电机转速。

本实施例中可省略控制单元13、将信号直接传送给DCS，由DCS完成控制功能；还可将控制单元13里的信号同时传送给DCS，控制单元13与DCS形成给配料系统的双控制。

以聚乙烯反应器添加催化剂为例，介绍该给配料系统的工作过程及系统功能。

工作过程：聚乙烯装置的工作压力通常都在几十个大气压，工作时，首先打开高位差压变送器8前的高位反吹阀组12的旁通阀123，以及低位差压变送器7前的低位反吹阀组的旁通阀123；接通充压管路A、载气管路B、空穴气管路C、反吹管路一K、反吹管路二L的供气，开启自动开关阀一1，通过充压管路A为给配料装置充压至设定值，然后关闭高位及低位差压变送器前的高位及低位反吹阀组中的旁通阀123，通过自动调节阀5调节载气管路B的流量至设定值；控制单元13通过高位差压变送器8和低位差压变送器7判断给配料装置的贮存仓与携带段组件中间管口一V1之间的压差、携带段组件中间管口一V1与携带段组件底部管口X1之间的压差符合控制逻辑后，自动开关阀一1关闭，自动开关阀二2、自动开关阀三3和自动开关阀四4开启，开启给配料装置电机，系统进入自动控制。控制单元13监测系统各部分压力、流量、压差、电机转速等参数，按控制逻辑控制自动开关阀的开关、自动调节阀的调节、电机转速的调节，实现给配料系统的自动运行、调节，具有报警、连锁等功能。当压力传感器9测量值高于设定上限后，控制单元13报警或联锁停车；当高位差压变送器8测量值超出设定区间后，控制单元13报警、联锁停车；当低位差压变送器7测量值超出设定范围后，控制单元13报警、联锁停车；当流量变送器6测量值低于下限时，控制单元13报警、联锁停车。根据产品产量及物料需求量，控制单元13控制调节给配料装置电机转速，使物料添加量与产品产量相匹配。这些信号可传送给控制单元13，也可不要控制单元13、直接传送给DCS，还可同时传送给控制单元和DCS，形成给配料系统的双控制。

实施例2

如图5所示，本发明所述的另一种给配料系统与实施例1的不同之处在于，该给配料装置具有两个携带段组件及下料管路J组成的两个下料单元；因此连接两套给配料系统。每套配料系统主要包括一条充压管路A、一条载气管路B、一条空穴气管路C、一条平衡管路D等，连接结构基本同实施例1。

Claims (6)

1.一种给配料系统，其与给配料装置相连接，下料单元有一个或多个，每个下料单元包括携带段组件及下料管路（J）；其特征在于：每个下料单元均需连接一套给配料系统；

所述的给配料系统包括充压管路（A），充压管路（A）与给配料装置的中间壳体连接，充压管路（A）上设有自动开关阀一（1）；

载气管路（B）与给配料装置的携带段组件中间管口二（W1）连接，载气管路（B）上设有流量变送器（6）和自动调节阀（5）；

空穴气管路（C）与给配料装置的底部法兰连接，管路上设有自动开关阀二（2）；

平衡管路（D）连接给配料装置的贮存仓与载气管路（B），平衡管路（D）上设有自动开关阀四（4）；

高位差压变送器（8）测量给配料装置的贮存仓与携带段组件中间管口一（V1）之间的压差，高位差压变送器（8）的前端设有高位反吹阀组（12），高位反吹阀组（12）与高位测压管路（E、F）、高位反吹管路（K、L）相连；

低位差压变送器（7）测量携带段组件中间管口一（V1）与底部管口（X1）之间的压差，低位差压变送器（7）前端设有低位反吹阀组，低位反吹阀组与低位测压管路（G、H）、低位反吹管路（M、N）相连。

2.根据权利要求1所述的一种给配料系统，其特征在于：所述的给配料装置的贮存仓顶部分别设有气体放空管路（Q）、安全排放管路（P）、物料输送管路（S），贮存仓底部及下端法兰底部设有排料管路（W）；给配料装置的贮存仓顶部还设有压力传感器（9），电机上装有转速传感器（10），转速传感器（10）与转速信号转换器（11）配套使用。

3.根据权利要求2所述的一种给配料系统，其特征在于：该给配料系统还包括控制单元（13），控制单元（13）分别与自动开关阀一（1）、自动开关阀二（2）、自动开关阀三（3）、自动开关阀四（4）、自动调节阀（5）、流量变送器（6）、高位差压变送器（8）、低位差压变送器（7）、压力传感器（9）、转速信号转换器（11）通过线路连接，用于监测和控制给配料系统的自动运行、调节。

4.根据权利要求3所述的一种给配料系统，其特征在于：所述的高位差压变送器（8）和低位差压变送器（7）分别将压差信号传送给控制单元（13）；压力传感器（9）的压力信号传送至控制单元（13），流量变送器（6）的流量信号传送至控制单元（13），转速传感器（10）的转速信号通过转速信号转换器（11）转换后传送至控制单元（13）；系统工作时，首先接通充压管路（A）、载气管路（B）、空穴气管路（C）、反吹管路一（K）、反吹管路二（L）的供气，控制单元（13）控制开启自动开关阀一（1），为给配料装置的贮存仓充压至设定值；控制单元（13）控制自动调节阀（5）调节载气管路（B）的流量至设定值；控制单元（13）通过高位差压变送器（8）和低位差压变送器（7）判断给配料装置的贮存仓与携带段组件中间管口一（V1）之间的压差、携带段组件中间管口一（V1）与携带段组件底部管口（X1）之间的压差符合控制逻辑后，控制自动开关阀一（1）关闭，然后控制自动开关阀二（2）、自动开关阀三（3）和自动开关阀四（4）开启，开启给配料装置电机，系统进入自动控制；当压力传感器（9）测量值高于设定上限后，控制单元（13）报警或联锁停车；当高位差压变送器（8）测量值超出设定区间后，控制单元（13）报警、联锁停车；当低位差压变送器（7）测量值超出设定范围后，控制单元（13）报警、联锁停车；当流量变送器（6）测量值低于下限时，控制单元（13）报警、联锁停车；根据产品产量及物料需求量，控制单元（13）控制调节给配料装置电机转速。

5.根据权利要求3所述的一种给配料系统，其特征在于：所述的控制单元（13）的功能可由DCS完成；或将控制单元（13）里的信号同时传送给DCS，控制单元（13）与DCS形成给配料系统的双控制。

6.根据权利要求1所述的一种给配料系统，其特征在于：所述的载气管路（B）用以把落入到携带段组件的物料送入到反应器中，通过流量变送器（6）测量载气流量，通过自动调节阀（5）调节载气流量，通过低位差压变送器（7）监测携带段组件中间管口一（V1）与携带段组件底部管口（X1）之间的压差，当压差增大时，通过自动调节阀（5）增大载气流量，把物料以更快的速度带走，避免了物料输送过程中的下料管路（J）堵塞；

所述的空穴气管路（C）通过给配料装置底部法兰与浮动盘组件的气孔相通；当物料粘度较大，通过调节空穴气管路（C）上的计量针阀，给计量盘孔中的物料一微小吹力，辅助物料落入携带段组件，保证了给配料系统连续稳定送料；

所述的给配料装置的贮存仓与载气管路（B）通过平衡管路（D）连接，平衡管路（D）上设有自动开关阀四（4），用以维持贮存仓与载气管路（D）之间的压力平衡，并通过高位差压变送器（8）进行监测，当容器压力低时，载气流量一部分通过平衡管路（D）进入贮存仓，补充贮存仓内压力；当贮存仓压力高于载气压力时，贮存仓中一部分气体流入载气管路（B），通过携带段组件进入反应器，从而使物料在微正压和自身重力的作用下进入携带段组件，避免了强制下料。

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