淮北矿业（集团）有限责任公司 临涣选煤厂 安徽淮北 235141
摘要：选煤生产离不开浮选油。临涣选煤厂油库向浮选夹层油罐打油操作需人工完成，费时费力，而且作业环境恶劣，气味有害，存在职业病隐患。本文从改善工作环境，降低工作强度，减员提效等方面，分析浮选油罐自动打油的创新设计，并对成果做出评价。
关键词：浮选油罐；自动打油；PLC控制
一、现状及存在问题
临涣选煤厂入洗能力为1600万吨/年，是目前亚洲最大集中型炼焦煤选煤厂。选煤厂洗选量非常大，因此浮选柴油、杂醇的用量也是非常大。现阶段该选煤厂浮选油是靠油库向东西区浮选油罐中打油，其过程需电话通知油库看岗人员开泵前打开手动阀、再点开油泵，待浮选油罐打满油后再通知看岗人员停泵、再关阀。打油过程中存在步骤多，耗时长，可控性差等缺点，油库岗位司机有时还存在脱岗、离岗现象，严重影响打油效率，制约生产。
二、设计思路
为实现浮选油罐自动打油，提高打油效率，保证生产连续性，通过对油库现场的考察，进行方案的比对，确定方案。现将在油库油泵前将手动阀更换为电动阀，在浮选油罐上增加油位计，增加信号及控制电缆，连接至厂调度控制室，实现由调度控制室控制开启泵前阀及油泵，同时将打油量反映至控制系统中；将电动阀与油泵的停止与油罐油位设置成闭锁关系，油位达到一定位置后自动停油泵，并关闭泵前阀。
油库现有35个手动阀，手动阀太多，通过改造更换成21个电动阀。由于改成电动阀所需配套的控制箱较多，安装在现场泵房内不合适，则全部安装到油泵的配电室，此配电室设在油泵房的隔壁，电源取自西区。
要实现浮选油罐自动打油，必须用到PLC，而油库离东西区的配电室都很远，所以在油库的配电室内安装一个自带小型PLC的现场控制柜。改造原有6台泵配电柜启停信号、现安装的电动阀控制信号、流量开关、液位计信号全部传输至此PLC，通过此PLC的控制来实现自动打油。
在浮选控制室安装一工控电脑，做好PLC程序及浮选油罐自动打油的画面，通过光纤将此自动打油系统信号传至上位机，通过上位机操作手动选择哪一个油库油罐、哪一台泵，进东西区哪个油罐，然后其泵的进出口阀自动打开，手动点泵，通过流量开关看其是否上料，东西区浮选油罐液位到达一定高度，自动停泵。考虑到以后油库无人值守，需要安装监控装置和气体检测装置。
三、设计方案
1、阀的改造与安装
油库现有2个起泡剂罐，5个柴油罐，6个油泵，其中1#、2#、3#泵是起泡剂泵，4#、5#、6#是柴油泵，35个手动阀。由于手动阀较多，杂醇类进料口手动阀改为电动阀，在每个柴油罐前主管道增加电动阀（管径DN80），电动阀与油罐油位闭锁，一旦油位到低限位，关闭此电动阀。另需将8个出料口手动阀(2个DN65,6个DN50)更换为电动阀，6个放气阀(DN15)更换为电磁阀，电动阀的启停信号及限位信号全部接入PLC系统中。
图一油库油罐平面布置图
（1）将ZF1-ZF3,CF4-CF6,ZC1-ZC3,ZC3’,CC4’,CC4-CC6共14个手动阀更好为电动阀（2个DN65电动阀,6个DN50电动阀,6个DN15电磁阀）。在油罐前主管道各增加一个DN80电动阀(D1-D7),由油罐液位控制此电动阀开关。
（2）在6台泵的主管道出口上安装4个流量开关，通过此开关能检测是否上料，若没有上料通过PLC停泵，然后自动打开放气阀，5min后自动关闭，重新开泵。
（3）将每台油泵信号、电动阀信号、浮球液位计信号传至PLC控制柜，由PLC自动控制。
（4）将控制此油罐自动打油控制信号经PLC直接传输至东西区浮选控制室，敷设光纤1500米。
2、油罐液位计的改造及安装,将物理式磁翻转液位计更换为浮球液位变送器
油库内7个油罐油标液位计都是物理式的磁翻转油标，没有信号输出，只能通过现场读出，需对此油标进行改造，此7个液位计设置好高低限位，通过现场了解，高限位为2.8m, 一旦限位到达高限位，现场可看出，加油车停止向油罐内加油，低限位为1.0m,将此低限位信号接入控制系统中，一旦到低限位，发出报警并接入物资管理系统中，提醒该油罐缺油。东区浮选油罐也是物理式的油标，需要改造，西区浮选油罐则是通过U形管直接看出，需要安装液位计，通过液位计准确了解东西区油罐油位，东西区油罐油位信号直接传至东西区浮选加药系统，通过上位机软件直接读至油罐自动打油系统中，浮选加药系统与油罐自动打油系统都放至同一台上位机系统。
3、油泵的改造
在油库配电室内安装一中小型PLC系统，采用ModiconM340PCL系列。改造现有油泵的电气柜，将油泵的启停及运转信号接入PLC中，实现油泵自动启停。考虑到齿轮泵磨损情况，齿轮泵磨损严重的需更换新泵。
4、检测装置
要实现自动打油，必须要有多种检测装置。
(1)监控装置安装
在油库门口和泵房内各安装一摄像头，实时观察现场情况。
(2)排气装置安装
考虑到气体检测装置投资较多，系统稳定性差，直接在泵房内安装排气扇，定时自动打开排气。
四、PLC选型
此次设计中涉及的PLC选用的是施耐德电气的ModiconM340PCL，此PLC适合于中小型项目的自动化解决方案。技术说明如下：高度：100mm；深度93mm，可安装在深度为150mm的箱体中；具有4、6、8及12槽机架；交流或直流；24VDC/0.9A传感器电源输出，CPU模块内置2个通讯接口等。其特点:外形精巧;CPU模板上集成了多种通讯端口;拥有功能强大的高性能处理器;支持多任务操作系统;拥有高达4MB大容量内存;支持热拔插功能，便于维护；M340还提供了多种专用功能,如计数等;程序开发简单,uintyPor编程软件是简单,用户友好的软件,支持5种工EC编程语言,nUity中的数据变量可以通过工程关联自动导入上位组态软件VijeoCiteCtO。具有出色布尔处理能力，轻松进行浮点与整数运算。
五、效果分析
1、及时了解油罐油位，及时进油，有利于生产。
2、降低了职工劳动强度；实现了油库无人值守。按照油库4人计算，1年可节省人工工资：4*4.5万=18万，取得了较好的经济效益。
3、此创新设计可推广应用于相近行业相似设计中。
参考文献
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论文作者:童巍
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/9
标签：油罐论文; 油库论文; 油泵论文; 浮选论文; 信号论文; 电动阀论文; 装置论文; 《基层建设》2018年第13期论文;