PAN基碳纤维生产电气方面问题思考.docx

PAN基碳纤维生产电气方面问题思考引言 PAN基碳纤维生产自2009年3月开车投产以来，整套电气自动化控制系统已运行了五年多的时间。期间我们针对生产过程中发现的多处控制系统不合理项及设计阶段未考虑项进行了多次的控制改造，现电气控制系统已基本可以保障碳纤维的正常生产。但客观的讲，电气控制系统依然存在着严重制约和影响纤维质量的技术难关。以下为我个人对纤维生产中存在的电气控制问题的思考。1原丝部分1.1聚合液上料控制1.1.1技术要点 由于我们公司采用连续聚合的生产方式，故聚合上料控制系统决定着第一聚合釜聚合液反应温度的控制精度及第一聚合釜的液位控制。1.1.2存在问题 目前聚合上料控制系统依靠T110聚合液贮槽每小时的液位差来进行上料量的控制，该控制方法控制精度很差，原因有如下三点 由于T110聚合液贮槽不是标准的圆柱体，所以单位时间内的液位降的进料量不同。 该控制方法受到T110聚合液贮槽内聚合液液位影响较大，液位高压力大则进料量大，液位低压力小则进料量小。 该控制方法受到聚合上料泵自身运行状态的影响较大。1.1.3改进措施采用质量流量计配合调节阀的控制方式，可以准确控制进料量。为避免再次发生质量流量计堵塞现象，将T110聚合液贮槽从聚合1楼迁移到聚合5楼，采用压缩空气压料的方式进行上料，上料管道做好保冷措施。这样可以准确有效的确保进料量的稳定性。1.2第一聚合釜反应控温1.2.1技术要点第一聚合釜作为原丝生产中最关键的设备，其运行状态的好坏直接决定着原丝品质，其控制关键点就是聚合液在发生聚合反应后的温度，工艺要求0.25。1.2.2存在问题 目前第一聚合釜反应控温系统虽然可以满足工艺要求，但对人的依赖性较大。很早就想将目前的控制方法改为串级控制，一直未实施的原因如下： 由于目前控制水槽温度的温控仪没有AI输入端口且温度值小数点只有一位，而第一聚合釜温度要求到小数点后两位，现有电气元器件不具备改造要求，更换元器件的话费用又较大。 由于第一聚合釜控制精度要求0.25，温度串级控制最大的问题就是控制的延时性，无法确保改造后就完全可以满足控制要求。除上述控制方法问题外，第一聚合釜控温系统还存在有测温点位置不佳的问题，目前测温点在第一聚合釜最下端，无法准确反映釜中物料的真实温度。1.2.3建议管理措施 综上所述，对于第一聚合釜控温系统不建议进行串级控制的改造，因目前控制已经完全可以实现控温要求，而且操作人员也不需要频繁操作即可轻松完成工作要求。建议进一步加强第一聚合釜控温数据的监控，保证温度值在工艺要求范围内。另在第一聚合釜中间位置加装一个测温点，可以有效地监控第一聚合釜的真实温度。1.3第一聚合釜、脱单塔液位监控1.3.1技术要点 可自动监控到第一聚合釜、脱单塔内物料的液位，以免发生物料打冒溢出、物料过高过低导致的温度控制难度加大，脱单效果不好等问题。1.3.2存在问题 目前第一聚合釜、脱单塔的液位监控采用差压变送器作为监测元器件。但由于使用的膜片为平面式，因此膜片安装位置与釜内垂直面有一段易存物料的死区。这段死区在生产过程中因为物料流动困难极易产生凝胶而导致膜片堵死的现象，因此发生了多次开车越往后液位越不准确的现象。1.3.3改造措施将目前使用的平面膜压力变送器更换为凸面膜压力变送器。这样将不会有存物料的死区，可有效地避免因物料发生凝胶而导致膜片堵死现象。1.4机头纺丝液套管保温控制1.4.1技术要点机头纺丝液套管保温控制关系到纺丝液温度，控制不好或者失去控制将会造成纺丝困难，机头压力过高无法正常纺丝等问题。1.4.2存在问题目前我们机头纺丝液保温控制采用加热带外缠于纺丝液套管上，采温热电阻夹在加热带与套管之间。该控制存在一下问题套管外保温温度因加热带分布在套管上不均匀而导致的温度不均匀，采集温度热电阻位置不同而导致的套管之间温度不一致等问题。在使用过程中，经常发生因物料管道泄漏导致的加热带被污染发生加热带烧坏损毁的现象。该控制方法因加热带直接缠于套管上，一旦发生漏电事故而漏电保护器不动作的话，会有一定的安全隐患。1.4.3整改措施将目前使用的8根纺丝液套管全部更换为带有热水循环夹套的纺丝液套管。单独对夹套内热水进行温度控制。该控制方法控制精度高，不会存在安全隐患。1.5蒸汽牵伸箱蒸汽状态控制1.5.1技术要点蒸汽牵伸箱蒸汽状态控制主要包括蒸汽含水量，蒸汽压力的控制。针对电气控制方面，以下主要说明对蒸汽压力的控制。1.5.2存在问题目前蒸汽牵伸箱内蒸汽压力依靠操作人员手动调节阀门进行控制，该控制方法可控性差，对人的依赖性较重，且容易造成蒸汽压力波动。1.5.3改造措施目前市场上有蒸汽压力管道自动调节阀出售，可考虑将手动截止阀更换为自动调节阀，若要实施，需对现场蒸汽牵伸箱蒸汽管路进行改造。2碳化部分碳化电气控制系统大部分设备都是随设备的成套控制系统，包括氧化炉温度、炉内循环风风速控制、低温炭化炉、高温炭化炉温度控制、卧立式干燥炉温度控制、废烧炉温度控制几大部分，都属于比较成熟化的电气控制系统。因此大的方面不存在电气控制系统的问题，主要还是工艺参数的研究。以下为个人对目前碳化电气控制系统不完善方面的陈述：2.1控制台工控机数据监控方面2.1.1存在问题 目前碳化仪表间工控机无法实现与炭化炉、氧化炉成套电气控制系统进行数据通讯，导致工控机无法监控到炭化炉、氧化炉的炉温、风速数据。操作人员做数据记录非常麻烦，需要仪表间、配电间来回跑，极为不便。2.1.2建议措施 由于炭化炉、氧化炉控温系统所使用的PLC为不同的厂家，想要做到数据全部采集需增加通讯模块，费用比较昂贵。因此建议合理化安排操作人员做数据记录的时间和次数，但必须加强对数据记录和监控的管理措施，以免漏记或者不记。2.2氧化炉控制系统PLC下位程序 目前氧化炉电气控制系统使用的PLC为美国AB公司生产的可编程控制器，交付设备的时候厂家也没提供相应的下位软件及程序，因此电气人员没有氧化炉电气控制系统的下位程序。弱氧化炉电气控制系统PLC出现损坏，将会造成程序的丢失，维修非常麻烦。因此建议公司与外协相关单位协商，看是否可以提供该部分控制程序，或者找专人将程序从PLC中下载下来。2.3工控机丝束切换时辊子停转再启动问题 在开车过程中出现了白丝切换黑丝频率时，辊子停转再启动的现象，导致丝束断丝的事故。这个主要还是程序控制上有问题，需与天宝公司协商共同解决，但总的来说问题不大。3环境控制方面 碳纤维生产是一个精密而细致的工作，整个生产过程对现场环境的洁净度、温度、湿度要求都很高。在这个方面虽然我们有喷淋系统、有循环风系统，但考虑到西安整体环境质量的问题。因此我们公司在环境控制