一种新型煤粉锁斗顺控自动破桥装置及应用方法与流程

1.本发明涉及煤化工行业生产过程中煤粉“架桥”后如何有效“破桥”技术，尤其是一种新型煤粉锁斗顺控自动破桥装置及应用方法。


背景技术：

2.在化工及发电等行业粉煤流程工艺装置中，煤粉、灰、渣等固体物料需要变压输送时，常用到锁斗设备。受物料粒度、湿度及滞留时间的影响，在锁斗下料过程中时常发生“架桥”现象，常规自动“破桥”程序设计理念，是通过对锁斗底锥、笛管、管道充气器部位进行充压，依靠压差下压输送的方式进行破桥。常规方式往往需要通过多次“破桥”才能成功，延误了时间、浪费了氮气，尤其对于发生在管道充气器与下料阀门之间部位的“架桥”情况，采用常规“破桥”方式会造成固体物料的进一步压实，效果不佳。在常规自动“破桥”方法无效后，必然需要操作人员手动“破桥”，既加重了操作工的负担，也带来了一定的操作风险。而手动“破桥”时发现锁斗泄压气流
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上顶破桥”方式可有效的解决锁斗“架桥”的问题。目前锁斗设备自动“破桥”工艺顺序控制理念仍停留在传统锁斗充压“破桥”方式。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供安全、高效的一种新型煤粉锁斗顺控自动破桥装置及应用方法，它用于弥补常规“下压破桥”方式的单一不足，同时消除人员手动“破桥”的操作风险，本发明的目的是这样实现的，它包括煤粉锁斗、锁斗内充压笛管、锁斗底锥、管道充气器、煤粉缓冲罐、切断阀、氮气流量调节阀、底锥氮气切断阀、氮气切断阀、平衡管线、上切断阀、下切断阀、锁斗泄压切断阀、锁斗泄压调节阀、锁斗放料上切断阀、锁斗放料下切断阀、低料位检测开关、高料位检测开关、煤粉缓冲管与锁斗压差测量仪表、笛管氮气流量计，所述煤粉锁斗的下部为锁斗底锥，煤粉锁斗的中间安装有低料位检测开关；其煤粉锁斗的顶端连接有泄压管，其泄压管上分别安装有锁斗泄压切断阀、锁斗泄压调节阀；其煤粉锁斗的底端外部连接有管道充气器，其管道充气器与煤粉缓冲罐中间由锁斗放料管道连接，在锁斗放料管道上自上而下顺序连接有上切断阀、下切断阀，其煤粉缓冲罐上安装有高料位检测开关；管道充气器的一侧连接有充气管线，其充气管线上安装有管道充气器氮气切断阀。
4.所述锁斗底锥的上部安装有锁斗内充压笛管；其锁斗内充压笛管上连接有氮气充气管线，在氮气充气管上顺序连接有氮气切断阀、氮气流量调节阀，其氮气切断阀、氮气流量调节阀的中间安装有笛管氮气流量计；氮气充气管线与锁斗底锥中间安装有底锥氮气切断阀。
5.所述煤粉锁斗的顶端与煤粉缓冲罐中间由平衡管线连接，在平衡管线的中间自上而下顺序安装有上切断阀、下切断阀；其上、下切断阀外连的上下平衡管线上连接一个管线，其管线上安装有煤粉缓冲管与锁斗压差测量仪表。
6.用于操作人员手动启动“上顶破桥”程序，可设置一处“上顶破桥”按钮。该按钮可设置为外置电子机械按钮，也可设置为内置hmi面板软按钮。
7.本发明的应用方法：当判断下料时煤粉锁斗设备发生“架桥”现象后，顺控程序跳转优先执行“上顶破桥”程序，视破桥效果选择执行“下压破桥”程序；每次“破桥”程序执行完毕后会通过检测锁斗低料位检测开关，判断是否“破桥”成功，成功则直接转回正常下料程序，不再执行后续“破桥”程序；若一次“破桥”操作不成功，则破桥压差在原设定基础上自动增加50kpa，进行第二次“上顶破桥”；程序设定有“上顶破桥”最多执行次数，达到上限后依旧无法“破桥”成功，则发送报警转为手动操作，由操作员判断，转为执行“下压破桥”程序或手动操作；根据装置负荷能力和设备设计参数，设有“上顶破桥”次数高限保护和“破桥压差”高限保护，程序设有初始“上顶破桥”次数和初始“破桥压差”，工艺可根据运行情况修改“上顶破桥”次数和“破桥压差”设定值。
8.煤粉锁斗正常下料计时超时或通过操作员手动触发“上顶破桥”按钮可触发“上顶破桥”自动程序启动；具体由正常锁斗下料程序进入“上顶破桥
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自动程序程序设计：条件1，正常锁斗下料计时已到，未监测到锁斗低料位检测开关，则自动进入“上顶破桥”程序；条件2，正常煤粉锁斗下料计时未到，未监测到锁斗低料位检测开关，操作员通过触发“上顶破桥”按钮，进入“上顶破桥”程序。条件1与条件2任意满足即可进入“上顶破桥”的自动程序。
9.执行“上顶破桥”顺控的程序设计：第一步，程序关闭锁斗放料上切断阀和平衡管线的上切断阀；第二步，待检测到锁斗放料上切断阀和平衡管线的上切断阀关闭后，程序打开锁斗泄压切断阀；待监测到锁斗泄压切断阀打开后，程序给定锁斗泄压调节阀一定初始阀位x%，开启锁斗泄压调节阀并投自动，设定值为破桥压差；第三步，监测煤粉缓冲罐与锁斗压差测量仪表19＞破桥压差设定值后，程序关闭锁斗泄压切断阀与锁斗泄压调节阀；第四步，监测到锁斗泄压切断阀关闭后，程序打开锁斗放料上切断阀和平衡管线的上切断阀，并启动“下压破桥下料计时器”；第五步，条件1：期间若监测到锁斗低料位检测开关触发，则代表破桥成功，跳出破桥程序；条件2：若破桥下料计时完成，并且“破桥计数”＜2，同时未触发锁斗低料位检测开关，则“破桥计数”增加1，同时将破桥压差增加50kpa，复位“下压破桥下料计时器”后，跳回破桥第一步再次执行；条件3：若破桥下料计时完成，并且“破桥计数”≥2，同时未触发锁斗低料位检测开关，则发送报警，待操作工手动处理，可继续执行“上顶破桥”或转为“下压破桥”。
10.给定锁斗泄压调节阀一定初始阀位x%，可根据阀门特性和锁斗大小，进行修改；破桥压差=破桥初次压差 （破桥次数*压差增加值）；破桥初次压差（默认100kpa）及压差增加值（默认50kpa），均可由工艺人员进行修改，并根据设备安全性对破桥压差进行上限保护限制；执行自动破桥的次数上限可修改，但需考虑程序执行周期和下游设备料位；跳出“上顶破桥”顺控后，需复位“泄压破桥下料计时器”，重置“破桥计数”计数器为0。
11.本发明的意义是：1、弥补了常规“破桥”方式单一的不足，增加锁斗泄压式“破桥”工艺；2、解决了对于发生在锁斗底部至下料阀门之间“架桥”时，常规“破桥”方式会加剧物料压实，不宜“破桥”成功的瓶颈问题；3、将泄压式“破桥”操作方法形成自动顺控破桥程序，操作便捷；4、消除了操作人员手动泄压“破桥”时的操作风险；5、该种“破桥”方法既适用于煤粉锁斗也适用于存在类似情况的其它固体物料锁斗；6、它既可直接应用于新装置的设计也可应用于老装置的技术改造；7、无需增加任何设备投入；8、设计可更改的“破桥”次数和“破桥”压差，针对性的解决了煤粉“架桥”严重程度不同的问题，使得操作人员可根据上次“破桥”效果，决定下次的“破桥”程度，最大程度缩短处理时间和节约氮气，因而它是一种无
投资并且见效快的解决方法。
附图说明
12.图1为一种新型煤粉锁斗顺控自动破桥装置的结构示意图，图中1、煤粉锁斗
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2、锁斗内充压笛管
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3、锁斗底锥
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4、管道充气器
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5、煤粉缓冲罐
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6、氮气切断阀
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7、氮气流量调节阀
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8、底锥氮气切断阀
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9、管道充气器氮气切断阀
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10、平衡管线
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11、上切断阀12、下切断阀
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13、锁斗泄压切断阀
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14、锁斗泄压调节阀
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15、锁斗放料上切断阀
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16、锁斗放料下切断阀
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17、锁斗低料位检测开关
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18、高料位检测开关
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19、煤粉缓冲管与锁斗压差测量仪表
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20、笛管氮气流量计。
具体实施方式
13.实施例1、本发明包括煤粉锁斗1、锁斗内充压笛管2、锁斗底锥3、管道充气器4、煤粉缓冲罐5、氮气切断阀6、氮气流量调节阀7、底锥氮气切断阀8、氮气切断阀9、平衡管线10、上切断阀11、下切断阀12、锁斗泄压切断阀13、锁斗泄压调节阀14、锁斗放料上切断阀15、锁斗放料下切断阀16、低料位检测开关17、高料位检测开关18、煤粉缓冲管与锁斗压差测量仪表19、笛管氮气流量计20，所述煤粉锁斗1的下部为锁斗底锥3，煤粉锁斗1的中间安装有低料位检测开关17；其煤粉锁斗1的顶端连接有泄压管，其泄压管上分别安装有锁斗泄压切断阀13、锁斗泄压调节阀14；其煤粉锁斗1的底端外部连接有管道充气器4，其管道充气器4与煤粉缓冲罐5中间由锁斗放料管道连接，在锁斗放料管道上自上而下顺序连接有上切断阀15、下切断阀16，其煤粉缓冲罐5上安装有高料位检测开关18；管道充气器4的一侧连接有充气管线，其充气管线上安装有管道充气器氮气切断阀9。
14.实施例2、所述锁斗底锥3的上部安装有锁斗内充压笛管2；其锁斗内充压笛管2上连接有氮气充压管线，在氮气充压管线上顺序连接有氮气切断阀6、氮气流量调节阀7，其氮气切断阀6与氮气流量调节阀7的中间安装有笛管氮气流量计20；氮气充压管线与锁斗底锥3中间安装有底锥氮气切断阀8。
15.实施例3、所述煤粉锁斗1的顶端与煤粉缓冲罐5中间由平衡管线10连接，在平衡管线10的中间自上而下顺序安装有上切断阀11、下切断阀12；其上、下切断阀外连的上下平衡管线10上连接一个管线，其管线上安装有煤粉缓冲管与锁斗压差测量仪表19。
16.实施例4、本发明的应用方法：当判断下料时煤粉锁斗设备发生“架桥”现象后，顺控程序跳转先执行“上顶破桥”程序，视破桥效果选择执行“下压破桥”程序；每次“破桥”程序执行完毕后会判断是否“破桥”成功，成功则直接转回正常下料程序，不再执行后续“破桥”程序；若一次“破桥”操作不成功，则破桥压差在原设定基础上自动增加50kpa，进行第二次“上顶破桥”；程序设定有“上顶破桥”最多执行次数，达到上限后依旧无法“破桥”成功，则发送报警转为手动操作，由操作员判断，转为执行“下压破桥”程序或手动操作；根据装置负荷能力和设备设计参数，设有“上顶破桥”次数高限保护和“破桥压差”高限保护，程序设有初始“上顶破桥”次数和初始“破桥压差”，工艺可根据运行情况修改“上顶破桥”次数和“破桥压差”设定值。
17.实施例5、煤粉锁斗1正常下料计时超时或通过设置操作员触发“上顶破桥”按钮，可触发“上顶破桥”自动程序启动；具体由正常锁斗下料程序进入“上顶破桥”的自动程序设
计：条件1，正常煤粉锁斗1下料计时已到，未监测到锁斗低料位检测开关17，则自动进入“上顶破桥”程序；条件2，正常煤粉锁斗1下料计时未到，未监测到锁斗低料位检测开关17，操作员通过触发“上顶破桥”按钮，进入“上顶破桥”程序。条件1与条件2任意满足即可进入“上顶破桥”的自动程序。
18.实施例6、执行“上顶破桥”顺控的程序设计：第一步，程序关闭锁斗放料上切断阀15和平衡管线的上切断阀11；第二步，待检测到锁斗放料上切断阀15和平衡管线的上切断阀11关闭后，程序打开锁斗泄压切断阀13；待监测到锁斗泄压切断阀13打开后，程序给定锁斗泄压调节阀14一定初始阀位x%，开启锁斗泄压调节阀14并投自动，设定值为破桥压差；第三步，监测煤粉缓冲罐与锁斗压差测量仪表19＞破桥压差设定值后，程序关闭锁斗泄压切断阀13与锁斗泄压调节阀14；第四步，监测到锁斗泄压切断阀13关闭后，程序打开锁斗放料上切断阀15和平衡管线的上切断阀11，并启动“下压破桥下料计时器”；第五步，条件1：期间若监测到锁斗低料位检测开关17触发，则代表破桥成功，跳出破桥程序；条件2：若破桥下料计时完成，并且“破桥计数”＜2，同时未触发锁斗低料位检测开关17，则“破桥计数”增加1，同时将破桥压差增加50kpa，复位“下压破桥下料计时器”后，跳回破桥第一步再次执行；条件3：若破桥下料计时完成，并且“破桥计数”≥2，同时未触发锁斗低料位检测开关17，则发送报警，待操作人员手动处理，可继续执行“上顶破桥”或转为“下压破桥”。
19.实施例7、给定锁斗泄压调节阀14一定初始阀位x%，可根据阀门特性和锁斗大小，进行修改；破桥压差=破桥初次压差 （破桥次数*压差增加值）；破桥初次压差（默认100kpa）及压差增加值（默认50kpa），均可由工艺人员进行修改，并根据设备安全性对破桥压差进行上限保护限制；执行自动破桥的次数上限可修改，但需考虑程序执行周期和下游设备料位；跳出“上顶破桥”顺控后，需复位“泄压破桥下料计时器”，重置“破桥计数”计数器为0。