输送操作单元（气液固）机械化、自动化设计指导方案.docx

输送操作单元（气体、液体、固体输送）机械化、自动化设计指导方案目录1物料形态12输送形式12.1气体输送形式12.2液体输送形式12.3固体输送形式12. 3.1机械输送23. 3.2气力输送23输送操作方式23.1气体输送操作方式23. 2液体输送操作方式33. 3固体输送操作方式33. 3.1原料（产品）的入库33. 3.2原料（产品）出库34. 3.3小批次及特殊物料的入库和出库44机械化、自动化操作要求44.1气体输送系统44. 2液体输送系统44. 3固体输送系统55. 4其他65集中控制的要求65.1 气体输送控制要求66. 2液体输送控制要求67. 3固体输送控制要求65.3.1原料（产品）入库65.3.2原料（产品）出库76典型输送单元设计方案86.1 某企业硅粉输送“机械化换人、自动化减人”设计方案81. 1.1大块物料由原料产品库输送至原料料仓86. 1.2粉碎筛分系统87. 1.3硅粉装车91物料形态在化工生产过程中，经常需要将原材料、中间体、产品以及副产品和废弃物等各种物料从一个地方输送到另一个地方（XX从前一工序输往后一工序，或由一个车间输往另一个车间，以及输往储运地点），这些输送过程就是物料输送。根据所输送的物料形态不同，物料输送过程可分为气体、液体和固体物料输送。2输送形式2.1 气体输送形式气体物料的输送采用压缩机和管道输送，有往复式压缩机、离心式压缩机、旋转式压缩机、真空泵等几类。2.2 液体输送形式液态物料一般采用泵和管道输送，高处物料也可借助位能由高处流到低处。化工生产中的液体物料种类繁多、性质各异（例如高粘性溶液、悬浮液、腐蚀性溶液等），且温度、压强又有高低之分，因此，所需要泵的种类较多，根据结构不同通常可分为：往复泵、离心泵、旋转泵、流体作用泵等四类。2.3 固体输送形式固体物料通常有粉末状、颗粒状、大粒状、块状等形态，物料的形态不同则输送方式及设备也不尽相同。固体物料的输送方式主要有两种：一种是机械输送，利用机械运动来输送物料。另一种是气力输送（固体流态化），借助风力输送物料。231机械输送固体物料机械输送常用的设备有皮带输送机、管链输送（可连续输送各种粉体、颗粒状、小块状等散装物料，特有的环管密封结构对粉体无尘输送兼备环保供应，还减少了有毒有害物质与人体的直接接触。另布置灵活，可水平、垂直、倾斜、Z字型，节省空间）、螺旋输送器、刮板输送机、链斗输送机、斗式提升机。2.3.2气力输送气力输送系统根据物料具体情况可选择正压气力输送（该方式常适用于较长的输送管线距离及精细的、颗粒状的、磨蚀性和非磨蚀性的及其它难于输送的物料，如PVC粉、三元材料、纳米碳酸钙、弹性橡胶、面粉、糖醇、白糖、奶粉、吸水树脂、锂电原材料等），可根据物料危险性选择空气或氮气作为气源；负压气力输送（即点对点的输送，如车间除尘、原材料存储输送等，负压输送可以有效的收集材料，物料不会进入大气，这对于环境有影响的物料输送是非常适合的。由于真空的影响，物料的距离比正压输送的距离短）；物料自动输送过程一是解决了物料不规则堆放的大量占地问题；二是解决了备料投料过程人与大量物料接触的问题，优化了车间粉尘环境；三是大大减少了操作人员数量，实现了一人操作即可同步完成卸车、备料过程。3输送操作方式3.1 气体输送操作方式用动量输送设备（如：压缩机）或压差将物料从上一单元经管道及管件、阀门、流量计等设备输送到下一单元。3.2 液体输送操作方式用动量输送设备（如：泵）将物料从上一单元经管道及管件、阀门、流量计等设备输送到下一单元。3.3 固体输送操作方式固体可用溶剂预溶解的，应在溶剂溶解后，采用液体输送的操作方式3.3原料（产品）的入库（1）包装原料的入库用行吊（或其他提升设备）将物料吊至解包机处，物料经解包、螺旋输送机、管链输送机等机械输送（或气力输送）方式，经计量将原材料提升至料仓中备用。（2）散装原料的入库如散装电石经专用运输车运送至破碎车间，经铲车直接送至颗式破碎机进行粗破，然后通过皮带输送机，经除铁器除铁后送至颗式破碎机细破后获得粒度合格的电石，破碎后由皮带输送机输送到电石料仓备用。（3）产品的入库结晶或干燥后的固体物料经给料器、螺旋输送机、管链输送机等机械输送（或气力输送）方式，经计量将产品提升至包装料仓中准备包装。3.3.2原料（产品）出库（1）物料由原料料仓，通过给料器、螺旋输送机、管链输送机等机械输送（或气力输送）方式，经计量输送至车间计量料仓备用，根据反应需要，计量料仓通过机械输送（或气力输送）方式向反应器投料。（2）产品的出库见包装单元3.3.3小批次及特殊物料的入库和出库针对特殊的工艺物料，如特殊的易燃、易爆、有毒、有腐蚀性等介质，在原料储存及输送过程中存在诸多安全风险，应在基础设计阶段开展危险和可操作性分析（HAZoP）,及预先危险分析（PHA）或事故树分析（ETA）等定量定性风险评价方法，对整个输送过程的危险性进行分析。根据分析结果设置相应的机械化及自动化输送方式。固体物料的投料应当根据工艺安全要求设置密闭添加设施。4机械化、自动化操作要求4.1 气体输送系统主要由动量输送设备（风机、真空泵、压缩机等）、管道及管件、压力表、流量计、控制阀门等设备及集散控制系统（DCS）组成。动量输送设备，如风机、真空泵等采用远程自动启停、调节；压缩机通过远程控制变频、调节或远程自动启停（根据工艺要求）。本章节涉及的此类设备按此要求执行。压力表、流量计采用远传显示、报警、联锁、调节等。本章节涉及的此类仪表按此要求执行。控制阀门采用远程自动控制。本章节涉及的此类阀门按此要求执行。4.2 液体输送系统主要由动量输送设备（泵等）、管道及管件、液位计、压力表、流量计、控制阀门等设备及集散控制系统（DCS）组成。动量输送设备，如泵采用远程自动启停、调节，或者通过远程控制变频、调节。本章节涉及的此类设备按此要求执行。4.3 固体输送系统主要由动量输送设备（风机、管链输送机、皮带输送机等）、解包机、破碎机、给料器、管道及管件、料仓、物料分离器、除尘器、以及料位计、称重模块、压力表、控制阀门等设备及集散控制系统（DCS）或可编程逻辑控制器（PLC）组成。气动隔膜泵、螺旋输送机、管链输送机等采用远程自动启停、调节，破碎机采用远程自动启停，给料器/上料机采用远程自动启停，本章节涉及的此类设备按此要求执行。（1）动量输送设备：压缩机、真空泵、气动隔膜泵等用于产生气流，为整个输送过程提供能量；或者是螺旋输送机、管链输送机等机械输送设备为物料输送提供动力；（2）解包机/仓泵：用于缓存固体物料，为系统稳定供料；（3）破碎机：主要针对大小不一的块状物料进行破碎，常用破碎设备有粗碎机、中碎机、微粉机；（4）给料器/上料机：可使物料与空气混合并送入输料管的一种设备。给料器的结构是否合理，直接影响整个气力装置的输送量，工作稳定性和电耗的高低。（5）输送管：合理的布置、选择输料管及结构尺寸、可靠的静电接地,可避免管道系统堵塞或减少磨损，降低压力损失，对输送装置的生产率、能量消耗和使用可靠性等都有很大影响。（6）料仓/计量槽：主要用于固体物料的储存，常用的有筒仓；（7）物料分离器：可使被输送的物料从空气流中分离出来，常用的分离器有离心式分离器和容积式分离器。（8）除尘器：从分离器出来的气体含有5到40微米的粉尘，除尘器可除去其中的粉尘，防止污染空气和风机受到磨损。4.4 其他输送过程中如有人员现场操作，如：卸料、输送过程中阀门的开关切换、取料、投料等操作过程，应用机械化和自动化的手段来实现无人操作。5集中控制的要求5.1 气体输送控制要求由动量输送设备（压缩机等）、管道及管件、压力表、阀门等设施将气体物料由上一单元输送到下一单元，其中压缩机进口缓冲罐压力、旁路调节阀、压缩机变频控制器等参数远传至DCS系统，进行远程操作。5.2 液体输送控制要求由动量输送设备（泵等）、输送管道、压力表、流量计、自动阀门等设备将液体物料由上一单元输送到下一单元，其中泵出口的压力、流量，前后储罐液位及调节阀等参数远传至DCS系统，进行远程操作。5.3 固体输送控制要求531原料（产品）入库（1）包装原料的入库用提升设备将物料吊至解包机处，物料经解包、螺旋输送机、管链输送机等机械输送（或气力输送）方式，经计量将原材料提升至料仓中备用。其中螺旋输送机的电流、气力输送系统的压力、料仓顶部的料位计（或称重模块）远传至DCS系统或PLC系统。料位（重量）高高报警，联锁停机械输送（或气力输送）系统，或联锁切换阀门到其他空料仓。（2）散装原料的入库块状运送至破碎车间，经铲车直接送至颗式破碎机进行粗破，然后通过皮带输送机，经除铁器除铁后送至颗式破碎机细破后获得粒度合格的电石，破碎后由皮带输送机输送到料仓备用。其中破碎机、皮带输送机的电流、料仓顶部的料位计（或称重模块）远传至DCS系统或PLC系统。料位（重量）高高报警，联锁停机械输送（或气力输送）系统，或联锁切换阀门到其他空料仓。（3）产品的入库结晶或干燥后的固体物料经给料器、螺旋输送机、管链输送机等机械输送（或气力输送）方式，经计量将产品提升至包装料仓中准备包装。其中螺旋输送机的电流、气力输送系统的压力、料仓顶部的料位计（或称重模块）远传至DCS系统或PLC系统。料位（重量）高高报警，联锁停机械输送（或气力输送）系统，或联锁切换阀门到其他空料仓。532原料（产品）出库（1）原料出库物料由原料料仓，通过给料器、螺旋输送机、管链输送机等机械输送（或气力输送）方式，经计量输送至车间计量料仓备用，根据反应需要，计量料仓通过机械输送（或气力输送）方式向反应器投料。其中螺旋输送机的电流、气力输送系统的压力、料仓顶部的料位计（或称重模块）远传至DCS系统或PLC系统。料位（重量）高高报警，联锁停机械输送（或气力输送）系统，或联锁切换阀门到其他空料仓。（2）产品出库详见包装单元。6典型输送单元设计方案6.1 某企业硅粉输送“机械化换人、自动化减人”设计方案6.1.1 大块物料由原料产品库输送至原料料仓投料：通过行车将袋装硅块吊至给料器料仓中，经带式输送机输送到上料仓，开启自动卸料阀将硅块放入，粉尘经布袋除尘器处理后除尘灰全部回用。粗破：硅块由上料仓通过给料器进入破碎机将硅块破碎至20mm以内。上料过程及破碎过程产生粉尘，经除尘器收集处理，除尘灰送往硅粉仓（硅块经破碎后20mm以内的粒料落入一级斗提机）经管道除铁器除铁后进入硅块仓。除铁器串接于物料输送管道中，当物料流经该除铁器时，其中的铁磁性物质被吸附到管道除铁器的不锈钢管壁上，随永磁体的移动而逐渐向出铁口方向滑动，实现与物料分离。在出铁口处，因永磁体沿循环运动方向移开，铁磁性物质失去磁力吸引，在重力的作用下从出铁口排出,实现物料的自动除铁。6.1.2 粉碎筛分系统进入粉碎机粉碎前，从粉碎机进料口通入氮气，通过设置在二级斗提机上含氧量在线分析仪监控，将粉碎系统氮气置换合格，通过氮气管线调节阀维持整个系统压力。粗破后的碎料经给料器进入粉碎机，经高速旋转的合金刀片凌空冲击而粉碎，粉碎后的硅块落入二级斗提机进入摇摆筛进行筛分，其中粗粉经管道返回硅块仓硅块仓内进行二次粉碎，合格的硅粉经过螺旋输送机进入三级斗提机，送进硅粉仓。6.1.3 硅粉装车硅粉仓内通入氮气，保证螺旋输送机、散装机内氮气保护，运载汽车就位后，散装机采用半自动控制机构，使散装头下降，当散装头与汽车入灰口上部密合后，打开散装机抽尘风机，开启除尘器从螺旋输送机抽尘，再开启散装机上部给料器，开启硅粉仓底部卸料阀，开启螺旋输送机，硅粉通过螺旋输送机落入散装机中然后向运输车内落料，当达到设定值时，先关闭硅粉仓底部卸料阀，然后关闭螺旋输送机，关闭散装机上部给料器及运输车入灰口，最后自动提升散装头关闭除尘风机，完成一次装车过程。