浅谈压力传感器在煤气管道的应用

凌光荣

（佛山欧神诺陶瓷有限公司，佛山 528000）

1 前言

在高新科技自动化飞跃发展的今天，对于陶瓷产品制造行业，机电一体自动化的应用已经非常普遍。由于部份机械设备过于陈旧，或在设计安装后的使用过程中，使用者的要求越来越高，使得有部分设备不能满足现有的生产要求，从而对产品加工造成的缺陷无法预见。因此，在加工生产过程中设备会对陶瓷砖坯造成一定的缺陷就在所难免了。如果不能把这种设备的不良动作改进，那么就会给我们的产品加工带来或多或少的缺陷，既增加了生产成本，又浪费了能源，更不能达到预期的需求。压力传感器在工业控制实践中是最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、石化、油井、管道等众多行业，因此对其进行了解及引用到所使用的设备上是非常有必要的。作为一名电气设备主管，有责任对公司在使用中有缺陷的设备进行良性的改进，对陶瓷产品在生产加工过程中因设备造成的缺陷进行排除，并根据科学的理论基础，充分利用公司现有的资源，对原煤气管道的稳压系统进行改进，确保生产做到低成本、低能耗、高精度、高效率。

2 原煤气管道供气压力生产中的一些问题

在原煤气管道控制系统的生产过程中，一级压力取决于煤气站供给管道的压力，二级车间的煤气管道压力，只能用于手动碟阀开度大小来控制压力。二级管道供气给烧成窑的压力时大时小不稳定，造成窑炉火焰大小长短不一。窑膛温度区域受控偏离设定值，温度不稳定，砖坯在烧成过程中不能有效地按照工艺单的曲线去落实，使得砖坯出窑半成品的缺陷增多，额外地增加了加工成本。一级煤气管道的压力波动直接影响到二级煤气管道的压力，使用人工调整碟阀控制二级压力的稳压，增加了劳动强度，也降低了设备的使用效率及可操作性。（手动操作如图1所示）。

3 分析煤气管道压力不稳定造成砖形缺陷原因及原控制系统的缺点

（1）半成品出窑的平整度是根据窑炉的温度控制调整的，当受控温度偏差过大时，是造成半成品变形缺陷的原因之一。

（2）煤气压力偏高或偏低，会直接导致温度时高时低，容易出现小白降级，也是造成半成品缺陷原因之一。

（3）管道燃气压力偏差过大时，会引起半成品在烧成过程中曲线不稳定，出窑后会造成滞后变形。

（4）煤气压力波动时，会造成煤气燃烧不完全及引起窑炉膛温度不稳定。燃烧不充分使产品达不到足够的机械强度（如抗折强度）。

综上几点分析可以看出，原控制系统所造成的缺陷是有一定依据的，严格控制辊道窑烧成区的温度是避免产品出现异常问题的关键。为了能实现二级煤气管道压力自动稳压的功能，使供给窑炉的煤气压力得到稳定，在原来的二级煤气管道上安装压力传感器，这样可以解决以上压力不稳定引起的砖形缺陷问题。所以有必要将原控制系统改造成为符合生产工艺的新控制系统。

4 具体的改进方法及原理

随着工业测控技术要求和自动化控制水平的提高，煤气管道燃气输送过程中，用压力传感器检测的反馈信号来控制管道的压力，会比较准确与平稳。该压力传感器是实现生产过程自动化控制和优化运行的前提条件，能够正确分析，实时处置因压力波动所带来的偏差。在现有的管道控制加装传感器控制，该装置由压力传感器检测二级管道内的煤气压力，反馈信号传送到压力显示控制表进行PID运算处理，由控制表执行控制电动执行器，电动执行器根据控制表给的信号打开或关闭阀门，这样达到二级管道压力稳压的目的。利用此控制系统来控制，相比其它传统的方式控制不但效果好、而且更加稳定可靠，价格也实惠，还能直接关系到生产的平安与稳定。这系统须注意以下几点：

（1）压力传感器主要集中在可靠性、稳定性和高精度三个方面，选用安装煤气管道压力传感器的需求体现在测量精度、快速响应、温度特性和静压特性、长期稳定性几个方面。

（2）在原管道的基础上安装压力传感器，其配套设备还需要以下配件：压力开关、电动执行器、压力显示仪表、中间继电器、汽动阀。

（3）煤气管道自动稳压系统，其工作中安全控制尤其重要，所以断电自动保护必须与管道联接。

（4）工作原理主要表现以下方式：首先启动控制电源电路，电磁阀得电打开气动安全主阀，然后气站管道一级供气给车间煤气主管道供气；在车间的供气系统中，设定给窑炉二级供气的压力值，当传感器检测到窑炉二级供气管道的压力时，反馈一个偏差信号给压力显示控制器。在压力显示控制器的运算下，输出信号控制电路中的中间继电器，由中间继电器的通断来驱动电动执行器。再由电动执行器的正转或反转打开阀门的大小来控制流量达到稳定压力的目的。当二级管道内压力超出管道的设定范围值时，报警器工作，提醒有关人员及时作出处理。如遇到突发停电事故，则控制电路电磁阀失电，气动阀自动关闭切断一级主煤气气路，同时打开放散阀排空，这样确保二级窑炉管道内的煤气压力安全，也排除了因停电时窑炉风机停机而引起的煤气在窑炉支管道内的事故隐患（自动控制如图3）。

5 改进后的实际应用

改进后的控制系统如下分配。

表1 配件清单

6 结论

通过此次对管道上稳压装置的的改进，对于煤气管道压力波动的问题得以解决，而且可以实现窑炉烧成的曲线稳定，提高了产品的优等率。

在我们的日常工作中，很多身边的事、周围的物都是不可忽视的。对于一些企业的设备，只要我们作出合理的改进，它将给我们带来一定的经济收益。这也告诉我们，无论我们在做什么事，我们都要多加思考问题，多问几个为什么。多对所思考的问题进行科学合理的分析，这样我们才能以低成本、低能耗、高精度、高效力的生产，为公司的发展打下坚实的基础。