混装炸药车制药系统校准标定方案优化

袁伟智 薛占山 王旭 国能准能集团炸药厂

一、企业生产状况简介

国能准能集团炸药厂，是采用现场混装炸药车工艺生产的炸药生产企业，为黑岱沟露天矿和哈尔乌素露天煤矿供给所需各类爆破用炸药，其年生产能力为 14.5 万吨，包括每年最大生产铵油炸药11.5万吨、乳化炸药3万吨。

二、混装炸药车结构及优点介绍

混装炸药车分为两个部分：包括底盘部分、车载制药系统。底盘部分具有马力大，爬坡能力强的特点，而动力输出系统由传动轴，泵支架组成，它是整个系统运转的动力来源，其作用就是把发动机变速器的动力传递给螺旋马达、输出泵。

现场混 炸药车的特点：现场混装炸药车是将炸药的原料及半成品运输、爆破现场混制、装填为一体的设备。它具有以下优点：

1.相对安全。现场混装炸药车不运输成品炸药，料仓内盛装的是炸药的原料及半成品，这些原料及半成品在自动控制下按一定的比例在现场混制成炸药并装入炮孔，无须炸药库，无须储存环节，既节约了建库费用与保管费用，又无保管中的安全问题。

2.配方简单。该混装车所用的原材料来源广泛、价格相对低廉。

3.污染小。比TNT炸药对环境污染小，保证了工人的身体健康。

4.计量准确。计量误差小于2%。

5.自动化程度高。炸药原料匹配供给，装药速度、单孔装药量都在计算控制下自动进行。

6.装药效率高。使用泵输出装药的每分钟可装填200-280kg，使用螺旋输出装药的每分钟可装填400-450kg。是人工装药效率的数十倍。

7.现场混装炸药车取代了炸药加工厂。该车只需要一个与之配套的地面站（固定与移动均可）。地面站是炸药原料贮存与半成品加工的地方，地面站与炸药厂相比：占地面积小，建筑物简单，安全级别高，一次性投资少。

8.使用方便，不受时间、运输、库存量等因素的影响。

三、车载制药系统校准标定过程

校准标定流程及要求：校准标定前准备：车辆通过地磅系统称重；向外排出所要校准标定的物料；车辆通过地磅系统再称重；电子秤称量排出小组分物料，记录校准标定全过程数据；数据处理分析，得出结果，指导实际生产。按照混装炸药车操作规程要求，铵油炸药车每3个月进行一次校准标定，多功能炸药车每2个月进行一次校准标定。若有新工艺，新技术，新设备，新原材料发生变更时，在投入生产使用前必须及时校准标定。多孔粒状铵油炸药各组分输出量误差超过2%，应重新校准标定，铵油炸药车的重量和通过累计计数器得出的重量差额大于5%，特殊情况需追加校准标定。多功能混装炸药车在对有关监控系统（转速计、转子流量计、循环脉冲发生器等）或泵进行维修后，应重新校准标定其材料流量；校准标定后进行炸药试生产，如校准标定结果偏差较大，应再次校准标定。

工器具：硝酸铵颗粒回收上料漏斗，电子磅秤（100 kg精确到100 g），容量为500升的柴油临时储存槽（带输出泵），200升塑料桶 2 个，量程为 20——80 吨的地磅称重系统一套，电子秒表，校准标定记录原始，电脑一台。

校准标定前准备：校准标定人员穿戴好安全帽、防护眼镜、防砸鞋、防护手套、防静电工作服等劳动保护用品。混装炸药车行驶至硝酸铵上料塔储存罐底部，通过储存罐下方出口加入约料仓容积的三分之二，到原料储存点加注工艺用矿物油，乳胶基质，敏化剂等原材料。

标定校准方案一：

以现场混装炸药车500 kg/min的铵油炸药生产效率为基准，铵油炸药生产硝酸铵与矿物油比例为94%：6%，计算出每分钟所出的硝酸铵的量为470kg/min，通过调节制药系统罐设定值，启动硝酸铵主螺旋，斜螺旋、侧螺旋，使炸药车内的硝酸铵向外排出，排料3分钟，通过地磅系统称量炸药车排料前后的差，计算出3分钟平均排料，与470进行比较，误差控制在10kg之内视为合格。如果出料偏大，适当调小罐设定值，排料称量，出料偏小则将其调大。排料在470加减10时，再重复排料5次，记录硝酸铵排料主螺旋转速等各项标定数据。同样计算出矿物油的速率为30kg/min，调节矿物油泵出口开度，启动矿物油输出泵，将矿物油输出至200升的塑料桶内。排料3分钟，通过电子磅秤称出桶内重量与30进行比较。误差控制在1kg之内视为合格。出油量在30±1kg/min范围内，再继续重复排料5次，记录矿物油标定中流量等数据。硝酸铵标定时实际输出量与理论输出量的对比关系见图1。

图1 硝酸铵标定时实际输出量与理论输出量的对比关系

校准标定方案二：

重铵油炸药中矿物油的校准标定：调节矿物油泵出口开度，开始向200升的塑料桶内输出矿物油，输出时间为3分钟，通过电子磅称量所输出油的质量，记录质量及流量计等数据。以从小到大的不同开度，分别找出5个开度点，每次的输出时间都为3分钟，3分钟结束后称量所输出油的质量，得到5组不同的质量和流量计读数。这5组数据应符合以下要求：实际生产炸药时矿物油流量数据应在校准标定的最小流量数据与最大流量数据范围之内。

乳胶基质的校准标定：两台炸药车配合完成，受校准标定炸药车的乳胶基质输出管插入另一台炸药车的基质料仓上方入口处，这样可以将输出的乳胶基质直接回收到另一台炸药车制药系统中，受校准标定的炸药车停留在地磅上。依次从小到大调节罐设定5组参数值，每次启动基质泵向外输出基质，输出3分钟，通过地磅系统称量排料前后质量差，记录基质输出质量、乳胶基质泵流量等数据，共完成5组数据的采集。数据应符合以下要求：实际生产炸药时乳胶基质流量数据应在校准标定的最小流量数据与最大流量数据范围之内。

多孔硝酸铵的校准标定：将炸药车侧螺旋出口对准地面站上料塔漏斗，依次从小到大调节罐设定值，每次向外排硝酸铵2分钟，排料时稳定均匀时记录主螺旋的转速，每次排料结束，通过地磅称量排料前后的重量差，找出不同的五的标定点，真实记录校准标定全过程数据。多孔硝酸铵校准标定时主螺旋转速与装药效率的趋势如图2。

图2 多孔硝酸铵校准标定时主螺旋转速与装药效率的趋势图

数据处理得出结果：将所有车辆校准标定数据输入到车辆校准标定电脑软件中，校准标定软件会自动得出数据趋势图和混装炸药车主螺旋转速，柴油流量分布。再将数据打印出来，各台制药系统的指导性装药螺旋转速表放于该混装车上，供生产时参考使用。

两种方案对比分析

方案一针对目标生产效率，重复标定一个点，多次标定，直到找到目标出料速率的罐设定值，准确性高，理论依据充分；方案二，针对不同的生产效率范围，选取和生产实际相关的五个数据点，最小点选取在最小生产效率之下，最大点选取在最大理论生产效率之上，这五个校准选取点包括了该制药系统所有的生产效率。然后通过电脑软件绘制出数据图，理论上这五个点在一条直线上，而从现场实际校准标定中得出来的数据，绘制出趋势图稍有偏差，体现了一种总体趋势。方案二是在方案一的基础上，进一步优化升级，数据更加科学，具有整体说服力，更适合于实际生产中不同装药效率的装药模式。

四、结语

炸药产品质量合格和使用全过程安全是民爆企业永远不变的追求目标，现场混装炸药车生产炸药工艺科学，技术先进，较以前固定化、规模化生产炸药工艺，有着明显的优势。炸药产品质量配比是否合格，某种意义上不仅取决于车载制药系统各机械部分的整体配合程度，更决定于对车载制药系统的关键性校准标定环节。在传统化校准标定的基础上，进一步优化了校准标定方案，校准出来的装药数据适合同一制药系统的不同装药效率，缩短了从某一品种炸药到另一品种炸药转换的时间。随着5G通讯、信息大数据、智能化时代的到来，未来混装炸药车车载制药系统的智能化校准标定方法将更加科学化、系统化、完善化。