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工业物联网(IIoT)技术助力炭黑行业的智能除尘
  • 企业:艾默生     行业:矿业     领域:物联网    
  • 点击数:1441     发布时间:2022-07-18 22:56:48
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针对炭黑厂面临粉尘测量的各方面挑战以及数字化转型的迫切需求,艾默生除尘器粉尘监测与漏袋定位解决方案很好地解决了厂商因老旧设备导致的效率低下、故障无法定位的问题,运用IIoT智能除尘技术完成对粉尘浓度的监测、定位、报警以及提供预测性防护,在工艺设计、运营成本、维护效率方面,提升了该厂在炭黑行业中的核心竞争力。

★ 艾默生流体控制与气动装置业务单元

作为全球共同追求的目标,可持续发展战略已成为工业制造的“必选项”。面对工业4.0时代日益激烈的竞争趋势,厂商面临环境政策、行业技术、人力成本、生产效率等方面的诸多挑战。艾默生作为广大工业制造商值得信任的合作伙伴,提供了丰富的流体控制与气动装置为企业推进数字化转型,以获得更可靠、更高效率与具有可持续性的生产运营保持行业优势。

1 项目背景

国内某炭黑厂在煤焦油制炭黑的生产过程中,寻求更高效的除尘器粉尘监测方案。

(1)客户痛点

· 因炭黑行业烟气特性(温度高、潮湿、易产生腐蚀性介质)与炭黑本身特性(导电性和附着性),传统收集与测量方式维护成本高且不易安装;

· 收尘器布袋数量众多,对布袋工作状态无在线监测手段,故障无法实现定位报警,发生泄漏时不能及时监测、定位、报警,无法提供预维护信息;

· 脉冲清灰方式效率低,频次高,损害滤袋寿命;

· 生产、运营成本高,响应“节能减排”理念困难;

· 无法实现数据可视化管理。

(2)客户需求

· 寻找适用于严苛工况的除尘设备(耐温、耐腐蚀);

· 需要对粉尘浓度敏感的检测工具;

· 能够在线查看除尘器状态,及时定位、预警;

· 安全可靠、运营高效、方便维护、降低成本。

2 解决方案概述

在P152系列粉尘仪和用于DPT智能除尘控制系统的3D SCADA的共同协作下,利用加热反吹装置提供反吹风供气回路,确保粉尘浓度传感器可以在环境严苛的炭黑应用行业中准确测量,实时监测布袋工作状态,漏袋、破袋时定位到排,从而降低运维成本,减少停机时间,为客户降本增效。

(1)主滤袋器解决方案(如图1所示)

在除尘器总出口位置安装分体式,防爆型探针;因为过来的烟气湿度大,易附着,加装热风反吹装置。

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图1 主滤袋器解决方案示意图

(2)废气滤袋器解决方案(如图2所示)

在每个仓室安装粉尘探针,如果是在线清灰方式,可以直接定位每个脉冲阀对应的那排布袋的工作状态;如果离线清灰,先定位到仓,再定位到排。

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图2 废气滤袋器解决方案示意图

3 解决方案组成

(1) P152粉尘传感器包括一个标准电子模块和粉尘探针,其可靠性和功能堪称同类产品的标杆。作为一种先进仪器,它是第一款具备自检功能和卓越性能的交流电感耦合型的粉尘传感器。

完全绝缘的探针能可靠探测到潮湿、腐蚀性以及绝大多数导电粉尘。精密的电子模块和先进的信号处理功能使其在严苛环境应用中也能确保精确测量和卓越的线性输出,产品性能远超同类竞品。

高温和振动都不会降低传感器的精度或缩短其寿命。该传感器的控制单元实现回路供电以及本安功能,可安装于各种过去难以触及的除尘过程监测点。

(2)用于DPT智能除尘控制系统的3D SCADA系统(如图3所示)

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图3 用于DPT智能除尘控制系统的3D SCADA系统界面

实现“数据可视化”的关键角色。配套使用3DSCADA系统,操作人员可在系统内设置对应的报警值,利用人机界面获得除尘器的实时状态与相关运行数据(粉尘浓度、颗粒物排放信息、差压、耗气量等),当系统监测到仓室中粉尘浓度发生异常时,SCADA系统依靠内置分析逻辑进行漏袋定位,并及时报警,生成预防性维护信息,进而反馈给操作人员,协助其做出合理的执行决策。

(3)漏袋定位分析与预测性维护(如图4所示)

可视化的粉尘仪表监测系统,对环保标准线,基线浓度以及高低峰值警报线都设有了直观的数值监测界面。

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图4 除尘器运行过程中,SCADA内置的分析逻辑可判断除尘器哪排布袋有问题

用于DPT智能除尘控制系统的3D SCADA系统特点:

· 打破除尘器物理分布相对分散对集中管理的挑战;

· 拥有经行业认证的主流通讯接口;

· 强大的分析、计算、生成图表能力,同时可记录除尘器历史数据;

· 丰富的3D元素,颇具科技感的UI设计;

· 可通过HTML网页端或智能手机或平板APP获取预警推送,并允许进行查看、交互、执行等远程访问。

4 案例意义概述

针对炭黑厂面临粉尘测量的各方面挑战以及数字化转型的迫切需求,艾默生除尘器粉尘监测与漏袋定位解决方案很好地解决了厂商因老旧设备导致的效率低下、故障无法定位的问题,运用IIoT智能除尘技术完成对粉尘浓度的监测、定位、报警以及提供预测性防护,在工艺设计、运营成本、维护效率方面,提升了该厂在炭黑行业中的核心竞争力。

艾默生为未来工业发展而时刻准备着,致力于通过IIoT技术优化生产线,为企业的高效、可靠生产开拓更广阔的空间,释放巨大潜能。

精彩对话

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艾默生流体控制与气动装置业务单元中国区销售副总裁王丽军

自动化博览:您感受到物联网领域自动化市场正在发生着哪些变化,呈现出哪些特点?

王丽军:工业4.0概念的提出无疑加速了物联网技术在工业领域的应用与发展。而“十四五”规划中对数字经济的战略规划也充分展示了中国政府全面推进数字化转型的决心。想要打造“高精尖”的中国“智”造,生产制造企业就需要对当下的生产运营方式进行改革,升级后的智能化运营方式有助于提升厂商在国内外市场的竞争力。同时我们也能够明显看到企业对生产运营的诉求从传统的追求单一利润逐渐变化为兼顾能源使用率、能源排放、生产成本以及经济效益的多层面关注。工业物联网带来的便捷性和灵活性,让越来越多的企业获益并迫切需要扩大其应用范围,尤其是在当前的疫情之下,企业能否通过IIoT实现远程和移动作业变得十分关键,这也同时使得技术的提供商拥有更大的动力对物联网功能进行开发,因此无论是技术的使用者还是提供者都非常愿意对IIoT进行更大的投入,从而使得这个IIoT更加健康地发展。

自动化博览:您认为当前物联网最具发展潜力的领域有哪些?艾默生对于在物联网领域的未来发展,将有哪些战略布局?

王丽军:在实现工业可持续发展的道路上,绿色低碳是关键目标,鉴于制造商们在产量、成本、能耗、可靠性方面的高度需求以及政府相关政策扶持下,物联网技术在工业、医疗、新能源开发等方面的发展潜力不可小觑。随着物联网空间的进一步开拓,对智能化的技术革新与设备稳定性要求更高,艾默生致力于工业自动化多年,拥有强大的数据测量、采集、传输、控制、分析能力,针对未来的物联网发展趋势,艾默生智能化解决方案根据行业之间的不同特性,通过IIoT技术获取过程与设备的关键参数,监控机器运转状态,优化生产线,为操作人员做出科学、合理、有价值的决策提供可行性洞见,从而释放更多生产潜能,大幅度提高效率。

自动化博览:艾默生针对物联网应用,未来在产品、技术创新上有何规划?

王丽军:艾默生的IIoT解决方案不仅覆盖流程行业,也包括了混合和离散行业,我们的核心优势也从数据的传感扩展到了边缘计算、数据分析,以及数据的云存储与管理。未来我们将在进一步扩大数据感知范围的同时,对软件及上层应用进行力度更大的投入。

市场挑战与日俱增,艾默生希望在继承传统优良工业技术的前提下,不断创新,为绿色经济献上自己的一份力,寻找智能化技术与实体经济的融合点,在生产模型的选择与开发上更贴近客户需求;在IIoT的服务上不断提升效率,提高兼容性;在数据追踪和安全管理方面,加强可靠性与操作性,严格把控并逐一落实IIoT解决方案的每一步细节。在未来的日子里,艾默生将继续全球化与本地化策略同步进行,以优质的智能解决方案和创新技术助力行业客户成为数字化转型的“先行者”和行业“引领者”,以高度灵活性助力工业制造早日达成“碳中和”目标。

摘自《自动化博览》2022年6月刊

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