حالة التطبيق لجهاز التشتيت عالية السرعة ومستحلبات عالية القطع
في عملية إنتاج المنتجات السائلة وشبه الصلبة ذات الخصائص متعددة المكونات و عالية اللزوجةيلعب مزيج من المذيبات عالية السرعة والمستحلبات عالية القطع دورًا حاسمًا في ضمان توحيد المواد، الجودة الدقيقة واستقرار المنتج. إن منشأة الإنتاج التي تعمل في معالجة المواد المختلطة المعقدة واجهت في وقت سابق اختناقات مستمرة في تشتت المواد وتحليلها.مما أدى إلى عدم استقرار جودة المنتج وانخفاض كفاءة الإنتاجبعد إدخال نظام مشترك من المنثرات عالية السرعة والمستحلبات عالية القطع ، حلّت المنشأة هذه المشاكل بنجاح.تحقيق تحسينات كبيرة في أداء الإنتاج وتوافق المنتج.
الخلفية والتحديات الحالية
وتقوم المنشأة بشكل رئيسي بمعالجة المواد المختلطة التي تحتوي على مسحوقات صلبة، المراحل النفطية والمراحل المائية، مع متطلبات طاقة الإنتاج اليومية من 180 إلى 250 طن.خط الإنتاج يعمل بثلاثة نوباتقبل تحديث المعدات ، اعتمدت المنشأة على جهاز خلط تقليدي واحد لإكمال كل من عمليات التشتت والمستحلبة ،مما أدى إلى مشاكل بارزة التالية:
- عدم كفاية تأثير التشتت الصلب السائل: لم تتمكن معدات الخلط التقليدية من تقسيم جزيئات مسحوق صلب متجمّع (حجم الجسيمات الأولية 50-100 ميكرو مترا) في نظام المواد بفعالية.بقي عدد كبير من التجمعات الدقيقة، مما يؤدي إلى تكوين المواد غير متساوية. أثناء المعالجة اللاحقة هذه التجمعات من شأنها أن تسبب انسدادات في خطوط الأنابيب والفوهات،مما يؤدي إلى إيقاف الإنتاج غير المخطط له 2-3 مرات في الأسبوع في المتوسط.
- ضعف استقرار المحلبة: المعدات تفتقر إلى قوة القطع الكافية لتحقيق الاندماج الكامل بين مراحل النفط والماء.غالبًا ما أظهر المنتج النهائي ظاهرة التطبيع أو التخلص من المواد بعد 15-20 يوم من التخزين، مع معدل فصل النفط والماء يصل إلى 12-15٪، وهذا لم يؤثر فقط على قابلية استخدام المنتج ولكن أيضا زاد من تكلفة إعادة المعالجة والتخلص من النفايات،مع معدل مؤهل المنتج الذي يحتفظ به فقط في 82-85%.
- كفاءة الإنتاج المنخفضة واستهلاك الطاقة العالي: بسبب ضعف تأثير معالجة المعدات الفردية، كل دفعة من المواد تتطلب مزج متكرر وتحلية لمدة 40-50 دقيقة بالكاد تلبية متطلبات الجودة الأساسية.المعدات تعمل في طاقة عالية ثابتة لفترة طويلة، مما أدى إلى ارتفاع استهلاك الطاقة للوحدة. بلغ متوسط استهلاك الكهرباء اليومي 320 كيلوواط في الساعة، وكانت تواتر صيانة المعدات مرتفعة، مع متوسط معدل توفر 80٪ فقط.
- تقلبات كبيرة في الجودة من دفعة إلى أخرى: المعدات التقليدية تفتقر إلى التحكم الدقيق في سرعة التشتت، وقت التحلية وقوة القطع.التوحيد) والمؤشرات الفيزيائية والكيميائية، توزيع حجم الجسيمات) من المنتجات من دفعات مختلفة أظهرت اختلافات واضحة.هذا جعل من الصعب على المنشأة إنشاء عمليات إنتاج مستقرة وتلبية متطلبات الجودة المتسقة للتطبيقات في الأسفل.
إعداد المعدات وخطة تحسين العمليات
لمعالجة المشكلات المذكورة أعلاه، قامت المنشأة بتحسين عملية الإنتاج وإدخال نظام معالجة مجتمعة تتكون من المنثرات عالية السرعة والمستحلبات عالية القطع.تشكل طريقة معالجة متكاملة "مسبق التشتت - التبخير العميق - الخلط المستقر"التكوين الرئيسي للمعدات و تدابير تحسين العمليات هي كما يلي:
1تكوين رئيسي لجهاز التشتيت السريع
يتم تجهيز الموزع عالي السرعة المختار بشريحة تشتت من نوع التوربين قطرها 200 مم ، مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L.يمكن ضبط سرعة التشتت بدون خطوات في نطاق 800-3000 دورة في الدقيقة من خلال التحكم في تحويل التردد، وتولد سرعة خطية أقصاها 28 م/ث. المعدات مجهزة بآلية رفع يمكنها ضبط ارتفاع قرص التشتت ضمن 300-800 ملم،التكيف مع مستويات المواد المختلفة في خزان الخلط (حجم 5000 لتر)بالإضافة إلى ذلك،يتم تجهيز الموزع بجهاز مراقبة عزم الدوران الذي يمكن أن يعدل سرعة التشغيل تلقائيًا وفقًا لتغير المقاومة للمواد أثناء عملية التوزيع، لتجنب الحمل الزائد وضمان التشغيل المستقر.
2التكوين الرئيسي للمستحلبات عالية القطع
يستخدم المستحلب ذو القطع العالي المتطابق بنية ستاتور-روتور بأربع مراحل مع فجوة القطع من 0.08 إلى 0.2 مم. يمكن ضبط سرعة الدوار باستمرار بين 3000 إلى 12000 دورة في الدقيقة ،مع معدل التقطيع يصل إلى 75000 s−1يتم تثبيت المعدات في الجزء السفلي من خزان الخلط ، لتحقيق المحلبة المستمرة للمواد.وهي مجهزة بجهاز تحكم درجة الحرارة الذي يمكن أن يتحكم في درجة حرارة المواد أثناء التحلية في نطاق 25-80 درجة مئوية، مع دقة تقلب درجة الحرارة من ± 1 °C، وتجنب فقدان المكونات الفعالة أو تدهور المواد الناجمة عن ارتفاع الحرارة المفرط خلال القص بسرعة عالية.
3تدابير تحسين العمليات
تم تعديل عملية المعالجة المبدئية ذات الخطوة الواحدة إلى عملية مجتمعة من ثلاث خطوات ، مما أدى إلى تحقيق تقسيم عقلاني للعمل بين نوعين من المعدات:
- مرحلة ما قبل التشتت: أولاً، أضف مواد في مرحلة الماء إلى خزان الخلط، وابدأ في التفريغ عالي السرعة، وتعديل السرعة إلى 2000-2500 دورة في الدقيقة. ثم، أضف ببطء مواد مسحوق صلبة إلى الخزان أثناء التحريك،و نفذ التشتت المسبق لمدة 10-15 دقيقةهذه العملية يمكن أن تحطم بسرعة التجمعات الكبيرة من الجسيمات الصلبة وتشتتهم بالتساوي في المرحلة المائية، مما يقلل من عبء المعالجة المستحلبة اللاحقة.
- مرحلة التحلية العميقة: بعد الانتهاء من التشتت المسبق ، أضف مواد مرحلة النفط إلى خزان الخلط ، شغل المستحلب ذو القطع العالي مع الحفاظ على تشغيل المشتت ذو السرعة العالية.ضبط سرعة التشتت إلى 1200-1500 دورة / دقيقة وسرعة المحلب إلى 8000-10000 دورة / دقيقة، ويقومون بمعالجة مجتمعة لمدة 15-20 دقيقة. يضمن التفريغ عالي السرعة التكافل الكلي للمواد ،بينما المستنقق ذو القطع العالي يولد قوة قطع قوية لتحقيق الاندماج الكامل للفصول النفطية والمياه وتحطيم الجزيئات الدقيقة إلى الحجم المطلوب.
- مرحلة خلط ثابتة: بعد المحلبة ، خفض سرعة المحلبة عالية القطع إلى 3000-4000 دورة في الدقيقة وسرعة المنثر عالية السرعة إلى 800-1000 دورة في الدقيقة ، وإجراء خلط مستقر منخفض السرعة لمدة 5-8 دقائق.هذه العملية تلغي الإجهاد الداخلي لنظام المواد، وتثبيت هيكل المستحلب، وضمان استقرار تخزين المنتج النهائي على المدى الطويل.
تأثير التطبيق وتحليل البيانات
بعد ستة أشهر من التشغيل التجريبي وتحسين المعلمات، حقق النظام المشترك من المنثر ذو السرعة العالية والمستحلب ذو القطع العالي نتائج ملحوظة في تحسين جودة المنتج،تحسين كفاءة الإنتاج وخفض التكاليف التشغيليةمقارنة البيانات المحددة قبل وبعد ترقية المعدات هي كما يلي:
1تحسن كبير في جودة المنتج
تم تحسين توزيع حجم الجسيمات للمنتج النهائي بشكل ملحوظ. بعد التشتت المسبق بواسطة التشتت السريع، تم تحسين حجم الجسيمات بشكل ملحوظ.تم تقليل متوسط حجم الجسيمات من 50-100 ميكرومتر إلى 8-12 ميكرومتربعد مزيد من المحلبة بواسطة المحلبة عالية القطع ، تم التحكم في متوسط حجم الجسيمات النهائي للمنتج عند 1-3 ميكرو متراً ، وتم الحفاظ على مؤشر التشتت المتعدد (PDI) أقل من 0.2انخفض معدل فصل المنتج من الزيت والماء أثناء التخزين من 12 إلى 15٪ إلى أقل من 2٪ بعد 60 يومًا من التخزين ، وتحسن استقرار المنتج بشكل كبير.ارتفع معدل تأهيل المنتج من 82-85٪ إلى 99٪.2٪، مما يلغي أساسا تكلفة إعادة المعالجة والتخلص من النفايات.
2تحسن ملحوظ في كفاءة الإنتاج
اختصر وضع المعالجة المشتركة وقت معالجة دفعة واحدة من 40-50 دقيقة إلى 30-35 دقيقة وتحسنت كفاءة المعالجة بنحو 25٪.تم تقليل عدد الإغلاقات غير المخطط لها بسبب انسداد خطوط الأنابيب من 2-3 مرات في الأسبوع إلى 0-1 مرات في الشهرمع نفس القدرة الإنتاجية اليومية (180-250 طن) ، قامت المنشأة بتقليل وقت تشغيل كل نوبة بساعة واحدة.خفض تكاليف العمالة مع ضمان إتمام مهام الإنتاج في الوقت المحدد.
3خفض فعال في استهلاك الطاقة وتكاليف الصيانة
وظيفة التحكم في تحويل التردد من نوعين من المعدات أدركت ضبط التكيف للطاقة وفقا لمرحلة المعالجة.انخفض متوسط استهلاك الكهرباء اليومي لخط الإنتاج من 320 كيلوواط ساعة إلى 240 كيلوواط ساعة، انخفاض بنسبة 25٪، وتوفير 29،200 كيلوواط ساعة من الكهرباء سنويا.تقليل تواتر استبدال الأجزاء الضعيفةتم تخفيض تكلفة الصيانة الشهرية من 8000 يوان إلى 3500 يوان، وتم توفير تكلفة الصيانة السنوية بنحو 54000 يوان.
4استقرار نوعية اللعبة إلى اللعبة
نظام التحكم الدقيق للمعدات يدرك التحكم الدقيق في سرعة التشتت، وقت التبلبل، قوة القطع ودرجة الحرارة.معامل التباين (CV) لمؤشرات الجودة الرئيسية (السكوسية)، توزيع حجم الجسيمات) بين مجموعات مختلفة من المنتجات انخفضت من 18-22٪ إلى 3-5٪ ، وتحقيق اتساق مستقر في جودة المنتج.هذا لا يقتضي فقط متطلبات الجودة للتطبيقات في خط التداول، بل يوفر أيضًا أساسًا موثوقًا للمنشأة لتحسين عمليات الإنتاج وتحسين تنافسية المنتج.
تجربة رئيسية وملاحظات العملية
خلال عملية الطلبقام المرفق بإيجاز الخبرات الرئيسية التالية وملاحظات التشغيل لضمان التشغيل المستقر لنظام المعدات المشتركة وإعطاء كامل الاستفادة لأدائه:
- تسلسل إضافة المواد ومطابقة السرعة بين المنثر ذو السرعة العالية والمستحلب ذو القطع العالي أمر حاسم لتأثير المعالجة.من الضروري تجنب إضافة مواد مسحوق صلبة بسرعة كبيرة جداً أثناء التشتت السابق، وتأكد من أن المنثر يحافظ على سرعة كافية لمنع التجميع الثانوي للجزيئات.
- يجب التحقق بانتظام من حالة التآكل في قرص التفريغ في جهاز التفريغ عالي السرعة والمركز الدوار في المستحلب ذو القص العالي. عندما يتجاوز مقدار التآكل 0.5 ملم ،يجب استبدالها في الوقت المناسب لتجنب الحد من تأثير التشتت والمستحلبة.
- أثناء عملية التحلية، يجب التحكم بدقة في درجة حرارة المواد.يجب تقليل سرعة المحلب بشكل مناسب أو بدء تشغيل نظام التبريد لتجنب تدهور المواد الناجم عن ارتفاع الحرارة المفرط.
- إنشاء نظام صيانة معايير للمعدات، بما في ذلك التنظيف اليومي لسطحات المعدات وأجزاء الاتصال بالمادة، والفحص الشهري لمحولات التردد وأنظمة التحكم،واستبدال كل ربع من زيت التشحيم والأختاملضمان التشغيل المستقر للمعدات على المدى الطويل.
ملخص
وقد حل تطبيق النظام المشترك من المنثر السريع والمنحلب الكبير بشكل أساسي المشاكل القائمة منذ فترة طويلة من ضعف تأثير التشتت ، والمنحلبة غير المستقرةانخفاض كفاءة الإنتاج وتقلبات جودة كبيرة في عملية الإنتاج في المنشأةمن خلال تحسين العملية ومطابقة المعدات المعقولة ، أدرك النظام التكامل الفعال لوظائف التشتت والتمييز ،تحسين كبير في جودة المنتج وكفاءة الإنتاج، وخفض تكاليف التشغيل.
بالنسبة لسيناريوهات الإنتاج التي تنطوي على مواد مختلطة متعددة المكونات، يمكن أن يقدم الاستخدام المشترك للمذيبات عالية السرعة والمستحلبات عالية القطع الاستفادة الكاملة من مزاياها،تعويض القيود المفروضة على معدات فردية، وتشكل طريقة معالجة أكثر كفاءة واستقرارًا. من خلال التحسين المستمر لمعلمات العملية وتشغيل معدات موحدة وصيانتها ،يمكن لنظام المعدات المشتركة توفير دعم تقني موثوق به للتنمية المستدامة للمنشأة، تساعد المنشأة على تحسين القدرة التنافسية للإنتاج، والتكيف مع متطلبات الجودة المتزايدة الصرامة في السوق.
يجب أن تكون رسالتك بين 20-3000 حرف!