李洪标，毕中华，褚 磊

（大庆石化公司炼油厂，黑龙江大庆 163711）

新建石蜡成型机

李洪标，毕中华，褚 磊

（大庆石化公司炼油厂，黑龙江大庆 163711）

新建石蜡成型机结构、作用、特点，注蜡精度高，大幅度降低能源消耗。

石蜡；成型机；新工艺；注蜡

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.09.67

1 概述

石蜡连续成型机是将各种牌号液蜡冷却凝固成固体的设备，炼油厂用于生产 54#，56#，58#，60#，62#牌号的半精炼石蜡、全精炼石蜡、食品包装石蜡及食品用石蜡等固体石蜡。石蜡产品附加值较高，市场需求不断扩大，已成为炼油厂重要的效益增长点。近年来炼油厂生产的石蜡产品一直供不应求，因此迫切需要新增一套5万t/a石蜡蜡板成型生产线，以解决供应紧张问题，提高企业经济效益。

2 新建石蜡成型机结构形式及作用

新增的石蜡成型生产线工艺流程为：液蜡→换热→蜡罐→称重→注蜡→冷室→凝固→卸蜡→包装。其特点是注蜡精度要求高，采用新技术、新工艺，可大幅降低能耗。作为生产线的主要设备，石蜡连续成型机由机头部分、冷室部分、控制部分组成。

2.1 机头部分功能简介

机头部分主要由机头框架、驱动机构、换热系统、注蜡系统、卸蜡机构、输送器等组成。其中：①机头框架以14a槽钢为主体结构，前端柱体用10 mm钢板压制成型，各连接点使用螺栓固定。②驱动机构主要由主电机、减速机、链轮、主动轴、链条等组成，为成型机运作提供动力。③换热系统的作用是为来料蜡降温（降温至高于石蜡熔点8～12℃），为注蜡系统作前期准备。换热系统材质均为不锈钢，换热器为现在较为先进的钎焊式，换热效率高，节能效果明显。④注蜡系统是将液体石蜡按（5000±5）g的重量注入到蜡盘，为直接称重方式。⑤卸蜡机构是将冷室出来的蜡盘组翻转并脱模，主要由翻转装置、上顶轮、下压轮、帆布、接蜡板、检测装置等组成。接蜡板下设有6个检测装置，检测蜡板是否落下。⑥输送器将卸蜡机构脱膜的蜡块传送到与成型机配套的传送带上，主要由主动辊、从动辊、托辊、传送带减速电机等组成。输送器传送速度660 mm/s（可调）。

2.2 冷室部分功能简介

冷室部分主要由冷室、冷室框架、平移机构、拉紧机构、蒸发器、扩散器、导流板、隔板等组成，其作用主要如下：①冷室。是注入蜡盘的液蜡逐渐冷却的地方。冷室墙体与上盖采用100 mm厚阻燃的聚氨酯发泡成型，每块发泡板宽900 mm，设有凹凸面，承插安装。冷室设有3个门，前部2个，后部1个。②冷室框架是将蜡盘组按14层均匀分布，并经平移和拉紧装置传导蜡盘组。框架立柱采用14a槽钢制作，底部可调节高度。中部横梁采用14a槽钢制作，上部横梁采用100 mm×100 mm的H形钢制作，轨道采用90 mm×56 mm×6 mm角钢制作。③平移机构是将驱动机构输出的动力分布到各层，并将蜡盘组平稳的移至上一层轨道。链轮采用45#钢锻制，导轮采用45#铸钢。④拉紧机构是将该装置与平移机构之间的链条始终处于拉紧状态，同时通过拉力传感器检测链条的拉力值，并将蜡盘组平稳的移至上一层轨道。前后立柱采用160 mm×100 mm×10 mm制作，底部装有调节制作，拉紧架 采用14a槽钢制作，链轮采用45#钢锻制，导轮采用45#铸钢，滑杆采用20#冷拔杆，拉力传感器为1 t。⑤冷风机蒸发器是为液蜡冷却提供冷量，主要由上箱、中箱、下箱组成。上箱由离心风机、电机、轴、联轴器箱体等组成，箱体、箱板镀锌，风量25 000 m3/h，风压450 Pa，电机功率7.5 kW，风机是将蒸发器提供的冷量由冷室框架的上7层吹入，然后经下7层返回蒸发器，将与蜡盘组换热后的风重新冷却。⑥扩散器是将风机吹出的风扩散至上7层，为1.5镀锌板压制成型，用螺栓固定在风箱与冷室框架之间。⑦导风板是将扩散器出来的风按比例导入冷室框架内，用1.5 mm镀锌板压型并连接在框架上。⑧隔板将进风与回风分隔开，用2 mm镀锌板压型，上隔板放置在7与8层之间，下隔板放置在冷室框架的最底层。

2.3 控制部分功能简介

石蜡控制系统为分布式控制，由1个主站（S7 300 PLC）和2个分站（一个S7 300从站和一个ET 200M分站）构成。共设置2个控制柜、2个分站控制箱以及4个现场紧急停车按扭（图1）。

①动力驱动柜主要负责整个系统的配电和动力驱动，设有主电源空气断路器、各分级空气断路器、控制接触器、外部现场接线用端子排。所有低压器件采用施耐德产品，变频器选用西门子MICROMASTER 440系列产品。②主站设在PLC控制柜内，盘内设有外部现场接线用端子排，变送器输入端子排，隔离变压器、UPS电源、直流电源、继电器等。柜顶安装旋转警示灯，盘面设有故障消音灯钮。③操作台分站设置在操作台内，设有西门子WINCC工作站。操作台的主要功能是对系统进行操作，参数设置和显示系统运行状态。面板设有信号灯操作按扭，柜顶安装旋转警示灯，所有低压器件均为施耐德元件。④冷室分站设置在冷室外部。由于冷室内的14个链条拉力传感器和7个温度传感器位置相对比较集中，故在此单独设立一个PLC分站，通过PROFIBUS总线和主站PLC进行通信，将采集的拉力和温度信号传送到主站PLC进行处理，从而参与控制和显示。⑤石蜡现场设置4个紧急停车按钮盒，和PLC控制柜上的紧急停车按扭，以及操作台上的紧急停车按扭共同组成硬急停系统。当系统出现严重故障时，可人为按下并自锁（旋转解除），使整个生产线停止，然后由现场工程师进行处理。

图1 石蜡连续成型机控制系统构成

3 新工艺的特点

3.1 直接称重式注蜡

国内使用的石蜡成型机的注蜡方式主要有活塞式注蜡和流量计式注蜡2种，前者注蜡精度差，最佳状态只能保证4‰左右；后者注蜡精度比较高，能达到1‰，但对外在条件要求很高，一根头发丝就能将其卡住，需要经常维修清洗，且拆卸安装很麻烦。以上2种注蜡方式均通过体积计量，因而对温度变化、蜡质变化很敏感，需要经常称重复检。而新增生产线为直接称重的注蜡方式，精度能达到1‰，还有安装、维修方便、不受温度变化影响等优势，对原料蜡中的杂质要求低于以上2种方式。

3.2 钎焊式换热器

新工艺的换热器采用当前比较先进的钎焊式换热器，特点是换热效率高、体积小、节省能源。与管壳式换热器相比，钎焊式换热器的节能率在50%以上。

3.3 主电机功率下降

主电机功率7.5 kW，用电量是老式成型机（15 kW）的50%。

3.4 采用新式拉紧装置

老式成型机尾部拉紧装置常出现复位不到位的问题，原因是老式成型机有设计缺陷。而新方案是将拉紧点与主链条设置在同一中心线上，消除了横向应力，使该装置滑动自如。

3.5 控制部分

新成型机为全自动控制，控制系统在逻辑连锁和控制算法都比较完善，具有3个特点：①注蜡量的精确计量、控制，是本控制系统的核心，是对注蜡重量直接测量的控制方法，同时也是一种全新的专利技术。PLC通过编程对注蜡罐中的液态蜡残留等状况做有效补偿，确保注蜡重量平均误差在±1‰。注蜡量可通过操作台的WINCC工作站进行设定。②基于西门子WINCC的计算机控制系统，可最大限度满足石蜡连续成型机的工艺要求，同时有报警保护、显示功能，有运行可靠、稳定、操作维护简单方便等优点；还可对系统的运行状态（历史运行参数、报警信息等）进行自动归档，便于用户进行查询和对产品进行质量追踪。③系统留有PROFIBUS DP，Modbus，以太网通用接口，便于用户将石蜡连续成型机控制系统并入原有的DCS。④通过以太网接口接入外网，还可以享受远程诊断、维护、故障解除、版本升级等终身服务。

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〔编辑 吴建卿〕