自动控制不锈钢槽式循环密闭酸洗系统的制作方法

[0001]
本发明涉及钢管酸洗设备领域，特别是涉及一种自动控制不锈钢槽式循环密闭酸洗系统。


背景技术：

[0002]
利用酸溶液去除钢铁表面上的氧化皮和锈蚀物的方法称为酸洗，酸洗是电镀、搪瓷、轧制等工艺的前处理或中间处理流程。
[0003]
无缝钢管在生产过程中需要利用酸洗设备除去钢管表面的氧化物薄膜，酸洗过程中酸洗液与钢管发生反应会释放出大量的酸性气体，这些酸洗气体如果不进行处理会威胁工人的身体健康，现有的酸洗设备虽然有气体收集装置，但收集效果较差，而且只是将气体进行收集，并没有及时进行处理，部分气体在收集装置中会发生泄漏，从而使劳动条件恶化，酸洗液在使用一段时间后其浓度会下降，达不到酸洗要求，现有的酸洗设备缺乏废液回收利用的装置，浓度低的酸洗液如果不能回收利用不但会浪费资源，而且还会对环境造成影响，降低了酸洗设备的实用性。


技术实现要素：

[0004]
本发明主要解决的技术问题是提供一种自动控制不锈钢槽式循环密闭酸洗系统，能够自动化程度高，减少人工操作，能有效吸收酸洗过程中产生的酸雾，降低对环境的影响。
[0005]
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种自动控制不锈钢槽式循环密闭酸洗系统，包括循环酸洗装置、智能控制装置和酸洗吸收净化装置；所述循环酸洗装置包括用于酸洗不锈钢管的酸洗池和用于储存酸液的储酸池，所述储酸池与氢氟酸池和硝酸池连通用于添加酸液，所述酸洗池和储酸池之间连接有加热池，所述储酸池内的酸液通过变频电机驱动液压泵将酸液送入加热池加热后再进入酸洗池，所述酸洗池上设有通过液压装置打开或者关闭的盖体，所述盖体和酸洗池上具有酸雾出风口，所述所述酸雾出风口上设有用于调节酸雾出风口开口大小的阀门，所述出风口上侧设有盖板，盖板和出风口之间形成吸风空腔并通过酸洗吸收净化装置将酸雾吸出，所述酸洗槽内吊入不锈钢管后，液压泵启动，通过满功率输出最大流量酸洗液，当达到设置液位时，液位计发出信号，智能控制装置降低变频器的速度，使酸洗液在循环工况下运行；所述酸洗吸收净化装置包括变频风机、废气处理部和排气部，所述变频风机收集酸雾出风口排出酸雾，并且通过废气处理部经过酸碱中和后通过排气部排出，所述废气处理部包括废气处理箱，所述废气处理箱内部具有回收池，所述废气处理箱内部还连接有喷液管组，所述喷液管组通过碱液泵与碱液池连通，所述碱液池内的碱液通过碱液泵从喷液管中喷出与废气处理箱中的酸雾进行酸碱中和。所述智能控制装置实现动态显示酸雾净化、酸液循环和加热、酸洗槽盖体的实时位置、放酸阀的状态、吸风量、塔内ph数值、液位状态、排气ph示值等，酸洗液流量、加热温度及ph示值的工艺参数设定、实时监控、故障和超限报警。
[0006]
在本发明一个较佳实施例中，所述储酸池、加热池和液压泵通过进酸管将酸液输入酸洗池，所述酸洗池和储酸池之间还连接有出酸管，所述酸洗池内酸洗后的酸液通过出酸管回流至储酸池，所述加热装置内设有蒸汽型加热盘管，对酸液进行加热，使酸液控制在60℃
±
2.5℃范围内。
[0007]
在本发明一个较佳实施例中，所述酸洗池的右侧还设有快速排酸装置，所述酸洗池内的酸液通过快速排酸装置排放到储酸池内，所述酸洗槽的低液位进入酸液，高液位排出酸液。
[0008]
在本发明一个较佳实施例中，所述碱液池的酸碱浓度计的ph设定值为9-14，酸洗吸收净化装置启动前，先向碱液池中加入水，再加入碱液，当水酸碱浓度计的设定上限hp值时，碱液泵启动，喷淋灌注开始喷液。
[0009]
在本发明一个较佳实施例中，所述喷液管组包括在竖直方向上依次间隔设置的多个喷液管。
[0010]
在本发明一个较佳实施例中，所述碱液池的ph值低于9时，加液系统启动，补充碱液至ph设定的上限值。
[0011]
在本发明一个较佳实施例中，所述排气部的ph值浓度计的设定值为7，当排气的ph值高于设定值时，上位工控机自动控制变频风机的转速和碱液添加量。
[0012]
在本发明一个较佳实施例中，所述智能控制装置包括上位工控机，所述上位工控机的组态软件显示系统流程图、各规格管坯对应流程设定、实时监控和历史数据记录，所述上位工控机的plc可编程逻辑控制器通过变频电机来调节液压泵的转速以控制酸液吸入酸洗池的流量，所述智能控制装置通过压力执行元件控制酸洗槽内的压力以调节酸洗池内液面的高度。
[0013]
本发明的有益效果是：本发明自动控制不锈钢槽式循环密闭酸洗系统，能够自动化程度高，减少人工操作，能有效吸收酸洗过程中产生的酸雾，降低对环境的影响。
附图说明
[0014]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：图1是本发明自动控制不锈钢槽式循环密闭酸洗系统一较佳实施例的原理示意图；图2是循环酸洗装置的结构示意图；附图中各部件的标记如下：1、循环酸洗装置，11、酸洗池，12、储酸池，13、加热池，14、液压泵，15、盖体，16、液压装置，17、酸雾出风口，18、出酸管，19、加热管，21、进酸管，22、阀门，23、流量计，2、智能控制装置，24、变频电机，25、上位工控机，251、组态软件，252、plc可编程逻辑控制器，3、酸洗吸收净化装置，31、风机，32、吸气管，33、废气处理箱，34、喷液管组，35、回收池，36、碱液池，37、碱液泵，38、排气管，39、烟囱，4、氢氟酸池，5、硝酸池，6、快速排酸阀门，7、快速排酸管，8、塔台，9、楼梯。
具体实施方式
[0015]
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0016]
请参阅图1，一种自动控制不锈钢槽式循环密闭酸洗系统，包括循环酸洗装置1、智能控制装置2和酸洗吸收净化装置3；循环酸洗装置1包括用于酸洗不锈钢管的酸洗池11和用于储存酸液的储酸池12，酸洗池11和储酸池12之间连接有加热池13，储酸池12内的酸液通过变频电机20驱动液压泵14将酸液送入加热池13加热后再进入酸洗池11，酸液在加热池的加热管的作用下，被加热至60度左右，被加热的酸液被液压泵14吸收酸洗池11中，酸洗池11上设有通过液压装置16打开或者关闭的盖体15，盖体15和酸洗池11上具有酸雾出风口17；采用了液压控制的酸洗槽开关盖体，利用矢量变频器驱动电机及定量泵，实现酸洗槽盖体15的自动开关，极大地减少了人工劳动。利用流量流速可控的酸液循环系统，采用矢量变频器驱动电机及定量泵，取消了传统油路中的调速阀。以上位工控机给定信号来调整变频器的频率，从而控制液压泵的流量。
[0017]
智能控制装置2与变频电机20控制连接以控制酸液的进酸速度和进酸量；酸洗吸收净化3装置包括风机31、废气处理部32和排气部33，风机收集酸雾出风口17排出酸雾，并且通过废气处理部32经过酸碱中和后通过排气部33排出。碱浓度计上限设置到ph14，下限设置到ph9。酸雾净化处理装置工作前，加水电动阀门打开，到设置值时（液位开关）自动关闭阀门，添加液碱至净化塔内的ph值到14时（喷淋泵启动，使水和液碱充分混合），关闭加液碱系统；喷淋泵和变频风机启动才能按程序启动槽式循环酸洗系统。当ph值到设置值10时，电脑上显示屏上自动警示，同时报警器报警；当ph值达到9时，加液碱系统启动，补充碱液至上限值，当水位低于最低设置水位时，液位计发信加水阀门自动开启；定期打开排污阀排除酸雾净化塔内的饱和溶液到污水处理调和池内；排气部上的ph值浓度计的ph值设置7，当排气ph值超出设置示值时，自动调整引风变频电机的转速以及碱液添加量，保证排气筒内排出废气达到环保标准要求另外，储酸池12、加热池13和液压泵14通过进酸管21将酸液输入酸洗池11，酸洗池11和储酸池12之间还连接有出酸管18，酸洗池11内酸洗后的酸液通过出酸管18回流至储酸池12。储酸池12中的酸液再次由液压泵14经加热池13、进酸管21吸入酸洗池11，实现循环酸洗，节约资源。
[0018]
另外，酸洗池11的右侧还设有快速排酸装置19，酸洗池11内的酸液通过快速排酸装置19的快速排酸阀门6和快速排酸管7排放到储酸池12内。在酸洗完成后可将酸液迅速排放至储酸池12内。快捷排酸装置8设置有两个阀门，可防止酸液回流至酸洗池11内，引发更大污染。若有突发情况，也可将酸洗池11中的酸液通过快捷排酸装置19迅速排放到储酸池12内，防止酸液外流，使得突发情况恶化。酸洗池为25mm聚氯乙稀板拼接而成，内侧为板式结构，外侧设置间隔400～500mm十字加强筋。长度一般为15.5m、还有20.5m、25.5m等几种规格，槽宽度为1.2m，高度为1.6m。侧壁和底部均设置加强筋宽200mm，间隔400～500mm十字布置。在上部设置扁长型上下两条吸风口，上部外则加有盖板，形成吸风空腔，在下部外侧加
有调节阀门与吸风管道软管相联，酸洗槽外侧设置不锈钢钢结构，保证酸洗槽的整体刚性，槽与槽之间四周设置走台、护栏等防护设施。
[0019]
酸洗槽上整体式启闭装置，由整体式不锈钢结构盖体、翻转机构、液压系统、电气系统等组成。其中液压系统由泵、液压模块、叶片泵及电机、油箱、翻转液压缸等组成，其中液压模块由溢流阀、换向阀等执行元件组成，由电气对整个液压系统进行控制。整体式不锈钢钢结构盖体由不锈钢板、不锈钢管焊接的钢结构整体式结构件，具有一定刚性，保证盖体的启闭时不变形。翻转机构为绞连式结构，一端固定在酸洗槽侧壁，另一侧固定于盖体上由翻转液压缸实现开启。
[0020]
另外，酸雾出风口17为间隔均匀设置在盖体15上和酸洗池11侧面上，酸雾出风口17上设有用于调节酸雾出风口开口大小的阀门。在酸洗过程中，由于不同管坯长短不一，因此酸洗时产生酸雾的位置、浓度不同。通过阀门可以调节出风口的大小，使得酸雾能够全面、均匀地被吸收进酸雾吸收净化系统。
[0021]
酸洗池内上侧加有酸雾出风口，外侧与管道联接处加有阀门，从吸风管道侧到末端的分段式（间隔800～1000mm）风腔外侧均加有手动阀门，由人工按次序调整各段风门的开关量，使吸风管到酸洗槽末端的各分段内的吸风基本保持一致。
[0022]
另外，智能控制装置2包括上位工控机，上位工控机的组态软件显示系统流程图、各规格管坯对应流程设定、实时监控和历史数据记录，上位工控机的plc可编程逻辑控制器通过变频电机来调节液压泵的转速以控制酸液吸入酸洗池的流量，智能控制装置通过压力执行元件控制酸洗槽内的压力以调节酸洗池内液面的高度。plc可编程逻辑控制器与组态软件控制的智能控制系统，通过压力执行元件，可保证酸洗池内的压力，可随各种规格组距的变化，自动控制和调节酸洗槽内酸液的高度。上位工控机通过组态软件，实现动态显示系统流程图、各规格管坯对应流程设定、实时监控以及历史数据记录，plc可编程逻辑控制器具有实时流量控制监测及故障检测报警等功能，可以实时观测酸洗过程中所有控制信号、控制状态和报警信息。上位工控机可以通过plc可编程逻辑控制器设置对指定规格的管坯进行调整酸液流量控制的阀位开度，使酸液在酸洗槽内合理循环、管坯的酸洗满足标准要求。由plc可编程逻辑控制器组态和编程软件包在离线状态下完成，然后作为一个完整的文件用计算机的串行口下载到控制器中，实现失压、酸液流量控制检测以及故障检测报警等功能。通过压力执行元件，可保证酸洗槽内的压力，可随各种规格组距的变化，自动控制和调节酸洗槽内酸液的高度。整个控制系统可根据实际工况自动启闭。上位工控机和组态软件将全面动态地显示操作轧制过程的动态工艺流程中，实现失压、动态监测、故障检测、报警、故障诊断、系统维护等。
[0023]
酸洗循环、加热系统由储酸池、联接管道、耐酸泵和变频电机、加热装置、放酸电动阀门和管道系统组成。不锈钢管吊入酸洗槽内后，耐酸泵启动，通过满功率输出最大流量酸洗液，当达到设置液位时，液位计发信，通过变频器降低速度，使酸洗液在循环工况下运行。在输送管道上设置加热装置，为耐酸型聚氯乙稀桶式结构，内设置蒸汽型加热盘管，对酸液进行加热，系统上设置了温度传感器、电动阀门、电磁流量计等，使酸液控制在60℃
±
2.5℃范围内，另一侧回酸管路通过自流回到储酸洗液池内，酸洗槽内的酸洗液一侧低位进，另一侧高位出，保持持续流动，提高了酸洗效率。
[0024]
储酸池和酸洗槽的容量，新酸洗液配制时，设置相应容积的加水量，电动阀门打开
加水，根据酸洗工艺浓度要求，启动氢氟酸和硝酸加酸泵，通过流量计添加相应比例氢氟酸和硝酸，使在线ph计示值达到0时完成新酸添加操作。当在线ph计下限示值为3时，可手动或自动按比例完成氢氟酸和硝酸的添加。
[0025]
酸洗槽的底部有1％斜度，最低处设置快速排酸洗液电动阀门（工作时是关闭状态），当酸洗完成后，耐酸循环泵停止、电动放酸液阀门打开，所述酸洗槽内的酸洗液通过快速排酸装置排放到储酸池内。酸洗槽上盖板自动打开，吊出管子。
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智能控制系统包括上位工控机和组态软件，可实现动态显示酸雾净化、酸液循环和加热、酸洗槽盖体的实时位置、放酸阀的状态等显示系统流程图。吸风量、塔内ph数值、液位状态、排气ph示值等，酸洗液流量、加热温度及ph示值等的工艺参数设定、实时监控、故障和超限报警等，可根据各规格管坯对应流程设定、实时监控和历史数据记录。所述下位plc可编程逻辑控制器来满足各系统的模拟和数字控制，实现酸雾净化、各种参数控制检测以及超限和故障报警等功能。
[0027]
另外，废气处理部32包括废气处理箱34，废气处理箱34内部具有回收池35，废气处理箱34内部还连接有喷液管组36，喷液管组36通过碱液泵37与碱液池38连通，碱液池38内的碱液通过碱液泵37从喷液管36中喷出与废气处理箱34中的酸雾进行酸碱中和。
[0028]
另外，喷液管组36包括在竖直方向上依次间隔设置的多个喷液管。
[0029]
另外，风机31和排气部33之间依次设置有多个相互连通的废气处理箱34，酸洗池11排出的酸雾通过多个废气处理箱34进行多级酸碱中和反应后通过排气部排出。通过风机31将酸洗池12内部的酸雾抽出，利用连通管将酸雾通入第一废气处理箱34内，利用第一废气处理箱34内部的碱液与酸雾进行酸碱中和反应，反应生成的废液落入第一废气处理箱34底部的回收池35中，未完全反应的酸雾经过连通管进入第二废气处理箱34，再次与碱液进行反应，反应生成的废液落入第二废气处理箱34底部的回收池中，可以根据酸雾吸收效率合理设置数量不同的废气处理箱34，之后再将净化好的气体经过通入烟囱。该酸雾吸收净化系统极大地防止酸雾泄漏影响工人的身体健康，提高了酸洗设备的废气处理效果，增加了该酸洗设备的实用性。多次净化酸雾、达到节能减排效果的酸雾吸收净化系统，实现了对酸雾回收利用、环保排放，极大地防止酸雾泄漏影响工人的身体健康，提高了酸洗设备的废气处理效果，增加了该酸洗设备的实用性。
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区别于现有技术，本发明自动控制不锈钢槽式循环密闭酸洗系统，能够自动化程度高，减少人工操作，能有效吸收酸洗过程中产生的酸雾，降低对环境的影响。
[0031]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。