逆流洗盐器排盐系统及逆洗排盐控制方法
阅读说明：本技术 逆流洗盐器排盐系统及逆洗排盐控制方法 (Salt discharge system of counter-current salt washer and counter-current salt discharge control method ) 是由 夏俊超 李广林 张仂 赵淑芳 刘亚楠 于 2021-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明创造提供了一种逆流洗盐器排盐系统及逆洗排盐控制方法,逆流洗盐器排盐系统包括逆流洗盐器、为逆流洗盐器持续提供待洗盐浆的供料端、为逆流洗盐器提供逆流洗涤所需新卤的供卤端、用于排出逆流洗盐器已洗盐浆的排盐管道；逆流洗盐器设置有称重传感器,排盐管道设置有可与称重传感器连锁的自动阀门。本发明创造所述的逆流洗盐器排盐系统增加了可测量逆流洗盐器重量的称重传感器,并在排盐管道上设置与称重传感器连锁的自动阀门,通过称重传感器信号自动控制自动阀门开度的方式,实现逆流洗盐器排盐过程的自动控制。(The invention provides a salt discharge system of a counter-current salt washer and a counter-current salt discharge control method, wherein the salt discharge system of the counter-current salt washer comprises the counter-current salt washer, a material supply end which continuously provides salt slurry to be washed for the counter-current salt washer, a brine supply end which provides new brine required by counter-current washing for the counter-current salt washer, and a salt discharge pipeline which is used for discharging the washed salt slurry of the counter-current salt washer; the countercurrent salt scrubber is provided with a weighing sensor, and the salt discharge pipeline is provided with an automatic valve which can be interlocked with the weighing sensor. The salt discharge system of the countercurrent salt washer is additionally provided with the weighing sensor capable of measuring the weight of the countercurrent salt washer, the automatic valve linked with the weighing sensor is arranged on the salt discharge pipeline, and the automatic control of the salt discharge process of the countercurrent salt washer is realized in a mode that the opening of the automatic valve is automatically controlled by signals of the weighing sensor.)
技术领域
本发明创造属于粉碎洗涤盐生产领域，尤其是涉及一种逆流洗盐器排盐系统及逆洗排盐控制方法。
背景技术
粉碎洗涤盐是一种较为成熟的食用盐生产工艺，其中含有对辊粉碎机粉碎、搅拌洗涤、螺旋洗涤及逆流洗涤等多个工序。此工艺能保留日晒海盐的结晶颗粒及成分，成品颗粒大，口味丰富，更符合沿海地区居民食盐习惯。其中逆流洗涤为重要一个环节。所谓逆流洗涤，指的是所需被清洗的盐浆和清洗所用卤水成相反流向直接接触，卤水带走杂质，盐浆继续进入下一环节，完成此步骤清洗过程。此过程一般使用逆流洗盐器完成。但因逆流洗盐器中盐浆与卤水混合程度高，导致逆流洗盐器中料位状态判断困难，目前还是以操作经验丰富的工人人工判断的方式来处理。
面对目前粉洗盐生产工序中，工人现场操作参与度过高，自动化水平较低，生产运行状态极为考验操作人员经验的问题，建立可实现稳定运行的自动化控制系统，对粉洗盐行业具有重要意义。逆流洗涤工序作为粉碎洗涤盐生产流程中重要的一环，解决其自动控制问题，可对整体自控水平有质的提升。现在逆流洗涤环节排盐过程仍然依靠操作人员经验判断，如经验不足很可能导致整条生产线波动剧烈。因此对逆流洗盐器排盐自动化需求迫切，但尚未有关于逆流洗盐器排盐控制方法的报道。
发明内容
有鉴于此，为解决逆流洗涤排盐过程人工依赖度过高、自动化水平较低、生产运行状态极为考验操作人员经验的问题，本发明创造提出了一种逆流洗盐器排盐系统及逆洗排盐控制方法，实现了逆流洗盐器排盐自动化的可靠运行。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
逆流洗盐器排盐系统，包括逆流洗盐器、为所述逆流洗盐器持续提供待洗盐浆的供料端、为所述逆流洗盐器提供逆流洗涤所需新卤的供卤端、用于排出所述逆流洗盐器已洗盐浆的排盐管道；所述逆流洗盐器设置有称重传感器，所述排盐管道设置有可与所述称重传感器连锁的自动阀门。
进一步的，所述供料端包括通过管道依次连接的储罐一、盐浆泵、旋流器；所述旋流器的待洗盐浆出口端通过管道与所述逆流洗盐器的待洗盐浆进口端连接，所述旋流器的母液出口端通过管道与所述储罐一连接。
通过盐浆泵将储罐一中的盐浆打入旋流器中，经旋流器增稠后送入逆流洗盐器内，逆流洗盐器中进入的新卤与待洗盐浆逆流洗涤，洗涤后的盐浆经排盐管道排出；旋流器的母液通过旋流器的母液出口端回到储罐一，即回到前端工序循环使用。
进一步的，所述供卤端包括与所述逆流洗盐器的进卤口连接的供卤管道；所述逆流洗盐器的溢流口通过管道与所述储罐一连接。
供卤管道为逆流洗盐器提供逆流洗涤所需新卤；逆流洗盐器溢流液通过逆流洗盐器的溢流口流出回到储罐一，即回到前端工序循环使用。
进一步的，所述排盐管道的出口端与储罐二连接。
所述的逆流洗盐器排盐系统由手动和DCS或PLC控制系统控制。
采用所述的逆流洗盐器排盐系统的逆洗排盐控制方法，包括如下步骤：
步骤一、调试运行阶段：
S1、向逆流洗盐器中注入饱和卤水，由称重传感器测得逆流洗盐器满卤水重量G1；
S2、向逆流洗盐器中注入待洗盐浆，盐颗粒在逆流洗盐器内沉积，卤水由逆流洗盐器的溢流口流出；当盐颗粒堆积至最高限位后，由称重传感器测得逆流洗盐器满盐重量G2；
S3、将逆流洗盐器内的固液比记为β，将正常生产过程中，称重传感器测得逆流洗盐器的重量记为G3，则逆流洗盐器内的固液比β＝(G3-G1)/(G2-G1)，其中G1≤G3≤G2，G1＝G3时β＝0，G2＝G3时β＝100％；
S4、对逆流洗盐器排盐系统试运转，由人工调整确定逆流洗盐器排盐系统能长期稳定运行的固液比β1，由称重传感器测得逆流洗盐器此时重量G4，排盐管道上的自动阀门开度为γ1；
S5、关闭排盐管道上的自动阀门，调整系统初始状态，系统此时的固液比为β’，采用人工调整自动阀门开度，使β’能于可接受时间内平缓的调整至β1，记录此时自动阀门的开度γ’；调整不同β’，并分别测得对应的自动阀门开度γ’，形成固液比β与阀门开度γ对照表；
S6、根据所得固液比β与阀门开度γ对照表，求得回归方程，再将S3得到的固液比β计算公式带入，使得G3与阀门开度形成函数对应关系，记为γ＝f(G3)；
S7、得到G3与γ的函数关系后，在自动阀门与称重传感器连锁自控的情况下，G3于控制系统中通过函数γ＝f(G3)转变为阀门开度γ数据，并可据此控制自动阀门的开度；
步骤二、正式运行阶段：
S1、开车启动系统，此时自动阀门为关闭状态，称重传感器测得重量为G3；
S2、随着系统运转，G3逐渐增加，当G3＝G4时，打开自动阀门，开度为γ1；
S3、将称重传感器与自动阀门连锁，称重传感器测得的G3于控制系统中通过函数γ＝f(G3)转变为阀门开度γ数据，并据此控制自动阀门的开度，此时系统正常稳定运行。
所述步骤二的S2中，随着系统运转，G3逐渐增加的过程中，当G1＜G3＜G4时，需操作人员注意系统是否正常(例如供卤管道是否供卤，是否有溢流液等)：如正常则继续进行开车过程，如有异常需分析原因并解决后方可继续进行开车过程。
进一步的，所述步骤二还包括S4停车阶段：紧急停车时，按紧急停车顺序关闭系统各部分，关闭自动阀门；短暂停车时，按停车顺序关闭系统各部分，保持自动阀门开度为γ1；长时间停车时，断开称重传感器与自动阀门的连锁，改为手动方式，完成停车操作。
进一步的，所述短暂停车的时长为8～24小时。
进一步的，自控部分由DCS或PLC控制系统控制。
相对于现有技术，本发明创造所述的逆流洗盐器排盐系统及逆洗排盐控制方法具有以下优势：
(1)本发明创造所述的逆流洗盐器排盐系统在原有的逆流洗盐器的基础上，通过增加可测量逆流洗盐器重量的称重传感器，并在排盐管道上设置与称重传感器连锁的自动阀门，通过承重传感器信号自动控制自动阀门开度的方式，实现逆流洗盐器排盐过程的自动控制；系统在实现了逆流洗盐器排盐自动化的同时，结构简单，成本低廉。
(2)本发明创造所述的逆洗排盐控制方法配合逆流洗盐器排盐系统，通过将自动阀门与称重传感器连锁自控，称重传感器读数与阀门开度形成函数对应关系，并据此控制自动阀门的开度，解决了逆流洗涤排盐过程人工依赖度过高，生产运行状态极为考验操作人员经验的问题，实现了逆流洗盐器排盐自动化的可靠运行。
附图说明
图1为本发明创造实施例所述的逆流洗盐器排盐系统的结构示意图；
图2为本发明创造实施例1所述的对数函数回归曲线图；
图3为本发明创造实施例1所述的多项式函数回归曲线图；
图4为本发明创造实施例2所述的多项式函数回归曲线图；
图5为本发明创造实施例3所述的多项式函数回归曲线图。
图中：1-逆流洗盐器；2-排盐管道；3-称重传感器；4-自动阀门；5-储罐一；6-盐浆泵；7-旋流器；8-供卤管道；9-储罐二。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明创造所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例及附图来详细说明本发明创造。
以下实施例中所涉及的逆流洗盐器排盐系统的结构如下(设备、管路等涉及的具体型号见各实施例)：
如图1所示，逆流洗盐器排盐系统，包括逆流洗盐器1、为逆流洗盐器持续提供待洗盐浆的供料端、为逆流洗盐器提供逆流洗涤所需新卤的供卤端、用于排出逆流洗盐器已洗盐浆的排盐管道2；逆流洗盐器设置有称重传感器3，排盐管道2设置有可与称重传感器3连锁的自动阀门4；
其中，供料端包括通过管道依次连接的储罐一5、盐浆泵6、旋流器7；旋流器7的待洗盐浆出口端通过管道与逆流洗盐器1的待洗盐浆进口端连接，旋流器7的母液出口端通过管道与储罐一5连接；
供卤端包括与逆流洗盐器1的进卤口连接的供卤管道8；逆流洗盐器1的溢流口通过管道与储罐一5连接；
排盐管道2的出口端与储罐二9连接；
逆流洗盐器排盐系统由手动和DCS或PLC控制系统控制。
实施例1
1.设备选型
盐浆泵：Q＝160m3/h，H＝32m；
旋流器：
逆流洗盐器：Ф2900×7500；
排盐管道：DN125；
供卤管道：DN65。
2.逆洗排盐控制过程
1)向逆流洗盐器中注入饱和卤水，由称重传感器测得逆流洗盐器满卤水重量G1＝50050kg；
2)通过盐浆泵将盐浆打入旋流器内，盐浆增稠后送入逆流洗盐器，至盐颗粒堆积至最高限位后，由称重传感器测得逆流洗盐器满盐重量G2＝54899kg；
3)设正常生产时逆流洗盐器重量为G3，则逆流洗盐器内的固液比β＝(G3-G1)/(G2-G1)＝(0.000206G3-10.322)*100％；
4)将逆流洗盐器排盐系统整体试运转，由人工的方式调整确定逆流洗盐器排盐系统长期稳定运行的固液比β1＝30％，自动阀门开度为γ1＝80％；
5)关闭排盐管道上的自动阀门，调整系统初始状态，系统此时的固液比为β’，采用人工调整自动阀门开度，使β’能于可接受时间内平缓的调整至β1，记录此时自动阀门的开度γ’；调整不同β’，并分别测得对应的自动阀门开度γ’，形成固液比β与阀门开度γ对照表；因人工调整阀门无法无极调整，以此阀门开度5％为一档，整理数据后按G3由小到大排列如表1：
表1 人工操作情况下各参数汇总表
G<sub>1</sub>
G<sub>2</sub>
G<sub>3</sub>
固液比β
开度γ
1
50050
54899
50103
1.09％
0.00％
2
50050
54899
50214
3.38％
0.00％
3
50050
54899
50308
5.32％
0.00％
4
50050
54899
50436
7.96％
15.00％
5
50050
54899
50518
9.65％
15.00％
6
50050
54899
50621
11.78％
25.00％
7
50050
54899
50705
13.51％
30.00％
8
50050
54899
50812
15.71％
40.00％
9
50050
54899
50935
18.25％
50.00％
10
50050
54899
51092
21.49％
65.00％
11
50050
54899
51204
23.80％
70.00％
12
50050
54899
51339
26.58％
75.00％
13
50050
54899
51452
28.91％
80.00％
14
50050
54899
51561
31.16％
85.00％
15
50050
54899
51680
33.62％
90.00％
16
50050
54899
51796
36.01％
95.00％
17
50050
54899
52058
41.41％
100.00％
18
50050
54899
52468
49.87％
100.00％
6)分析数据可知：在第17项后阀门开度为100％(全开)，结合实际规定固液比β≥40％时阀门开度γ＝100％；在第4项以前阀门开度为0％(全关)，结合实际规定固液比β≤7％时阀门开度γ＝0％；然后取第4项至第16项并补充①β＝40％，γ＝100％②β＝7％，γ＝0％③β＝30％，γ＝80％三组数据，根据如上数据求回归方程(应用EXCEL求解)，画出散点图及趋势线，如图2和图3所示；
分析图2和图3可知，在固液比β在20％～40％之间时，指数函数回归曲线拟合情况更为精准，而此范围为生产过程常态，因此选取指数函数回归方程。因指数回归方程于β＝7％时小于零，不符合实际，因此规定将β≤8％时阀门开度γ＝0％；
7)代入β与G3之间函数，得到称重传感器所得G3与阀门开度γ形成函数对应关系，函数为
8)将前述实测数据代入公式计算，检验函数所得与实操数据差异，具体如表2：
表2 实操与函数计算对照表
分析表2可知，在主要工作区间中，函数计算所得开度与实操开度差距不大，因此可以认为此函数满足操作要求，可以作为实际操作中逆流洗盐器重量G3与阀门开度γ关联函数；
9)得到G3与γ的函数关系后，在自动阀门与称重传感器连锁自控的情况下，G3于控制系统中通过函数γ＝f(G3)转变为阀门开度γ数据，并可据此控制自动阀门的开度；
10)正式运行。
实施例2
1.设备选型
盐浆泵：Q＝40-60m3/h，H＝16-22m；
旋流器：
逆流洗盐器：Ф2000×4700；
排盐管道：DN100；
供卤管道：DN40。
2.逆洗排盐控制过程
1)向逆流洗盐器中注入饱和卤水，由称重传感器测得逆流洗盐器满卤水重量G1＝12434kg；
2)通过盐浆泵将盐浆打入旋流器内，盐浆增稠后送入逆流洗盐器，至盐颗粒堆积至最高限位后，由称重传感器测得逆流洗盐器满盐重量G2＝13542kg；
3)设正常生产时逆流洗盐器重量为G3，则逆流洗盐器内的固液比β＝(G3-G1)/(G2-G1)＝(0.0009025G3-11.222)*100％；
4)将逆流洗盐器排盐系统整体试运转，由人工的方式调整确定逆流洗盐器排盐系统长期稳定运行的固液比β1＝35％，自动阀门开度为γ1＝70％；
5)关闭排盐管道上的自动阀门，调整系统初始状态，系统此时的固液比为β’，采用人工调整自动阀门开度，使β’能于可接受时间内平缓的调整至β1，记录此时自动阀门的开度γ’；调整不同β’，并分别测得对应的自动阀门开度γ’，形成固液比β与阀门开度γ对照表；因人工调整阀门无法无极调整，以此阀门开度5％为一档，整理数据后按G3由小到大排列如表3：
表3 人工操作情况下各参数汇总表
G<sub>1</sub>
G<sub>2</sub>
G<sub>3</sub>
固液比β
开度γ
1
12434
13542
12473
3.52％
0.00％
2
12434
13542
12501
6.05％
0.00％
3
12434
13542
12526
8.30％
0.00％
4
12434
13542
12549
10.38％
10.00％
5
12434
13542
12573
12.55％
10.00％
6
12434
13542
12606
15.52％
15.00％
7
12434
13542
12631
17.78％
15.00％
8
12434
13542
12657
20.13％
20.00％
9
12434
13542
12682
22.38％
30.00％
10
12434
13542
12703
24.28％
40.00％
11
12434
13542
12725
26.26％
50.00％
12
12434
13542
12754
28.88％
60.00％
13
12434
13542
12776
30.87％
65.00％
14
12434
13542
12796
32.67％
70.00％
15
12434
13542
12822
35.02％
70.00％
16
12434
13542
12850
37.55％
75.00％
17
12434
13542
12876
39.89％
80.00％
18
12434
13542
12903
42.33％
95.00％
19
12434
13542
12932
44.95％
100.00％
20
12434
13542
12967
48.10％
100.00％
6)分析数据可知：在第19项后阀门开度为100％(全开)，结合实际规定固液比β≥43％时阀门开度γ＝100％；在第4项以前阀门开度为0％(全关)，结合实际规定固液比β≤9％时阀门开度γ＝0％；然后取第4项至第16项并补充①β＝43％，γ＝100％②β＝9％，γ＝0％③β＝35％，γ＝70％三组数据，根据如上数据求回归方程(应用EXCEL求解)，画出散点图及趋势线，如图4所示；
分析图4可知，虽然不成指数或二次式等直觉判断相关关系，但此函数回归曲线拟合情况较为精准，因此选取此函数回归方程。因指数回归方程于β＝8％时小于零，不符合实际，因此规定将β≤9％时阀门开度γ＝0％；
7)代入β与G3之间函数，得到称重传感器所得G3与阀门开度γ形成函数对应关系，函数为
其中，a＝0.0009025G3-11.222
8)将前述实测数据代入公式计算，检验函数所得与实操数据差异，具体如表4：
表4 实操与函数计算对照表
分析表4可知，在主要工作区间中，函数计算所得开度与实操开度差距不大，因此可以认为此函数满足操作要求，可以作为实际操作中逆流洗盐器重量G3与阀门开度γ关联函数；
9)得到G3与γ的函数关系后，在自动阀门与称重传感器连锁自控的情况下，G3于控制系统中通过函数γ＝f(G3)转变为阀门开度γ数据，并可据此控制自动阀门的开度；
10)正式运行。
实施例3
1.设备选型
盐浆泵：Q＝100m3/h，H＝25m；
旋流器：
逆流洗盐器：Ф1900×9000；
排盐管道：DN125；
供卤管道：DN125。
2.逆洗排盐控制过程
1)向逆流洗盐器中注入饱和卤水，由称重传感器测得逆流洗盐器满卤水重量G1＝40502kg；
2)通过盐浆泵将盐浆打入旋流器内，盐浆增稠后送入逆流洗盐器，至盐颗粒堆积至最高限位后，由称重传感器测得逆流洗盐器满盐重量G2＝44038kg；
3)设正常生产时逆流洗盐器重量为G3，则逆流洗盐器内的固液比β＝(G3-G1)/(G2-G1)＝(0.0002828G3-11.454)*100％；
4)将逆流洗盐器排盐系统整体试运转，由人工的方式调整确定逆流洗盐器排盐系统长期稳定运行的固液比β1＝30％，自动阀门开度为γ1＝70％；
5)关闭排盐管道上的自动阀门，调整系统初始状态，系统此时的固液比为β’，采用人工调整自动阀门开度，使β’能于可接受时间内平缓的调整至β1，记录此时自动阀门的开度γ’；调整不同β’，并分别测得对应的自动阀门开度γ’，形成固液比β与阀门开度γ对照表；因人工调整阀门无法无极调整，以此阀门开度5％为一档，整理数据后按G3由小到大排列如表1：
表5 人工操作情况下各参数汇总表
G<sub>1</sub>
G<sub>2</sub>
G<sub>3</sub>
固液比β
开度γ
1
40502
44038
40615
3.20％
0.00％
2
40502
44038
40705
5.74％
0.00％
3
40502
44038
40811
8.74％
5.00％
4
40502
44038
40902
11.31％
10.00％
5
40502
44038
41021
14.68％
25.00％
6
40502
44038
41106
17.08％
35.00％
7
40502
44038
41231
20.62％
45.00％
8
40502
44038
41312
22.91％
55.00％
9
40502
44038
41407
25.59％
60.00％
10
40502
44038
41523
28.87％
65.00％
11
40502
44038
41605
31.19％
70.00％
12
40502
44038
41713
34.25％
75.00％
13
40502
44038
41809
36.96％
80.00％
14
40502
44038
41887
39.17％
90.00％
15
40502
44038
41904
39.65％
95.00％
16
40502
44038
42011
42.68％
100.00％
17
40502
44038
42136
46.21％
100.00％
18
40502
44038
42343
52.06％
100.00％
6)分析数据可知：在第16项后阀门开度为100％(全开)，结合实际规定固液比β≥40％时阀门开度γ＝100％；在第3项以前阀门开度为0％(全关)，结合实际规定固液比β≤8％时阀门开度γ＝0％；然后取第3项至第15项并补充①β＝40％，γ＝100％②β＝8％，γ＝0％③β＝30％，γ＝70％三组数据，根据如上数据求回归方程(应用EXCEL求解)，画出散点图及趋势线，如图5所示；
分析图5可知，虽然不成指数或二次式等直觉判断相关关系，但此函数回归曲线拟合情况较为精准，因此选取此函数回归方程。
7)代入β与G3之间函数，得到称重传感器所得G3与阀门开度γ形成函数对应关系，函数为
其中，a＝0.0002828G3-11.454
8)将前述实测数据代入公式计算，检验函数所得与实操数据差异，具体如表6：
表6 实操与函数计算对照表
分析表6可知，在主要工作区间中，函数计算所得开度与实操开度差距不大，因此可以认为此函数满足操作要求，可以作为实际操作中逆流洗盐器重量G3与阀门开度γ关联函数；
9)得到G3与γ的函数关系后，在自动阀门与称重传感器连锁自控的情况下，G3于控制系统中通过函数γ＝f(G3)转变为阀门开度γ数据，并可据此控制自动阀门的开度；
10)正式运行。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
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