工艺流程研究（精选12篇）
工艺流程研究 篇1
在油气集输的过程中通过介绍和分析, 掌握油气集输的优缺点, 并且根据其不同的特点介绍使用方法, 简化工艺流程, 加大工作效率。
1 油气集输工艺流程
油田集输工艺主要指油井产出的多相混合物在单井管线的作用下混合输至集中处理站 (也可以称之为油气集输联合站) , 在联合站内进行气液分离;把分离后的液体进行油水分离, 也可以叫做原油脱水, 脱水后的原油在站内进行稳定脱水, 之后把原油输送到矿场油库暂时的储存, 也可以直接输送到长输管道的首站, 稳定后的石油气送到轻烃回收装置开展进一步的处理, 把含油污水及泥砂从脱水混合物中脱出, 并且融入到联合站内, 并且对污水进行处理。处理方法包括除油、杂质、脱氧等一系列环节, 达到油田回注以及环境保护的标准, 根据实际情况, 回注到地层或者对外排放, 气液分离中得到的天然气, 通过干燥、脱硫等相关的净化处理环节后, 再进行轻烃的回收处理, 气体可以分割成液化石油以及干气等衍生分割类产品, 干气能够输送到管道的首站, 轻质的油等产品可以直接外销。
2 油气集输流程的发展现状
2.1 原油集输工艺发展现状
原油集输主要是运用加热集输工艺, 在含蜡量高的高凝聚油田中, 集输线路上多项布站, 运用单管和双管的协调集油, 经过大站后集中处理原油, 开展联合工艺系统。因为很多大型油田的进入高含水开采阶段, 原油的含水量增大, 导致原油的很多特性也发生变化, 所以原油集输要朝着常温以及低温的状态发展, 并简化集输工艺流程的操作步骤[1]。
2.2 多项资源混合技术发展现状
现在生活中石油和天然气使用较为广泛, 因而长距离的油气集输也得到广泛应用, 这是一项世界前沿技术, 从80年代开始, 各国对这项工艺流程不断开发研究, 多项混合油气集输技术是和电热技术相配合, 发展中过程和流程也不断简化, 加强运输距离和运输中安全。
2.3 原油脱水工作流程发展现状
在集输中含水量比较高, 主要运用的脱水工艺有两类, 意识脱出游离水, 实行的措施由大罐的沉降和凝结脱水;二是电机脱水, 运用交直流的变电式脱水法脱水;有些原油含蜡量少, 并且凝固点比较低, 这类原油都是采用化学反应取热的脱水工艺[2]。
3 设计原则
在整个油气集输的流程中, 因为不同的油田其所蕴含的物理及化学性质有所不同, 加上自然地理条件的限制, 所以有不同的经济利用价值, 并有相对应的集输方案, 在对比中, 找到性价比相对比较高的设计流程, 并总结出相对应的基本原则。
油气集输流程中运用全程封闭的运输方式, 目的是尽量保证油气的送达, 防止不必要的损失。
让油田中产出的油气资源得到最大限度的运用, 因为油气资源一旦接触空气就会迅速挥发, 如果不能及时的收集就会造成资源的浪费, 加上油气资源一旦接触明火容易引发自然爆炸和其他的安全事故, 当收集结束以后, 要把收集到的油气资源加工成符合标准的原油、天然气等相关应用列产品, 迅速的应用于生活和生产中。
因为矿井中的流体压力, 所以在油田施工的时候要控制整个流程系统的内部运作压力, 加大输出半径的距离, 有效的减少中转环节, 在中转中要注意细节工作流程, 防止中转的过程中出现的油气损耗。
对系统中的热量进行系统应用, 控制整个油气集输流程的温度, 在保温控制的同时, 减少运输的热耗。
在相同条件下, 运用性能比较高, 工艺以及操作流程简便的系统, 提高工作整体效率。
4 油田集输流程发展
4.1 单井集油阶段
现在油田开发和使用过程中运用的大多数是单井集油, 因为单井的操作和加工流程比较简单, 只需要收集油气, 不用收集天然气。并且原油的加工中也只是使用沉降法进行脱水以及除沙, 在施工中属于简单工作流程, 但是这种工艺流程缺点是浪费比较大, 并且在原油加工上工艺粗糙, 浪费现较严重。
4.2 密闭集油阶段
新中国在建立后, 尤其在60年代进入到全国工业化发展大趋势中, 一些储量比较丰富的大型油田相继出现, 这些油田在开采过程中, 不断发展成封闭式为主的多种集流的综合性油气集输系统。这类系统有单管密封、井网排状, 井网米自流程。在单管输送过程中, 通过计量站和集油站进行分离、脱水等处理方式, 工作流程是把油气集中到一个环节内, 密封收集, 进行一系列的操作, 但也有其弊端在脱水开放的阶段, 油气会有一定的损耗。
4.3 油气高效集输阶段
经过几十年的开采, 我国很多大型油田都进入高含水采油期, 加之世界资源能源的短缺, 能源的可再生能力较低, 所以各个油田把节能作为油田开采的重点。我国现今产业发展的主要目标也是节能减排, 所以油气集输工艺流程, 突出高效节能的理念, 并且我国自主研发出世界范围内的高效节能集输流程, 推动我国的油气集输进入新的发展阶段, 处在世界的领先地位。
5 结语
油气在不同的开采环境和阶段都有不同的伴生物存在, 所以在开采进程中要根据阶段和环境的不同, 变化集输工艺流程, 找到合适于自己的集输工艺, 完善和发展中, 让油田开采资源最大化应用于生产和生活中, 为我国的资源和能源发展提供技术支持, 并开发和研究新型能源, 这样在发展中不受到资源和能源的限制, 提升我国在世界能源领域中的地位。
参考文献
[1]薛二丽.油气集输工艺流程探讨.[J].中国高新技术企业, 2012 (12) :3-5.
[2]顿宏峰.油气集输工艺的流程分析.[J]化工管理, 2013 (04) :11-12.
工艺流程研究 篇2
本文详细分析了电刷镀渡液各成分在刷镀中的作用,并对复合电剧镀中微粒的共沉积机理作了初步的探讨,为正确制定复合电刷镀工艺提供了依据.扫描电镜结果表明,复合镀层较纯镍镀层更加致密.
作 者：艾薇 高志 潘红良 艾红 作者单位：艾薇(长江大学机械学院,湖北,荆州,434023)
高志,潘红良(华东理工大学机械学院,上海,37)
艾红(湖北省孝感市供电局,湖北,孝感,432100)
北宋汝瓷工艺研究 篇3
关键词：北宋；汝瓷；工艺
中图分类号：J527 文献标识码：A 文章编号：2095-4115（2014）02-215-1
一、北宋汝瓷简介
瓷器是我国古代的重大发明之一，从其产生到技术相对完善体现了我国人民的智慧成果的同时也是一种艺术的发展。在北宋时期，瓷器的发展已经趋于成熟，瓷器制作工艺也得到了不断的发展和完善，当时主要有五大名窑来完成瓷器的生产制作，其中汝窑以其生产的青瓷而著名。因为其产地位于汝州而得名汝窑，该地所产的瓷器主要是青瓷，并且也会仿制一些其他地方的瓷器。
北宋时期的文献记载中我们可以知道，汝瓷烧制时所选用的瓷土的土质是极为细腻的，这就使得汝瓷具有较为坚硬的胎质，并且其颜色呈现为一种香灰色，就汝瓷的釉色而言，最为尊贵的颜色是天青色，同时还有粉青等其他青色系的釉色，从视觉上看给人一种光滑润泽的美感。而瓷器的装饰上，使用较多的是印制或者雕刻、划的方式，其图案主要有鸟类、鱼类及一些植物图案。其烧制技术，一些器皿类的汝瓷所采用的是满釉支烧技术，使得其具有一些自身的特点。
从汝窑的分类上，与传统历史时期一样，北宋时期的汝窑也有官窑与民窑之分，两者在制作工艺、产品特点等方面有所差别。官窑主要分布在宝丰清凉寺一带，而民窑则是以汝州为中心向外扩展分布，其中官窑所烧制的瓷器主要是青瓷，其品质要求较高并且烧制的时间相对较短；民窑烧制的瓷器种类较为繁多，主要是满足人们的日常生产和生活对于瓷器的需求。汝窑生产的瓷器都具有胎体质地轻薄、釉色光亮莹润的特点，其釉色则主要有天青、粉青等颜色，从其釉面的开面来观赏时有较为美观的造型，且在瓷器的底部会有较小的支钉痕迹。所有这些都体现了北宋时期汝瓷工艺的发展及其制作工艺的不断完善，作为人们生活日常用品的瓷器既有美观的外形，也有精湛的生产工艺。
二、北宋汝瓷煅烧工艺
瓷器的外观与其煅烧工艺有着密切的关系。北宋汝窑所采用的煅烧方法是支钉法，这种煅烧方式会在瓷器的底部留有一些比较细小的痕迹。这一时期的瓷器从外观和形状上而言，主要是模仿古代的青铜器，其种类以洗、盘、炉等较多。北宋汝瓷在烧制时会经过一系列的步骤，从选料到配方都经过严格的筛选，而在瓷器成型后又经过修坯的程序，以保证其完整性及其美观性，在完成该步之后经过一段时间的晾干，而后经过素烧然后对其施釉，最后汝窑完成烧制，而官窑的制作过程比上述程序要更为精细。
北宋汝瓷在烧制上有着自身的优势，这些与其所处的地理位置等有着密切的关系。汝州陶土资源较为丰富并且有瓷器烧制所需的煤炭资源，能够保证瓷器制作所需要原材料供应的充足，其中该地所蕴含的玛瑙等矿产为汝瓷质地的提升奠定了良好的基础，使其在用料上及其色泽上具有了自身显著的特征。以丰富的资源作为保障，汝瓷以较为精良的瓷器配方和选料而铸就了质量上乘的瓷器，在汝瓷的釉料构成中增加了一些玛瑙成分，使其具有了光滑莹润的光泽和视觉上的光彩美感。
民窑的生产主要是以拉坯成型的技术，在素面器中很少使用模制，而在官窑的生产中则多是使用模制工艺来完成瓷器的生产制作，在宝丰清凉寺汝窑遗址中便发现了许多瓷器制作的模具。对于一些较大型的器物的制作所采用的是手拉坯的形式，一般而言，在完成坯体的制作后根据种类的不同采用不同的烧制技术来完成后期的烧制过程，主要有支烧、垫烧等。
在烧制方式上，汝瓷官窑会采用匣钵的方式以一钵一器的形式进行烧制，在烧制过程中采用耐火的泥条进行密封，保证瓷器烧制过程中釉料的纯净，同时还要保证炉温以保证其成品率。在汝窑的构建上，一般会采用馒头形状的窑坑，这种结构能够有效地利用自然风，并且设置一定的温度调节装置，使其能够满足瓷器烧制对于温度的要求并且能够对室温充分的利用。此外，北宋使其汝瓷官窑所使用的燃料主要是木材而民窑使用的则是煤炭，随着窑炉的不断改善，其瓷器的烧制质量也在不断地提升。
三、北宋汝瓷的装饰工艺
影响瓷器产品质量及其外观的另一因素便是其装饰工艺。北宋汝瓷在装饰上也有其自身的特征，从现存的一些北宋汝瓷传品中我们可以看到，这一时期的官瓷产品很少使用花纹进行装饰，其使用的装饰工艺主要有刻、剔、划等，使用最多的是模印。而汝瓷的民窑产品中较为重视釉色的滋润，其装饰上也是采用刻及其花卉的印制为主，在花纹上官窑和民窑也有所区别，官窑使用的主要有莲花纹、龙纹等较为尊贵的装饰花纹，而民窑中使用的则是较为平常的花鸟鱼饰纹。
北宋时期的汝瓷官窑产品在造型上实现了实用性及其外观观赏性特征的结合，而民窑制品中则从其自身的资源及其特點出发在装饰上有了一些创新。从历史研究中我们可以发现北宋汝瓷的装饰大概分为三个时期，早期简单的纹饰、中期折枝及缠枝纹饰得以应用、后期模印题材趋于丰富。
四、结语
北宋时期汝瓷烧制及其装饰工艺的不断发展和完善，使得汝瓷的制作水平不断提高，在具有轻薄莹润的质地的同时也具有了外在的美观特点。
参考文献：
[1]王德新，李晓涓.从汝瓷选料看汝窑的特点[J].山东陶瓷，2013，（01）.
[2]朱剑，毛振伟，杨益民，冯敏，王昌燧，孙新民，郭木森，黄宇营，何伟.汝瓷成分的线扫描分析[J].核技术，2002，（10）.
[3]许文骏，王萍.汝官窑青瓷釉工艺研究[J].中国陶瓷，2007，（08）.
作者简介：
机械加工工艺流程优化研究 篇4
一、了解机械加工行业的发展问题, 明确发展方向
机械加工, 即使用加工机械对工件的外形尺寸和内部性能进行改变, 分为冷加工和热加工, 应用范围较广, 常见的有切削加工、压力加工、焊接、锻造等加工方式。机械加工几乎囊括了生活中的方方面面, 但目前我国的机械加工行业却存在两个巨大的问题。
一是自主研发能力差。一方面, 在机械产品产量上, 我国俨然已经成为世界制造中心, 这与我国的廉价的劳动力有很大的关系;另一方面, 我国自主研发的能力很差, 很多产品没有科技含量, 或者只是拿来外国的设计在中国制造, 成为巨大的加工厂。
二是制造业的信息化水平落后。主要体现在数控系统研发停滞不前, 光电一体化水平较低等方面。例如, 我国某大型纺织厂设备陈旧, 目前所使用的纺织机械还是5年前的设备。因为先进的纺织机械价格比较昂贵, 因此该厂购置较少。新的设备要比老的设备优良, 且具有较高、较先进的工艺。与老式络筒机和自动络筒机相比, 自动络筒机一般采用先进控制元器件, 重新设计了络筒工艺过程, 大大提高了电气智能化水平, 加强了生产稳定性。而在实际生产中, 捻接的成功率也从原来的85%提高到95%, 毛羽和条干等技术指标也达到了高端用户的要求。
由此可见, 机械加工行业的发展要与电子、计算机、微型机械等技术密切结合起来。只有这样, 才能提升机械产品的技术含量和产品附加价值。如今, 机械制造业的全球化趋势也使机械加工业有了很大的变化, 机械制造公司拥有全球范围内的零部件加工网络, 前500强中许多企业所采用的“单品种, 大批量”的生产方式已成为机械行业未来的发展方向。
二、以提高生产效益为出发点
1. 引进先进设备, 不断淘汰落后的生产工艺。
在生产过程中, 直接改变原材料 (或毛坯) 形状、尺寸和性能, 使之成为成品的过程, 称为工艺过程。汽车半轴的作用是差速器与驱动轮之间传递扭矩的通道, 内端是花键与半轴齿轮的键连接, 外端则是与轮毂通过连接盘进行连接。下面, 笔者以汽车半轴工艺流程为例, 分析先进设备和新的生产工艺对生产过程的影响。
(1) 选择毛坯。选取40Cr锻件为毛坯料, 保证零件工作的可靠性。
(2) 选择加工基准面。汽车半轴有两个工作基准面:一端为带有花键的小轴, 一端为带有圆盘的大轴。
(3) 工艺路线。即下料、剪料→用摆碾机摆帽→喷丸机喷砂→粗校直毛坯杆→钻床钻小端中心孔→粗车大外圆、车大孔→铣床铣两端面钻中心孔→经车小端面→冷滚轧花键→热处理→精校正→磁力探伤→手工过扣套齿→清洗涂油。
与过去的半轴锻件胎模锻造相比, 新工艺采用冷滚轧花键和摆碾机、喷丸机, 提高了生产效率以及零件的疲劳强度。采用100%的磁力探伤机, 能够保证汽车半轴无裂痕和折痕, 避免了汽车在恶劣环境下断裂, 提高了驾驶的安全性。新工艺的应用改变了锻件精度低、胎模易坏的缺陷, 改善了工件表面质量, 大大降低了废品率, 减轻了工人的劳动强度, 降低了生产成本, 提高了生产率, 适用于大规模生产。随着科学的不断进步, 不断引进先进的设备, 是优化工艺流程最快捷有效的途径, 将来会有越来越多的新设备应用于生产中。
2. 提高技术人员待遇, 保护知识产权。
(1) 提高技术人员待遇。目前, 我国技术人员的待遇普遍较低, 人才流失严重。一名优秀的机械工程师的成长往往需要付出10~20年的艰辛努力, 但是目前优秀的技术人员的待遇却远远比不上销售人员, 这就在客观条件上促使技术人员流失到其他赚钱比多的工作, 导致行业优秀技术人员严重缺乏, 限制了整个机械加工行业的发展, 更谈不上研发能力的创新。
(2) 保护知识产权。我国普遍存在全面无原则的仿制加工现象, 这说明我们国家的知识产权保护制度如同虚设。这种行为不仅损害了发明人的权益, 从长远来看, 也是国家技术领域的空前灾难。单从机械行业来看, 国产的钢材质量远远赶不上国外进口的质量好, 这就说明了我国基础性的学科得不到有效的重视。技术人员在投入大量的精力和时间以后, 往往还没有来得及享受到新发明、新创造带来的成果, 其成果就已被别人剽窃。
国家应该将提高技术人员的待遇和保护知识产权放到今后的工作计划中去。只有这样, 才能让有才之士没有后顾之忧, 全身心地投入研究中, 振兴民族工业。
3. 加强对一线工人的继续教育, 建立健全激励机制, 激发工人创新工艺的热情。
从整体水平来看, 我国的机械加工行业虽然也有小幅度的进步, 但是, 一线工人缺少理论指导, 创新受到限制;从长远来看, 需要抓住事物本源, 全力加强对一线工人的继续教育。一线工人由于深入实践, 对机械加工中的工艺流程了如指掌, 能够洞察到实际操作中工艺流程的缺陷, 及时反馈更为合理、有效的工艺路线供设计人员参考。工人作为一线创新人才, 往往能在工作实践中提出较为合理的建议, 因此, 使这些高级蓝领成为工艺创新优先受益者, 让更多的“工人发明家”出现在一线工人这个庞大的群体中, 将会大大激发工人的创新热情, 为企业带来更多的效益。
三、结论建议
采油工艺研究思索论文 篇5
(l)对具体油田的工艺技术进行合理而有效的选择，充分提高其适应性与科学性。同时，对相关的技术指标进行科学而又严格的制定，提高操作队伍配置的合理性与针对性。除此之外，还应当充分结合实际情况，制定出一套适应性较强的采油工艺综合实施规划，为相关科研和生产部分的组织工作与生产工作提供有效参考。
(2)通过对采油工艺综合研究进行有效的探讨，可以对各个方案的优缺点进行一定程度的判断，并科学、有效的对工艺方案进行优化选择，并对采油工艺的科学性以及实用性进行有效的保证。
(3)对于采油工艺综合研究来说，它能够对系统工程的各个方面进行统筹规划，对系统内部的各个组成部分进行合理而有效的协调，并增强各个环节之间的配合。一个有效的采油工艺综合研究，必然能够对施工效率进行有效的提高，对重复劳动进行规避。除此之外，它还能够推进有提开采技术的提高，促进管理水平的增进，进而对油田开采的经济效益进行有效的提升。采油工艺综合研究和采油工程中的各个环节联系紧密，是优化油田总体工作的一个重要节点。
采油工艺综合研究的内容
采油工艺综合研究包含了多个环节，首先，它需要对当前状况下的工艺技术进行充分的结合，其次，在此基础之上对油藏采油工艺进行统筹兼顾，最终科学分析研究优化采油工艺。一般情况下，它主要包含如下几个方面的内容:
(l)油井的现状评价。通过对新井的试油试验以及对老井资料层面和生产史层面进行有效的把握，对油井的现状进行全方位的评价，在评价中，需要涉及到完井方法、开采方式、井身结构以及开发方式等内容。然后，对这些方面的优点与缺点进行判断，并进行一定程度的总结。这样一来，就可以为新井的开发策略提供有效的现实依据。
(2)新井完井技术。通过对开发方案以及采油工艺的相关内容进行有效的结合，对新井的井身结构方面、套管的程序、钻井液的使用方面、完井方法方面以及完井液方面内容进行有效的研究，并注重的研究的科学性与针对性。然后，结合固井的质量对其提出新的检测方法以及技术要求。然后在此基础之上对射孔方案进行优化选择，并有效的设定射孔参数。(3)修井技术。对于修井技术来说，它是采油工艺综合研究当中的一个重要组成部分。在开展这一内容之时，一定要充分结合地下的实际环境，然后科学预测未来开采设计的内容和相关工作，并提出针对针对性较强且行之有效的质量要求。
(4)采油金属。对于采油工艺综合研究来说，其最重要的核心内容便是对采油技术的有效研究。针对这一核心内容，需要对采用注采压力的系统进行有效的动态分析和评价，并优化选择自喷管柱的型号，提高油井自喷生产期预测的科学性。
(5)增产技术。对油井的实际情况进行有效的结合，讨论与研究增产方式，计算相关工艺参数，设置所需设备，分析措施的规模以及施工的工艺。
(6)生产测试技术和试井技术。采油工艺综合研究可以提出开发过程以及生产测试过程中的工作内容、设备以及配套队伍。
(7)注水技术。注水在采油工艺当中有着十分重要的地位，它会对采油的质量造成一定程度的影响。通过对采油工艺综合研究进行探讨，能够对水管柱的优化选择进行有效的实现，并对注水压力进行一定程度的预测。通过这些工作，能够实现对于吸水能力、水质标准的分析与制定，并最终提出针对性强且行之有效的税金占之间的水质管理详细的技术做法和相关要求。
挂面熟化工艺优化研究 篇6
熟化(俗称醒面)是挂面生产工艺中的一个新工艺。过去挂面行业中采用的比较少，近几年普遍采用熟化工艺，但熟化设备很不统一。目前国内挂面生产厂家，一般都采取熟化和好的面团，采用圆盘式熟化机或卧式单轴式熟化机，熟化对象是和好的面团，但是熟化效果不好，且不能够高速连续生产，清洗不方便，价格又高。对于以上缺点，现研究采用的一种用于面条加工的熟化装置，就是对初压后的面带进行熟化。在该试验中所采用的是复合压延后的熟化，用的熟化介质是水蒸汽，这样既保证了温度，又保证了熟化期间所需要的湿度。复合压延后熟化是使面带内应力得到缓和，恢复柔韧性，粘弹性，不在僵硬状态下对面带进行压延加工的过程。试验证明在僵硬状态下对面带进行连续压延加工，压辊的载荷因为没有缓和时间会逐渐减小，面带因连续受压，面筋组织受到破坏，使面带失去抗拉性。而通过这个熟化带生产出来的面条具有口劲好，弹性足，能使面粉充分地吸水，延长了面带的熟化时间，加快了面带蛋白质网络结构的形成，比起传统工艺生产的面条口感好很多。
一、材料与方法
1．原料：
小麦粉，食盐，水。
2．试验方法：
①工艺条件的选择
将两批定量面粉经和料后，一批进行挂面行业普遍使用的面团熟化方法进行熟化，另一批通过复合夹心压延后将面带送入熟化室，缓慢地往前移动进行熟化，以消除辊压产生的内应力，形成富有粘弹性的面筋网络结构。熟化后经过相同工艺制作成挂面。在这个试验中只需要考虑熟化方法、熟化时间对熟化的影响，因此就5min、15min、30min的熟化时间用两种不同的方法，进行三次重复试验来感官评定。
②感官评定
面条的感官评定用来表示熟化条件的优劣。
面条被熟化后，请接受过感官检验训练的食品专业人士10人组成评定小组，根据下表1感官评定标准进行评定。面条品尝评分标准与方法：量取500mL自来水于小铝锅中(直径20cm)，在2000W电炉上煮沸，称取50g干面条样品，放入锅内，煮至面条芯的白色生粉刚刚消失，立即将面条捞出，以流动的自来水冲淋约10s，分放在碗中待品尝。面条评定指标为：总分为100分，色泽10分，表观状态10分，适口性(软硬)20分，韧性25分，粘性25分，光滑性5分，食味5分。其评分越高，质量越好。以10位评定员的平均分为各指标的评分，其总分计算直接求和。
二、结果与方法
不同熟化工艺对挂面品质的影响(见表2)。
由表2得知：熟化方法与熟化时间对挂面的品质都有很大的影响。熟化时间为5min时，经过面团熟化的比面带熟化的品质好很多，面带熟化5min面条很难成型，成型后效果也很差；熟化时间为15min时，经过面带熟化的比面团熟化的品质好很多，面团熟化时间太长。口感有酸败味，各项指标明显比5min时的差。而经过面带熟化工艺的面条比面团熟化5min的品质好一些；而30min情况下，经过面带熟化的比面团熟化的品质好得多，因为面团熟化时间30min后已经明显酸败，口感及各项指标都很差。由此可判断面团熟化工艺以熟化5min为宜，而面带熟化工艺熟化时间以15-30min为宜。
三、结论
工艺流程研究 篇7
煤、石油和天然气是人类赖以生存和发展的三大基础能源, 也是一个国家经济持续发展和安全稳定的重要保障。石油资源的不足使煤和天然气在全球能源消费结构中所占的比例日趋上升。
1 净化工艺方案选择
目前, 合成气脱除H2S的方法有改良A.D.A法、拷胶法、NHD法, 脱除CO2的方法主要有改良热钾碱法, NHD法、MDEA法、低温甲醇洗法 (同时脱除H2S) 等, 但对于Texaco气化所生产的煤气, 因为压力高、硫含量高、CO2含量高等特点, 可供选择的净化方法主要有以下两种选择:
1.1 低温甲醇洗
低温甲醇洗法属于物理吸收, 在低温 (-50℃~-60℃) , 溶剂吸收能力大, 溶液循环量小, 气体净化度高, 再生热耗少, 操作费用低, 能综合脱除气体中的H2S、COS、CO2, 溶液不起泡、不腐蚀, H2S浓缩简单, 在原料煤硫含量波动较大的情况下, H2S的浓度也可满足硫回收的要求。上述工艺虽然存在部分设备和工艺管道需要采用低温钢材, 需要引进国外的低温材料, 所以基建投资高, 但其最大优点是溶剂价格便宜, 消耗指标和能耗均低于其它净化工艺, 在大型合成氨厂、甲醇厂中普遍采用。
1.2 NHD脱硫脱碳
NHD法是中国南化公司研究院等单位开发成功的新技术, 属于物理吸收净化技术, 该工艺在常温条件下操作, 溶剂无毒, 饱和蒸汽压低, 溶剂损失小, 再生能耗低, 设备材质大部分为碳钢, 取材范围广, 价格也便宜, 相对低温甲醇洗而言, 溶液循环量大, 消耗高, 另外, NHD溶剂对有机硫的吸收能力差, 对高硫煤要增加有机硫水解设备。该工艺的主要优点是投资少, 能耗低于除低温甲醇洗以外的其它净化方法。
低温甲醇洗与其它方法相比其独特优点如下:
1) 多效脱除性能
可以在一个系统内同时脱除H2S、CO2、COS, 轻油、CN-等, 并在再生时分别处理, 满足副产CO2产品气、H2S浓缩等要求。
2) 净化度高
净化气CO2含量最低可达20ppm;总硫≤0.1ppm;水、轻油等完全被脱除。
3) 溶液再生方式灵活, 满足不同工艺要求
4) 溶液吸收能力大, 能耗低
本项目生产以Texaco气化煤气为原料。净化装置所处理的变换气操作压力较高, CO2分压较大, 选择低温甲醇洗净化工艺有着独特优势。这是因为低温甲醇洗工艺为物理吸收, 因此特别适用对于压力高, 酸气含量高的气体净化, 在脱碳的同时实现有效的深度脱硫。
2 工艺流程
来自变换工段的3.5MPa (A) 、40℃变换气进入本工段, 与循环气体混合, 并在原料气中注入防止结冰及形成水合物的贫甲醇后, 气体经原料气冷却器 (E0501) 与净化气、气提塔塔顶出来的二氧化碳气和从H2S浓缩塔出来的尾气换热降温, 经水分离器 (V0501) 分离出冷凝的甲醇-水混合物后, 原料气从底部进入甲醇洗涤塔 (T0501) , 与自上而下的贫甲醇逆流接触, 脱除气体中的CO2、H2S和COS等酸性气体, 塔顶出来的净化气经过E0517和E0501换热升温后去下一工段。
从水分离器 (V0501) 分离出的甲醇、水混合物经甲醇水分离塔给料加热器 (E0516) 加热后进入甲醇水分离塔 (T0505) 中上部。
在甲醇洗涤塔 (T0501) 上部, 用来自热再生工段低温贫甲醇液脱除CO2, 在甲醇洗涤塔 (T0501) 底部对H2S、COS进行吸收, CO2吸收的溶解热部分通过去下塔的甲醇带走, 再通过循环甲醇冷却器 (E0506) 用来自H2S浓缩塔 (T0503) 的冷甲醇液冷却循环甲醇及通过3#甲醇急冷器 (E0505) 用冷冻剂冷却循环甲醇, 带走部分热量。
由于CO2在甲醇中的溶解度比H2S在甲醇中的溶解度低, 送入甲醇洗涤塔中CO2脱除段的甲醇流量要比送入H2S脱除段的要大。甲醇洗涤塔 (T0501) CO2脱除段中多余的甲醇从塔的中部抽出。
甲醇洗涤塔 (T0501) 底部富含H2S甲醇通过甲醇换热器 (E0507) 和1#甲醇急冷器 (E0503) 分别被温度较低的甲醇和冷冻剂液氨冷却。经过冷却, 这部分甲醇减压膨胀后压进入1#循环气闪蒸罐 (V0502) 回收闪蒸出来的H2。来自1#循环气闪蒸罐 (V0502) 的闪蒸气经循环气压缩机 (C0501) 压缩, 经压缩机后冷却器冷却, 在进入原料气冷却器之前并入上游变换气中。
来自甲醇洗涤塔 (T0501) 的富含CO2甲醇与上述过程一样, 先经甲醇换热器 (E0507) 和2#甲醇急冷器 (E0504) , 分别被来自CO2气提塔给料泵 (P0502A, B) 的甲醇和冷冻剂液氨冷却, 减压膨胀后进入2#循环气闪蒸罐 (V0503) , 闪蒸后的闪蒸气再经1#循环气闪蒸罐 (V0502) 由循环气压缩机 (C0501) 压缩。
来自2#循环气闪蒸罐 (V0503) 的富含CO2的甲醇先膨胀进入CO2气提塔顶, 在气提塔 (T0502) 中, 富含CO2甲醇液膨胀后产生无硫CO2气体, 经原料气冷却器 (E0501) 回收冷量后与来自H2S浓缩塔 (T0503) 的尾气一起经高点放空。
从CO2气提塔 (T0502) 中较低的升气管式塔板上抽出来的温度较低的甲醇液送入H2S浓缩塔 (T0503) 的中上部, 来自CO2气提塔 (T0502) 底部的富含H2S甲醇也进入H2S浓缩塔下段。为了提高装置H2S馏分的浓度, 在H2S浓缩塔下部用来自空分工段的低压氮气对CO2进行气提, 同时在塔的上部, 用来自CO2气提塔 (T0502) 顶部的另一股没有被用作CO2气提塔 (T0502) 回流洗涤液的无硫甲醇对气提出来的H2S和CO2进行洗涤。出H2S浓缩塔的尾气基本上不含硫, 经原料气冷却器 (E0501) 换热后与来自CO2气提塔 (T0502) 的CO2气一起放空。
从H2S浓缩塔 (T0503) 升气管式塔板上抽出温度较低的甲醇液作为冷却剂先后用在3#贫甲醇冷却器 (E0508) 、循环甲醇冷却器 (E0506) 及甲醇换热器 (E0507) , 在经过循环甲醇冷却器 (E0506) 换热升温后进入甲醇闪蒸罐 (V0507) , 闪蒸出来的闪蒸气进入CO2气提塔 (T0502) 的底部与来自上部的甲醇逆流接触脱除闪蒸气H2S的组分。来自甲醇闪蒸罐 (V0507) 的闪蒸液经CO2气提塔 (T0502) 给料泵 (P02A, B) 加压后进入甲醇换热器 (E0507) 作为冷却剂, 在此换热过程中产生的闪蒸气在进入CO2气提塔 (T0502) 脱硫之前在CO2气提塔 (T0502) 底部进行分离。
从H2S浓缩塔 (T0503) 底部出来的富含H2S甲醇经甲醇再生塔给料泵 (P0503A, B) 通过2#贫甲醇冷却器 (E0509) 、1#贫甲醇冷却器 (E0510) 进入甲醇再生塔 (T0504) 。在甲醇再生塔 (T0504) 中由甲醇再生塔再沸器 (E0511) 加热产生的甲醇蒸汽及来自甲醇水分离塔 (T0505) 的甲醇蒸气气提, 对富甲醇中所含有的H2S及CO2进行完全解吸, 甲醇再生塔 (T0504) 顶部气体经甲醇再生塔回流冷却器 (E0512) 、酸性气换热器 (E0514) 及甲醇再生塔回流冷凝器 (E0513) 分别被冷却水、冷酸性气及冷却剂液氨冷却。冷凝液经H2S浓缩塔 (T0503) 底部及经甲醇再生塔回流泵 (P0506A, B) 送回甲醇再生塔 (T0503) 顶部。离开酸性气分离器 (V0505) 的酸性气, 通过酸性气换热器 (E0514) 加热后作为硫回收工段原料, 离开本工段。
离开甲醇再生塔 (T0504) 塔底经过再生的贫甲醇在1#贫甲醇冷却器 (E0510) 中冷却到42℃, 经甲醇收集槽 (V0504) 缓冲, 再用贫甲醇泵 (P0504A, B) 升压。升压后的贫甲醇经水冷却器 (E0518) 、2#贫甲醇冷却器 (E0509) 、3#贫甲醇冷却器 (E0508) 冷却后进入甲醇洗涤塔 (T0501) 。
来自水分离器 (V0501) 的甲醇和水混合物冷凝液经甲醇水分离塔给料加热器 (E0516) 加热, 送入甲醇水分离塔 (T0505) , 通过蒸馏将水和甲醇进行分离。该塔由甲醇水分离塔再沸器 (E0515) 进行加热, 塔顶甲醇蒸汽送甲醇再生塔 (T0504) , 而水作为废水排出, 送往污水处理系统。甲醇水分离塔 (T0505) 所需的回流甲醇由甲醇再生塔 (T0504) 再生甲醇提供, 通过甲醇水分离塔给料泵 (P05OSA, B) , 经甲醇水分离塔给料加热器 (E0516) 冷却后入塔。
大部分循环的再生甲醇, 通过甲醇粗过滤器除去甲醇循环系统中的固体及其他颗粒, 甲醇粗过滤器位于甲醇再生塔给料泵 (P0503A, B) 的下游, 进入甲醇再生塔 (T0505) 的回流甲醇在进入甲醇再生塔之前要经过甲醇过滤器 (50501) 进行过滤以除去固体及其它颗粒。
来自硫回收工段的尾气含有少量H2S, 进入H2S浓缩塔底部, 甲醇洗涤后和尾气一起排入大气。为了提高去硫回收工段的H2S浓度, 一部分来自酸性气分离器的酸性气体循环进入H2S浓缩塔 (T0503) 的下部。循环的CO2离开H2S浓缩塔 (T0503) 塔顶, 同时循环H2S用甲醇进行洗涤。
为了减少甲醇损失, 配置有甲醇污水系统, 各个支管将所有泄露甲醇的设备连接到总管, 总管将泄露的甲醇收集起来汇入排放甲醇槽。配置的污甲醇泵可将排放甲醇送入甲醇水分离塔 (T0505) 。安装在原料贮存工段的甲醇贮罐用于贮存甲醇, 并装有甲醇供给泵。该贮槽可在停工时收集甲醇。
3 结束语
总之, 全球经济的高速发展, 打破了能源的供需平衡。石油作为一种由于大量开发利用而日渐稀缺的资源, 今后价格将会波动上升, 其上涨幅度将远大于煤炭、天然气价格的增长, 因此寻求新的替代能源势在必行。
参考文献
[1]谢克昌.煤的结构与反应性[M].北京:科学出版社, 2002
工艺流程研究 篇8
一、氯气干燥原理
氯气的干燥剂在工业上通常采用的都是浓硫酸,主要是由于浓硫酸的一系列优点,例如高脱水率、氯气在硫酸中的溶解度低、与氯气没有化学反应等比较适合作为氯气的干燥剂。氯气干燥的实现主要是通过硫酸与湿氯气接触后,并最终吸收氯气中的水分,因此氯气中的水扩散到硫酸中的传质过程就是硫酸干燥氯气的实质过程,该过程进行的程度与效果如何主要取决于传质推动力(氯气分压与硫酸液面上水蒸气分压的差值),传质推动力与干燥效果成正相关,即传质推动力越大,干燥效果就越好。同时在操作过程也要选择适当的硫酸浓度和操作温度,能够有效的提高氯气干燥效果。这是由于硫酸浓度和操作温度在一定程度上都会影响水蒸气分压,同时水蒸气分压也是传质过程中推动力的影响因素。
二、氯气干燥工艺流程
目前较为先进、典型的氯气干燥流程大致可分为一下三种:
(一)串联的填料塔组流程
串联的填料塔组流程是国外例如北美、日本等地区常用的流程,这种流程一般是由双塔、3塔或4塔串联构成的。目前我国也有部分企业也有所采用此流程。
串联的填料塔组流程具有操作平稳、弹性大、塔阻力小等优点,其单塔的压降一般在.0kPa以下。为了更好的平衡进塔气量的变化,串联的填料塔组流程中的的液流循环量变化不大,这样能够很好的满足相应的气液传质过程。同时由于该流程的操作弹性较大,因此其对于气象变化也有很强的适应能力了,其独特之处在于在电解刚开车时氯气流量较小的情况下几乎与满负荷操作相同,同时还能够达到对水分的要求。但是该流程也有一定的缺点,例如占地面积大、修理难度大等,同时也增加了投资成本。
(二)填料塔与泡罩塔组合流程
荷兰阿克苏公司最先开发了填料塔与泡罩塔组合流程(阿克苏流程),该流程在欧洲地区应用的而比较广泛。为了使氯气与硫酸两相充分的接触,该流程的泡罩塔塔板上留了一定厚度的硫酸层;由于泡罩塔处理量比较大,该流程为了提高设备的操作弹性以及其对负荷变化的适应能力,其在塔板上安装圆形或条形泡罩,这样可以使填料塔在气体流量较小时承担一定的干燥任务,同时泡罩塔也能够在满负荷运行的情况下用较快的速度完成传质吸收过程,有利于实现效率的提升。目前,填料塔与泡罩塔组合流程已经成为了我国大多数企业的优先考虑使用的流程。近年来我公司设计的项目中也基本以3塔串联的填料塔和泡罩塔流程为主。
(三)强化型泡沫塔流程
强化型泡沫干燥塔流程主要有两种形式,一种为泡沫塔,一种为泡罩塔,这两种形式的空塔操作速度也是比较快的,与填料塔差不多,但是填料塔的体积却是强化塔体积的12～20倍,相差比较大。强化塔完成干燥操作需用的时间非常少,一般只需用数秒即可完成,比填料塔所需用的48s相比要快很多。强化塔采用的干燥方式是外溢流、大液流冷却循环,这种方式大大增加了液气比,这样做在一定程度上有利于实现强化干燥的目的。综上所述,得出强化型泡沫塔的优点:设备占地少、产量大、易操作、成本低,相对于填料塔而言,其阻力的降低在一定程度上也增加了氯气压缩机的动力消耗。
三、工艺控制
在操作过程中为了确保干燥氯气水含量稳定性,需要加强的工艺控制有以下几个方面:(1)氯气的洗涤、冷却要加以控制,氯气中夹带的盐雾等颗粒需要加大去除功能,并将去除杂物以及冷却后的氯气温度控制在45～55℃之间。(2)为了降低硫酸液面上的水蒸气分压,因此进塔浓硫酸的温度以及质量分数必须控制在12～15℃和96%以上。(3)出塔后的氯气温度必须在20℃以下。
四、总结
现如今我国氯碱企业虽然采取的各种氯气干燥工艺流程都不同,但是无论是串联的填料塔组流程,填料塔与泡罩塔串联的组合流程还是强化型泡沫塔流程,其最终的目的还是降低氯气中的水分,它们的需要解决的关键也都是同一个,那就是严格控制好各项工艺指标,由于最后一塔内硫酸液面上的水蒸气分压是最后决定被干燥的氯气中的最终水含量的关键因素,因此必须要控制好最后一塔的进塔硫酸的浓度、温度以及出塔氯气的温度。基于此,在操作的过程中要想将出塔氯气含水质量分数降低,就必须将进塔硫酸质量分数和出塔后的氯气温度分别控制在96%以上和20℃以下。随着氯碱生产技术的不断发展,将会有越来越多的工艺流程以供选择,无论选择哪种方式,都应当以提高氯气的干燥效率、降低氯气中水分为首要选择标准。
参考文献
[1]沈志良.强化型氯气泡沫干燥塔的设计与应用[J].中国氯??碱,2002(6):23-26.
[2]沈华根.氯气.干燥工艺探讨[J].中国氯碱,1995(1):29- 32.
[3]王德祥.新式氯气处理工艺简介[J].氯碱工业,2000(1): 29-31.
[4]朱发彬.改造氯气干燥系统提高质量降低消耗[J].氯碱工业,1995(07).
[5]刘晓辉,潘杰.浅谈如何提高氯气干燥质量[J].中国氯碱, 2001(06).
工艺流程研究 篇9
本文以ASPEN Plus11.1辅助工具,对乙醇脱氢法生产乙酸乙酯工艺精馏操作进行设计与优化。
1 工艺流程
1.1 工艺选择及简介
目前, 乙酸乙酯的工业生产方法主要有乙酸酯化法[3]、乙醛缩合法[4,5]、乙醇脱氢法[6,7]和乙烯加成法等,其中醋酸酯化法、乙醛缩合法在国外技术中占主导地位,其他技术所的比例较小。国内酯化法技术比较成熟,非酯化法工艺虽然已经开发成功,但因为技术还不是太成熟,未能大规模推广应用,目前我国的醋酸乙酯产品仍以酯化法为主[3]。
工艺流程图如图1。
工艺流程简介:原料进入反应器,经过Cu-Zn-Zr-Al-O多功能催化剂表面完成脱氢生成乙酸乙酯,接着通过闪蒸罐将粗产物中的氢气分离出来并储存,最后采用二塔变压精馏分离乙醇和乙酸乙酯的混合物,最终得到产物乙酸乙酯[8,9]。
2 工艺过程模拟
2.1 ASPEN Plus 软件简介
ASPEN Plus是一种广泛应用于化工过程的研究开发,设计,生产过程的控制,优化及技术改造等方面的性能优良的软件。该模拟系统是麻省理工学院于20世纪70年代后期研制开发的,由美国ASPEN技术公司80年代初推向市场。它提供准确的单元操作模型,进行单元和全过程的计算,可以评估已有装置的优化操作或新建、改建装置的优化设计。这套系统功能齐全,规模庞大,可应用于化工,炼油,石油化工,气体加工,煤炭,医药,冶金,环境保护,动力,节能,食品等许多工业领域。
2.2 热力学模型选择
热力学模型的选择对于组份的组成、反应速率模型和反应热都很重要。本文不考虑系统的反应热。模拟选用NRTL 模型来计算气液平衡。该模型表达式如下[10]:
其中 Gij=exp(-αijτij)
τij=αij+bij/T,αij=0.3,τij=0,Gij=1,αij≠αji,bij≠bji
在Aspen Plus 中,对二元气液平衡体系EtOH-H2O,EtAc-EtOH,和EtAc-H2O 的x-y 图的拟合曲线和参考文献的实验值比较说明所整定的二元体系的热力学模型参数与实验数据基本吻合,故采用Aspen Plus软件中的NRTL 模型对该体系进行模拟计算是可行的[9]。其中选择氢气作为亨利组分,因为氢气为不凝气,符合亨利定律。
2.3 反应器设定
过热乙醇蒸汽进入列管式固定床反应器,乙醇在Cu-Zn-Zr-Al-O多功能催化剂表面完成脱氢生成乙醛,再与乙醇缩合生成乙酸乙酯两步反应,并有乙醛、丙酮、丁酮等副产物产生。为了便于分离产品,查阅相关文献后[11],我们选择了240 ℃作为反应温度,反应压力为0.8 MPa,因为在240 ℃下催化剂活度大,且单程转化率为50%。
2.4 闪蒸器设定
将反应工段出来的混合气换热冷凝,并换热至过冷液状态后,利用剩余的压力进行闪蒸,将氢气分离出去,但由于氢气量较大和乙酸乙酯的挥发性较强等原因,一部分乙酸乙酯以及乙醇和水也会进入气相。液相直接转入精馏工段。
为了确保乙醇及乙酸乙酯的回收率,利用ASPEN Plus进行模拟。
由图2得出,乙醇和乙酸乙酯回收率随着反应温度的上升,回收率下降。综合考虑,闪蒸罐中的温度选择为-5 ℃。
2.5 精馏塔工艺模拟
精馏塔工艺模拟为本次模拟的主要环节,由于乙醇的沸点为78.4 ℃,乙酸乙酯沸点为77.1 ℃[2]。因此他们能形成共沸物。本次设计采用高低压精馏的方法来解决共沸问题。
2.5.1 高压精馏塔的工艺模拟
将高压精馏塔第一块塔板压力定位1 MPa,全塔压降为0.05 MPa。通过设计规定,将塔底产物纯度规定为99.9%,改变塔底产物的质量流量,以及改变各个参数使塔底产物质量流量达到最大,并通过计算器将进料位置设定为理论塔板数的7/8进行模拟。
(1)高压精馏塔回流比的设定
由图3可以看出,当摩尔回流比大于7.5时,增加回流比对增加塔底产物质量流量增加不大,并且考虑到全塔能耗,所以高压精馏塔摩尔回流比选择为7.5。
(2)理论塔板数的设定
由图4可以看出,当理论塔板数高于60时,增加理论塔板数对增加高压精馏塔塔底质量流量影响不大,并且考虑到设备成本等问题,所以将理论塔板数定为60块。
(3)物料进料位置设定
由ASPEN Plus模拟结果的Profiles一栏中可以查出,在高压精馏塔第49块中的乙酸乙酯的质量分率为0.5456,乙醇的质量分率为0.4544,与进料中的组成(乙酸乙酯的质量分率0.5378,乙醇的质量分率为0.4622)最接近,所以选择49块塔板为进料位置符合选择标准[12]。
2.5.2 低压精馏塔的工艺模拟
将高压精馏塔第一块塔板压力定位1 bar,全塔压降为0.1 bar。通过设计规定,将塔底产物纯度规定为99.9%,改变塔底产物的质量流量,以及改变各个参数使塔底产物质量流量达到最大,并通过计算器将进料位置设定为理论塔板数的7/8进行模拟。
(1)低压精馏塔回流比的设定
由图5中可以看出,当摩尔回流比大于6.5时,增加回流比对增加塔底产物质量流量增加不大,并且考虑到全塔能耗,所以低压精馏塔摩尔回流比选择为6.5。
(2)理论塔板数的设定
由图6可以看出,当理论塔板数高于19时,增加理论塔板数对增加高压精馏塔塔底质量流量影响不大,并且考虑到设备成本等问题,所以将理论塔板数定为19块。
(3)物料进料位置设定
由ASPEN Plus模拟结果的Profiles一栏中可以查出,在高压精馏塔第5块中的乙酸乙酯的质量分率为0.198,乙醇的质量分率为0.8024,与进料中的组成(乙酸乙酯的质量分率0.224,乙醇的质量分率为0.776)最为接近,所以选择5块塔板为进料位置符合选择标准。
3 结 论
(1)运用化工稳态模拟软件,分析乙醇脱氢法生产乙酸乙酯工艺流程,并建立相应仿真模型。
(2)通过参数整定,对闪蒸罐收率、压力,高低压精馏塔塔底产物产量、回流比、塔板数、进料位置做了优化。
工艺流程研究 篇10
基于SML的零件工艺流程变型设计将以事物特性表为基础, 驱动参数化CAD系统中的工艺信息主模型, 生成新的实例模型, 形成新的工艺流程。企业可以在已有产品零件工艺信息的基础上提高自身产品的工艺多样性, 缩短设计周期, 使自身在市场上更具竞争力。
1 基于SML的零件工艺流程变型设计基本原理
以企业原有产品的工艺信息建立数据库, 在此基础上通过事物特性表调取并更改原有的特性值 (如零件表面粗糙度) 来驱动参数化CAD系统中主模型的变量表, 生成新的零件工艺信息主模型, 再通过Excel导出新的零件加工工艺流程。
(1) 事物特性表原理。事物特性表技术起源于德国, 德文表示:Sach-merk Leisten (简称SML) , 德国于1981年制定了相应的工业标准DIN4000/1-81[1]。
构建事物特性表主要是为了实现对象的主键信息驱动, 支持有效的检索和变型设计。首先对企业已有零部件和工艺资源等相关信息进行有效整合, 形成相应的产品系列和工艺资源系列。在此基础上, 分析各个系列中对象的共性和个性, 抽象出能够表征和区分对象的决定性特性, 归纳出事物特性参数类, 按照规定格式, 用不同代码表示事物特性, 构建事物特性表模块, 并通过本体技术, 对其进行有效的维护, 以支持后续的工艺流程变型设计[2]。
(2) 基于SML的零件工艺流程变型设计原理。为了实现通过SML来驱动Solid Edge系统中的零件主模型变量表, 需要用Solid Edge系统中的零件主模型按DIN4000中的规定构建事物特性表, 因此, 要对Solid Edge变量表功能进行二次开发。Solid Edge内置与CAD系统进行格式交换的数据器, 有助于与C A D系统设计数据的集成。在应用程序的接口方面, Solid Edge应用程序采用标准的Windows OLE自动化和组件对象模型 (com) 技术。用户和软件开发者能够以VB或其他标准程序语言对其进行二次开发[3]。
通过Solid Edge在其三维设计模型中提供的可供用户操作的变量表, 可以定义或编辑零部件模型中各类特征的关系和大小。变量表中的变量可分为尺寸变量和用户变量两种。尺寸变量来源于设计过程, 可以直接控制设计中的各个形状特征;用户变量则是用户在变量表中自行定义的变量, 可以通过变量表中的数学关系式, 将其与尺寸变量联系起来, 从而间接控制设计中的各个特征。因此, 可以利用Solid Edge实现满足客户要求的各种变型设计。
2 基于SML的零件工艺流程变型设计过程和方法
2.1 零件工艺信息模型建立过程
零件工艺信息模型主要包括事物特性表、零件工艺信息主模型以及事物特性表与零件工艺信息主模型之间的关联。
2.1.1 构建零件工艺信息模型
模型建立过程如下:步骤1通过对零件的分析建立事物特性表;步骤2基于事物特性表, 在Solid Edge系统中建立零件工艺信息主模型;步骤3采用VB对Solid Edge变量表进行二次开发, 得到所有设计变量;步骤4利用VB以及OLE技术, 将从主模型中得到的所有设计变量提取到事物特性表中, 与原来存在于事物特性表中的零件事物特性 (或导出特性) 关联起来, 建立零件工艺信息主模型, 为下一阶段的产品变型设计工作做好准备[4]。
2.1.2 变量表的二次开发过程
变量表二次开发过程:
添加类型库—获取零件三维模型中的全部设计变量和物理属性—将获取的设计变量和物理属性与SML中相应的事物特性和导出特性建立关联[4]。
2.2 零件工艺流程变型总体过程
完成零件工艺信息模型建立后, 只需按照用户的要求在合理范围内改变事物特性表中的数值, 系统就能够自动改变工艺信息主模型中对应的参数信息, 生成符合用户要求的零件工艺模型, 最后在Excel中导出所需的工艺流程。
3 应用实例
以某减速器齿轮轴的工艺流程变形设计为例。当用户要进行变型设计时, 直接从数据库中调取齿轮轴的零件工艺信息, 然后将表面粗糙度1由原来的0.8改为1.6, 如图1。
同时, 新的特性值驱动参数化CAD系统, 自动生成新的零件工艺信息主模型;最后在Excel中导出新的零件工艺流程, 如图2。
4 结语
本文通过学习事物特性表原理, 建立事物特性表;对参数化CAD系统的变量表功能进行二次开发, 用VB以及OLE技术将两者关联起来, 形成零件工艺信息模型, 在此基础上实现零件工艺流程变型设计。通过该技术企业可以大大地缩短零件的设计周期, 快速占领市场。
参考文献
[1]祁国宁, (德) J.萧塔纳, 等.图解产品数据管理[M].北京:机械工程出版社, 2005.
[2]陈宗舜.事物特性表GB10091与GT编码、GT图册浅析[J].成组技术与生产现代化, 1997.
[3]沈晓玲.基于VB的Solid Edge参数化设计二次开发[J].现代制造工程, 2005.
钣金加工工艺研究 篇11
关键词：钣金；加工工艺
钣金是一种针对厚度在6mm以下的金属薄板加工的一种综合冷加工工艺，它包括剪切、冲和、切合、复合、焊接、折弯、拼接、成型、等步骤，在现代零件制造中应用非常广泛。加工工艺是钣金制造中的重要指导，对于钣金加工能否合格起着纲领性的作用。
1.控制冲孔尺寸
钣金下料的加工工艺由于数控设备和激光切割技术的广泛应用已经从传统的半自动切割向数控冲床加工和激光切割加工演变，在钣金下料的加工中要注意控制冲孔尺寸和选择合适的激光切割板材。如果钣金工件的尺寸精度要求比较高，就必须使用激光切割机进行大口径孔隙，它的核心是激光系统，由于光束横截面上光强分布接近高斯分布，所以具有很好的光束质量。[1]数控冲床是一种可编程控制的自动化设备，不仅用于完成各种钣金薄版零件加工，还可以一次性自动完成多种复杂孔型和浅拉深成形工件的加工。在选择冲孔尺寸上，要根据图纸的需要来分析冲孔的形状、板材的机械性能及板材的厚度情况等，然后根据公差要求为冲孔尺寸留有余量，以使加工余量在允许的偏差范围内。
2.钣金折弯的加工工艺研究
2.1.控制钣金校弯的最小弯曲半径
钣金折弯的加工工艺是钣金加工中的重要工序之一，在钣金折弯过程中，应根据不同材料按照不同的最小弯曲半径进行控制，如08F、DX2、等材料按照最小弯曲半径0.4t作要求，材料Q235A、15F要按照最小弯曲半径0.5t进行控制。在钣金折弯时，要控制弯曲直边高度不应过小，通常钣金折边弯曲直边高度以不小于板材厚度的两倍为标准。[3]否则不仅加工难度大，而且会影响工件的强度。钣金折弯件上不可避免要开孔，为了保证折弯件的强度和开孔质量，应对折弯件上的孔边距进行规范。当孔为圆形时，板材厚度应不超过2mm，孔边距应不超过板材厚度与弯曲半径之和，并大于2mm，孔边距不能小于板材厚度的1.5倍与弯曲半径之和。当孔为椭圆形时，孔边距的数值要大于圆孔。[4]
2.2.以方管钣金工件为例
对于工件较大而θ角很小的零件，工件变形大导致校弯线难以准确定位，由于厚度较薄所以用直刀折弯上模容易使校弯线发生移动，使零件变形而达不到校弯目的。如下图2。这种情况下可以使用上下模刃口都是平的专门压平折弯上下模，上模刃口的厚度可以达到20mm，容易使校弯线覆盖在模具的刃口下，准确校弯。这样，方管钣金工件就能一次性折弯成型，既保证零件的整体强度，又能保证零件有较高的表面质量。
3.钣金拉伸的加工工艺研究
钣金拉伸的加工工艺主要由以下几点需要注意：
3.1.控制拉伸件的圆角半径
控制拉伸件的圆角半径分为拉伸件底部与直壁的圆角半径控制和拉伸件凸缘与边壁的圆角半径控制。拉伸件底部与直壁的圆角半径应该大于板材的厚度，为了保证加工质量，拉伸件底部与直壁的圆角半径最大不能超过板材厚度的8倍。拉伸件凸缘与边壁的圆角半径与之类似，拉伸件凸缘与边壁的最大圆角半径也要控制在板材厚度的8倍之内，并且拉伸件凸缘与边壁的最小圆角半径要高于板材厚度的两倍。
3.2.控制矩形拉伸件的相邻圆角半径
矩形拉伸件的相邻圆角半径数值要严格控制，矩形拉伸件的相邻两壁间的圆角半径应满足r3≥3t，并且为了减少拉伸次数应尽量取r3≥H/5，便于一次性拉出来。
3.3.控制圆形拉伸件的内腔直径
为了保证圆形拉伸件的整体拉伸质量，应控制内腔直径不小于圆形直径与板材厚度的十倍之和，以保证圆形拉伸件在拉伸过程中内部不出现褶皱。
4.钣金焊接的加工工艺研究
钣金焊接的加工工艺是钣金加工中重要的环节。在钣金加工中，将若干个钣金零件组合在一起的最好办法就是焊接。焊接不仅能满足连接零件的需要，还能增加钣金强度。钣金焊接方法有电弧焊、电渣焊、熔化焊、等离子弧焊、氩弧焊、压力焊、钎焊等七种焊接手段。不同的焊接方法适用于不同的钣金加工，应根据实际情况选择适当的加工方式。还应根据不同的材质选择适当的焊接方式，如在焊接3mm以下的碳钢、低合金钢、不锈钢、铜、铝等非铁合金的时候，选择用氩弧焊或气焊的方式。由于钣金是表面部件，所以钣金表面的质量十分重要，为了保证钣金的表面成形质量能够达到要求，在钣金焊接加工中应注意焊道成型和焊接质量，使钣金的表面质量和内在质量都能达到焊接要求合格。
除了增加加强筋，在钣金成型过程中还会出现很多凹面和凸面，应该按照工艺标准严格控制凹边距和凸边距的最大尺寸，使钣金成型的加工质量得到保证。
处理板金加工孔的翻边问题时，要严格控制加工螺纹的加工质量和内孔翻边的尺寸，以保证钣金孔翻边的质量。[5]
5.结束语
随着工业生产的发展，钣金工件在工业企业、家用电器、交通工具、航空航天等领域都有着越来越广泛的应用。同普通的机械加工零件相比，钣金工件具有形状多样、加工精度高、加工速度快等优势。完善钣金加工工艺有利于提高机械加工效率，提高人民物质生活水平。
参考文献：
[1] 蔡新平，丁荣. 铝合金脉冲MIG焊工艺实验研究与分析[J]. 应用能源技术. 2011，05（05）：25-26
[2] 金怀建. 钣金加工车间制造过程集成运行支持系统体系结构研究[D]. 重庆大学 2011，12（21）：35-36
[3] 陶晓环. 基于CAD的双曲率钣金件成型系统的设计与实现[D]. 沈阳工业大学 2010，58（19）：47-48
[4] 果雪莹. Pro/ENGINEER的钣金展开与数控加工[J]. CAD/CAM与制造业信息化. 2011，25（12）：65-67
工艺流程研究 篇12
当前是一个经济全球化的时代, 煤矿行业的发展要与时俱进, 跟上时代前进的脚步。在放顶煤综采工艺上要不断进行优化调整, 进一步提高采煤作业的质量和效率, 保障工作人员的生命安全及企业的财产安全。综采工作面放顶煤采煤工艺主要涵盖了工作面的作业方式、支架工作方式、采煤机作业方式、放顶煤方式及“三机”配合方式等。相关工作人员要从煤层地质的实际情况出发, 要确定出放顶煤的具体步距, 从而科学选择放顶煤作业方式, 保证煤炭良好的采出率, 为企业创造出更大的经济效益, 也能满足社会对于煤炭资源的需求。
1 综采工作面放顶煤采煤的主要工艺流程
在综采工作面放顶煤采煤作业中, 工作人员主要将其流程分为五个环节, 分别是采煤机割煤、移架、推移前部输送机、拉后部输送机及最后作业的放顶煤。每个作业环节牢牢相扣, 一刀一放时循环所消耗的作业时间减少[1]。
1.1 采煤机割煤
放顶煤综采作业人员一般会使用双滚筒采煤机进行对工作面的全长截割煤体, 在工作面两端使用斜切的进刀方式。通常情况下, 割煤体的截深是50 cm~60 cm, 而采高则是240 cm~250 cm[2]。采煤机割煤的工序流程如下:首先是采煤机下行进行割煤作业, 左右滚筒互相配合工作, 一个割顶煤, 另一个割顶煤, 行至综采工作面刮板机头则负责割通煤壁, 把右滚筒降下割底煤, 反向又使采煤机的机身部底煤割尽。当开采的煤层倾角过大时, 要想有效防止开采设备出现下滑的现象, 作业人员要使用单向割煤方式, 保证割煤由上往下的进行, 同时到端头后反向上行进行装煤和推移运输机。
1.2 移架
作业人员在综放工作面放顶煤采煤过程中, 普遍采用的是及时支护方式去维护端面顶煤的稳固性。设计人员在放顶煤液压支架设计上, 会有效设置护帮板和伸缩前探梁。当采煤机完成割煤作业后, 需快速伸出伸缩前探梁支护新暴露顶煤。只要采煤机经过后, 就必须移架, 有效回收伸缩出去的前梁, 通过互帮板去保护煤壁[3]。
1.3 推移前部输送机
当顺利完成移架作业后, 工作人员就需要移置前输送机。假设要想将前输送机一次推移到位, 就必须在距离采煤机大致15 m处位置进行输送机的推移作业。假设是使用多架配合操作, 分段进行推移, 工作人员可在采煤机往后的5 m处开始推移输送机, 要保证逐次推送的距离小于30 cm, 推送2次~3次就将输送机移至到煤壁, 同时也要保障前输送机弯曲端要超出15 m, 推动后的输送机要呈现出直线状, 不能有急转弯状态出现[4]。
1.4 移后输送机
当作业人员有效推移前部输送机后, 就需通过合理操作移后输送机上的千斤顶, 将后输移送机移至到相对应规范区域。操作人员在移后输送机过程中, 要特别注重邻架和溜槽的连接部位, 从而有效防止出现吊链或错槽的安全事故, 保证作业人员的生命安全。
1.5 放顶煤
放顶煤作为综合工作面采煤至关重要的一道工序, 理应得到煤矿企业的高度重视, 需安排专业开采人员, 首先去调查分析顶煤的厚度和破碎情况, 有效针对支架的类型、放煤口位置合理选择采煤方式及明确放顶煤步距。作业人员要注意顶煤的放出次序, 必须保证顶煤放出从工作面的一端开始, 顺序逐架依次放煤, 如果采煤区域顶煤厚度偏大, 可通过隔组轮换的方式进行放煤。
通常情况下, 一旦出现以下几种情况就会导致放煤作业产生障碍:大体积煤矿落在放煤口, 导致后面煤放不出来;碎煤堆积在一起导致放不出来, 顶煤偏硬, 无法正常跨落。当作业人员遇到体积大的顶煤堵塞在放煤口时, 可操作支架上的插板或搅动杆去捣碎大块煤[5], 让体积较大的煤块松动下来。当碎煤成拱, 无法正常下落时, 可采取摆动支架尾梁的方式去进行对碎煤的破坏。当面对顶煤偏硬难以跨落情况下, 工作人员可展开对顶煤的破碎作业, 于工作面顶煤处使用打眼爆破方式。
2 综采工作面放顶煤的初采与末采放煤工艺
2.1 初采和初放
采煤技术人员在推行放顶煤开采的初级阶段, 要想有效防止顶板跨落事故的发生, 一般会通过在初采时推进10 m~20 m不放顶煤, 这样能在一定程度上起到保障工作面安全稳定性的作用。在各地区的大部分综放工作面中, 推出开切巷后进行第一时间的放煤, 但往往由于顶煤的实际性质及顶板结构原因, 导致放煤效果不够理想。要想有效缩短初次放顶煤的步距, 可通过运用深孔爆破和切顶巷技术提高放顶煤的初采放出率。
切顶巷技术作为放顶煤初采过程重要的一种开采方法, 能缩短初采期间的顶煤跨落步距, 有效提高初采的回收率。作业人员在工作面开采前, 可在切眼外上侧沿顶板挖掘出一条与切眼保持平行的辅助巷道, 此条巷道称作为切顶巷。要想进一步提升切顶的效果, 可在巷道一侧进行打眼爆破。根据煤层实际情况, 通过应用切顶巷技术能解决各类开采问题, 例如顶煤冒落不够充分、综合工作面放顶煤采取率偏低及丢煤严重等。
2.2 末采和顶板管理
采煤技术人员在推广应用放顶煤开采初期, 通常会在工作面结束前20 m铺设双层金属网结束放煤, 或使沿底板设置的工作面向上爬坡至顶板时结束, 但这样会导致浪费大量煤炭资源。在实际综采工作面上, 广泛减小了其不放顶煤的范围, 工作面结束前大约10m才会停止放顶煤, 同时还会展开顶网的铺设作业。作业人员在停止放顶煤位置前, 必须有效解决两个重大问题:a) 要科学合理地选择停采线位置, 保障撤架空间处处于稳定牢靠的顶板状态下;b) 要注意防止采空区后的矸石掉落于工作面, 要保证矸石完好压住金属网。如工作面顶板条件良好不用搭设金属网, 那么只需在综放设备允许的爬坡范围内最大程度地提高爬坡角度, 有效缩小不放煤的范围。到停采线时, 将支架大致贴近于顶板, 从而使垮落的煤体转为底板上的煤[6]。
3 结语
综采工作面放顶煤采煤工艺作为当前煤矿行业的重要采煤方式, 它存在明显的采煤优势, 例如其适应环境能力高、生产集中性、成本低廉性及能源消耗低, 能全面提高煤矿企业的采煤质量和效率, 优化了采煤技术, 为煤矿企业创造了更多的经济效益和社会效益。因此, 煤矿行业要大力发展放顶煤工艺, 打破传统采煤技术的弊端, 促进煤矿行业稳定持续的发展。
参考文献
[1]宁宇.我国综放开采技术进步的回顾及有待解决的技术难题:中国煤炭工业可持续发展的新型工业化之路[M].北京:煤炭工业出版社, 2012:121-123.
[2]李文彦, 杨立海, 尹彬.厚煤层综采放顶煤采煤技术研究[J].山西焦煤科技, 2012 (12) :8-10.
[3]姚建国, 邹正立, 耿德庸.树立和落实科学技术发展观推进煤炭科技发展与持续创新的新思考:中国煤炭工业可持续发展的新型工业化之路[M].北京:煤炭工业出版社, 2014:11-13.
[4]彭广庆.长壁工作面顶煤冒放性评价及放顶煤采煤法适用条件探析[J].科技创业家, 2013 (14) :45-48.
[5]樊运策.综放开采技术20年的回顾和展望:地下开采现代技术理论与实践[M].北京:煤炭工业出版社, 2012:14-18.