皮帶機物料稱重系統(tǒng)改造

王代華 付東明 王訓(xùn)東 袁海琛

摘 要：本文主要針對日照港煤二期皮帶機原有物料稱重系統(tǒng)故障率高、稱重誤差大的問題，通過可行性分析，改造安裝了新型陣列式電子皮帶秤，提升整個皮帶機物料稱重系統(tǒng)的精準(zhǔn)性和可靠性。同時詳細(xì)介紹了新型陣列式電子皮帶秤的模塊構(gòu)成、稱重理論、應(yīng)用場合和技術(shù)特點，并進(jìn)行了效益計算。

關(guān)鍵詞：皮帶機；稱重系統(tǒng)；陣列式；電子皮帶秤

1 項目背景

A-4、6-5皮帶機線是日照港煤炭二期的重要物料運輸設(shè)備，相配套的物料稱重裝置是裝船作業(yè)系統(tǒng)中監(jiān)控裝船作業(yè)流量、控制作業(yè)流程的主要設(shè)備。自2003年投產(chǎn)以來，經(jīng)過多年的運行使用，最近一段時間，原先的皮帶秤在使用過程中存在稱重誤差大、設(shè)備故障率高的問題，對裝船作業(yè)量的準(zhǔn)確性和設(shè)備完好率產(chǎn)生了很大影響，直接影響了公司的服務(wù)質(zhì)量。綜合以上情況，我們決定對皮帶機的稱重系統(tǒng)進(jìn)行升級改造。

2 可行性分析

A-4、6-5皮帶機線原先采用的物料稱重裝置為拉姆齊ICS10-20系列電子皮帶秤，該系列皮帶秤主要由以下幾部分組成：10-12型杠桿式稱重橋架、60-12C型測速傳感器、稱重傳感器、2001型積算器。通過將兩組皮帶承載托輥放置于杠桿式稱重橋架上，借助稱重傳感器檢測皮帶上物料重量，送入積算器；測速傳感器檢測皮帶速度，將速度信息送入積算器。積算器把接收到的速度信號及重量信號進(jìn)行處理，得到物料的累計量及瞬時流量。由于該型皮帶秤稱重單元只有一個或兩個，皮帶物料重量信息采集點少，導(dǎo)致稱重誤差大；同時稱重橋架為封閉式設(shè)計，經(jīng)過多年的使用后，出現(xiàn)橋架變形、銹蝕的情況，影響承載托輥的平衡性，進(jìn)而對皮帶的正常運行產(chǎn)生威脅。

考慮到以上情況，我們港口技術(shù)人員和設(shè)備生產(chǎn)廠家經(jīng)過現(xiàn)場實地考察，綜合皮帶機實際狀況，對南京三?，F(xiàn)有陣列式電子皮帶秤進(jìn)行了改進(jìn)，使之能夠長時間、準(zhǔn)確的稱重物料。

3 新型物料稱重系統(tǒng)介紹

此次物料稱重系統(tǒng)的改造升級，選用的是南京三埃工控股份有限公司生產(chǎn)的SA/ICS-ZL陣列式電子皮帶秤及其附屬裝置。

3.1 物料稱重系統(tǒng)簡介

3.1.1 陣列式皮帶秤

一種以特定稱重單元多組串聯(lián)布置組成的稱重陣列式皮帶秤，通過對陣列數(shù)據(jù)進(jìn)行處理可以消除皮帶張力的影響，大幅提高皮帶秤稱重精度。

3.1.2 單點懸浮稱重平臺

一種新型稱重裝置：以一只稱重傳感器為單點支撐，采用特殊的秤體結(jié)構(gòu)，支承兩組以上的稱重托輥，結(jié)構(gòu)巧妙，稱重精度高，穩(wěn)定性極好，免日常維護(hù)。

3.1.3 工字型單點稱重傳感器

一種單點懸浮稱重平臺專用傳感器，結(jié)構(gòu)獨特且具有稱重精度高、抗水平力干擾能力強等特點。

3.2 稱重誤差理論

影響皮帶秤長期穩(wěn)定性的主要因素是皮帶張力與秤架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。通過研究我們發(fā)現(xiàn)：通過對陣列式皮帶秤各單元數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后可使得陣列內(nèi)部皮帶張力影響減少90%以上，即皮帶張力基本完全得到補償，據(jù)此原理形成了新的皮帶稱重誤差理論。

在上述理論指導(dǎo)下，原有的皮帶秤剛度、托輥偏心度、托輥沾料的影響等諸多要求都可以忽略，配之以高穩(wěn)定性的單點懸浮稱重平臺，就可實現(xiàn)高精度和高穩(wěn)定性的皮帶稱重計量結(jié)果。

3.3 應(yīng)用場合

1）港口進(jìn)出口散狀物料貿(mào)易結(jié)算計量。

2）電廠入廠煤貿(mào)易計量。

3）鋼鐵廠大宗原燃料入廠貿(mào)易計量及分廠間結(jié)算計量。

4）各類礦山出廠物料貿(mào)易計量。

5）各種散狀物料運輸過程中的計量。

3.4 新型物料稱重系統(tǒng)特點

此次稱重系統(tǒng)改造，采用的是南京三埃生產(chǎn)的“陣列式皮帶秤”。生產(chǎn)廠家結(jié)合港口技術(shù)人員的現(xiàn)場反饋，綜合考慮港口設(shè)備、設(shè)施實際，對改造使用的稱重裝置進(jìn)行了適應(yīng)性改進(jìn)，并成功應(yīng)用于公司A-4、6-5BC皮帶線的物料運輸統(tǒng)計。本次改造項目的物料稱重系統(tǒng)具有以下特點：

1）達(dá)到GB/T 7721-1995標(biāo)準(zhǔn)0.25級皮帶秤精度。

2）各種散狀物料貿(mào)易結(jié)算用皮帶秤。

3）高長期穩(wěn)定性，克服皮帶秤長期穩(wěn)定性差的頑癥。

4）安裝簡易，日常維護(hù)量極低。

5）可克服皮帶張力變化、托輥沾料等多種常見狀況影響。

6）系統(tǒng)人機界面友好，具有強大數(shù)據(jù)處理能力。

7）系統(tǒng)對稱重單元具有自診斷功能并能自動排除故障單元影響。

8）根據(jù)用戶要求，系統(tǒng)有較強的組合與擴展靈活性。

9）系統(tǒng)具有強大的網(wǎng)絡(luò)適配能力，可適應(yīng)各種網(wǎng)絡(luò)要求。

10）系統(tǒng)具有高精度、高長期穩(wěn)定性、極低日常維護(hù)的優(yōu)異效果。

4 改造方案

通過現(xiàn)場考察評估，我們選取了舊式皮帶秤的安裝位置進(jìn)行新式陣列式皮帶秤的安裝，這樣可以充分利用已有的安裝框架結(jié)構(gòu)，又能使用原先的遮雨裝置，節(jié)約了成本。

我們制定的改造方案為，拆除原有皮帶秤后，將8組稱重單元串聯(lián)排列在托輥支架下方的承載鋼結(jié)構(gòu)支架上。按照設(shè)計指標(biāo)，合理布置各個稱重單元間距，并在每個稱重單元杠桿上放置兩組托輥支架，共計放置16組托輥支架，通過多點、多面采集皮帶物料流量數(shù)據(jù)，以提高物料監(jiān)測的精度。

設(shè)備安裝完成后，技術(shù)人員分別在皮帶空載、重載的狀態(tài)下對皮帶稱重裝置相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了初始化設(shè)置，經(jīng)多次調(diào)整后，該稱重系統(tǒng)物料統(tǒng)計量與輪船水尺物料數(shù)據(jù)誤差保持在1%以內(nèi)，達(dá)到了改造目的。

5 效益分析

在此次改造項目完成后的一年時間里，A-4、6-5皮帶機線上的兩套新型陣列式皮帶秤系統(tǒng)運行平穩(wěn)正常，物料監(jiān)測數(shù)據(jù)始終保持在誤差范圍內(nèi)，使裝船調(diào)度部門能夠?qū)崟r掌控裝船作業(yè)流量、噸位，科學(xué)調(diào)配作業(yè)流程，提高裝船效率，同時也避免了裝船過程出現(xiàn)作業(yè)量不準(zhǔn)確等質(zhì)量事故。

自新型物料稱重系統(tǒng)投入使用以來，該系統(tǒng)統(tǒng)計誤差始終保持在1%以內(nèi)，而原先的老舊皮帶秤誤差高達(dá)5%。

通過查閱公司相關(guān)貨運資料，每年裝船作業(yè)總量的80%均需經(jīng)過A-4、6-5兩條皮帶機線，按每年1000萬噸裝船作業(yè)量計算，則有800萬噸物料經(jīng)A-4、6-5運輸，每年可減少物料統(tǒng)計誤差為800*（5%-1%）=32萬噸，按裝船作業(yè)費用每噸20元計算，則每年可減少成本32*20元/噸=640萬元，經(jīng)濟效益十分明顯。