木片機械化采制樣系統(tǒng)在日照港的應用

袁曉鷹 趙廣法 葉向勇 馬成軍

(日照出入境檢驗檢疫局,山東日照,276826)

木片機械化采制樣系統(tǒng)在日照港的應用

袁曉鷹 趙廣法 葉向勇 馬成軍

(日照出入境檢驗檢疫局,山東日照,276826)

介紹了日照港木片機械化采制樣系統(tǒng)設計所需的基本條件,系統(tǒng)的工藝流程以及設備組成,并簡述了系統(tǒng)的操作過程。

木片;機械化采制樣

近幾年來,日照口岸的木片進口量一直居全國首位,2009年共進口木片 74批次,147.22萬 t,貨值10369萬美元。批次、質量、貨值分別比 2008年增長了 80.49%、100.02%和 31.57%。進口的國家有印度尼西亞、越南、泰國和澳大利亞等多個國家和地區(qū),由于受現(xiàn)場各種環(huán)境及人為因素的制約,木片的采制樣工作壓力較大。

為了實現(xiàn)木片采制樣的科學化管理,提高樣品的代表性,減少勞動強度,日照檢驗檢疫局對機械化采制樣設備的制造企業(yè)進行了全面調研。2009年,在日照港木片碼頭的 3條卸船線上,安裝了徐州依維達技術公司的 3套木片機械化采制樣系統(tǒng),使得日照港進口的木片采制樣工作全部可以由機械化采制樣系統(tǒng)完成,從而大大提高了采制樣工作的質量和效率。

1 木片機械化采制樣系統(tǒng)的現(xiàn)狀

木片是重要的造紙原料,近年來,隨著國內(nèi)制漿造紙企業(yè)規(guī)模迅速擴張,木片市場需求量加大,僅僅依靠國產(chǎn)木片已經(jīng)遠遠不能滿足需求,木片進口數(shù)量激增,進境木片攜帶的疫病疫情也日益嚴峻,需引起高度重視。目前,雖然木片品質檢驗屬非法檢產(chǎn)品,但貿(mào)易雙方出于結匯等需要,往往需要第三方檢驗檢疫機構對木片的品質指標出具檢驗報告。檢驗報告是出入境檢驗檢疫工作質量的核心內(nèi)容之一,采制樣則是檢驗檢疫能否準確非常重要的一個環(huán)節(jié)。隨著檢驗檢疫系統(tǒng)裝備大量高級精密儀器及實驗室認可工作的發(fā)展,實驗室檢測及管理已達到了較高的水平,檢測數(shù)據(jù)的誤差對檢驗結果的影響已逐漸減少,而采樣的代表性、制樣的準確性對檢驗檢疫工作的影響日漸突出。

目前,我國還沒有統(tǒng)一的木片采制樣標準,各地采用的采制樣方法不統(tǒng)一,尤其是很多地方還是人工進行采樣,在一定程度上影響了樣品的準確性,也給貿(mào)易雙方造成了不便。木片機械化采制樣在我國剛剛起步,2009年以前,僅湛江和日照口岸有類似的采制樣系統(tǒng)[1],如果各個口岸都能夠實現(xiàn)木片機械化采制樣,就可以消除人為因素造成的誤差,提高工作效率。

2 機械化采制樣系統(tǒng)的設計條件

2.1 自然條件

年平均氣溫:13.1℃;

極端最高氣溫:37.5℃ (對設備按 45℃考慮);

極端最低氣溫: -13.7℃ (對設備按 -16℃考慮);

相對濕度:最大相對濕度 100%,年平均相對濕度71.7%;

瞬時極大風速:40.3 m/s,強風向NNE;環(huán)境:海洋鹽霧、多粉塵、多雷;

地震:本地區(qū)地震基本烈度為 7度。

2.2 碼頭主體工程中的有關技術參數(shù)

(1)建設規(guī)模

3套采樣系統(tǒng)對應的碼頭主體工程為 3個 4萬 t級木片專用,其中一個碼頭可停靠 5萬 t貨船。

(2)港口主皮帶機參數(shù)

額定輸送能力:木 1#線 825 t/h(3300 m3/h);木 2#線、木 3#線均為 1200 t/h(4800 m3/h)。

皮帶帶寬:均為 1800 mm。

皮帶帶速:木 1#線 2.5 m/s;木 2#線、木 3#線均為2.7 m/s。

2.3 木片物理特性

(1)種類:桉樹木片、相思樹木片等。

(2)物料密度:0.16～0.25 t/m3(該密度是堆密度,計算設備容積能力時,應取 0.16 t/m3;計算流量時,應取 0.25 t/m3)。

(3)物料粒度:≤50 mm。

(4)含水量:40%～50%。

(5)磨損性:小。

3 采制樣系統(tǒng)的基本情況

3.1 采制樣系統(tǒng)基本組成

在日照港安裝的木片機械化采制樣系統(tǒng)由以下 5個部分組成:料流信號部分 (皮帶秤)、取樣部分(初級采樣機)、制樣部分 (皮帶給料機、二次采樣機、樣品收集器)、余料處理部分 (斗式提升機)和電控系統(tǒng)部分。

3.1.1 料流信號部分

其動態(tài)累計誤差小于 ±0.25%,該部分是由電子皮帶秤完成,使用的型號是 I CS-17B,包括 4個部分:稱重橋架、稱重傳感器、速度傳感器及測速滾筒、稱重控制器。稱重橋架安裝于主皮帶機架上,當木片經(jīng)過時,承重裝置將皮帶上物料的重力傳遞到稱重傳感器上,產(chǎn)生一個正比于皮帶載荷的電壓(mV)信號;速度傳感器直接連在大直徑測速滾筒上,提供一系列脈沖,脈沖的頻率正比于皮帶速度。稱重控制器從稱重傳感器和速度傳感器接收的信號,通過積分運算得出運輸皮帶的瞬時流量值和累積質量值,并可分別顯示出來。

3.1.2 取樣部分

木片樣品的采取由 ECBS-220/150型旋轉初級采樣機完成,它是由制動電機、減速器、旋轉斗式采樣頭、接近開關和帶防護罩的鋼結構支架等組成。制動電機與減速器采用直聯(lián)式齒輪減速電機。裝在鋼結構架上的具有制動功能的電機用來驅動和定位采樣頭;采樣在每次行程的終點卸料,行程的終點由接近開關控制。接近開關還同時具有零速檢測功能,在一定時間內(nèi)接收不到開關信號時,則發(fā)出報警信號。初級采樣機由預編采樣周期進行子樣的采取,采樣周期 0～9999 s內(nèi)可調。

3.1.3 制樣部分

木片的制樣由 EBF-400型皮帶給料機、ECBS-40/150型二次采樣機、ERSC-10型樣品收集器組成的設備完成,其中皮帶給料機以圓弧板取代槽型托輥構成皮帶槽角,整機質量輕、密封性好。并裝有手動可調節(jié)閘門用以控制料層厚度及均勻地給料;安裝有刮板清掃器,避免濕細物料在皮帶上的黏結;裝有零速檢測開關,有效檢測皮帶的打滑、斷裂及輸送機的堵塞。二次采樣機直接安裝在給料機上與給料機優(yōu)化組合為一體,形成了二次采樣系統(tǒng),起到樣品縮分的功用,縮分比通過改變 PLC設定的采樣周期及改變給料機的速度進行無極調整。縮分后的樣品,即二次采樣的樣品通過溜槽進入有 10個罐的收集器中,每只樣品罐容量為 25 L,并可通過定時器控制電機工作、實現(xiàn)自動換罐。

3.1.4 余料處理部分

料斗式提升機,其形式為萁斗鋼纜牽引式,料斗由鋼纜繩牽引,沿有軌滑道運行。設有過載保護裝置及程序過載、判斷等多層保護,能有效防止拉斷鋼纜繩。

3.1.5 電控系統(tǒng)部分

控制系統(tǒng)為一獨立的系統(tǒng),設在距采制樣系統(tǒng)20 m的單獨控制室內(nèi)。具有對采制樣系統(tǒng)進行控制、監(jiān)視、管理的功能。它以 PLC為核心,以電器控制柜為載體,由 PLC、觸摸屏、皮帶秤稱重儀表、多種電器、現(xiàn)場操作箱等組成。控制系統(tǒng)選用了西門子 S7200型 PLC,并留有 10%的 I/O信號備用點。PLC可將系統(tǒng)主設備的狀態(tài)信號和重要的報警信息送至輸料程控系統(tǒng),接受輸料程控系統(tǒng)的遠方控制指令。支持報警系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),可以實現(xiàn)上下位機連接。因此,能夠協(xié)調各設備的啟停順序、動作連鎖及信號反饋,便于調節(jié)采樣周期。另外,控制室與采制樣地點應分開,有利地改善了電氣控制系統(tǒng)運行條件。

3.2 采制樣系統(tǒng)流程

3.2.1 工藝流程圖

根據(jù)設計條件和現(xiàn)場情況,依據(jù)國內(nèi)外相關標準和規(guī)范,在日照港木片專用泊位的 3條不同高度的卸船皮帶機上,安裝了 3套木片采制樣系統(tǒng),3條皮帶的高度分別為 19.104 m、13.050 m、7.770 m,初采機都安裝在皮帶中部,而給料機、二次采樣機等又集中安放在一個兩層平臺上,控制系統(tǒng)也是集中在一個控制室內(nèi),這樣大大節(jié)省了建設成本,同時也方便了值班人員的操作。系統(tǒng)的工藝流程如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)的工藝流程圖

3.2.2 采制樣系統(tǒng)的工作過程

皮帶上的初級采樣機按預定的采樣周期采樣,其采樣頭的開口寬度為 150 mm,旋轉經(jīng)過木片主皮帶時可將全斷面的木片刮取并拋到集料口,作為一個子樣 (16.5 kg或 22.2 kg)通過溜管送入皮帶給料機中,皮帶給料機上設有閘板用以調整料流的均勻性,將樣品連續(xù)均勻地輸送[2]。在給料機上的二次采樣機 (縮分器),根據(jù)預先設定的切割次數(shù)得到縮分后的樣品,該樣品通過溜管進入密閉的旋轉式樣品收集器中,一般按 1000濕噸作為一個采樣單元,每個單元的副樣收集到一個罐內(nèi)。余料通過皮帶給料機頭部卸料口送入斗式提升機,待提升到適宜的高度,余料返回到主皮帶。在自動狀態(tài)下,設備全部由 PLC控制,無需人工操作。

定時和定量取樣方式分別以設定的質量間隔或時間間隔作為取樣的控制因素。子樣的平均質量可按下式計算[3]:

式中:qm為木片的流量,t/s;

l1為初采機開口尺寸,mm;

Vb為主皮帶速度,m/s。

按上述條件取樣,木 1#線子樣的平均質量為13.75 kg。木 2#線和木 3#線子樣的平均質量為 18.52 kg。所采子樣數(shù)量可根據(jù)每批木片的質量以及卸船速度,設定取樣間隔來確定。一般 100濕噸采一個子樣。

初級采樣機采取的子樣通過給料機給到二次采樣機,二次采樣機必須對每個子樣切割 4次以上,每個子樣縮分后的質量大約在 2 kg。

4 結 語

日照港的 3套木片機械化采制樣系統(tǒng)運行可靠,能夠由用戶自行設定多種參數(shù),可滿足檢驗檢疫的需要。由于該系統(tǒng)替代了人工采樣,規(guī)范了進出口木片檢驗檢疫技術操作,獲得更有代表性樣品,保證了木片檢驗檢疫結果的準確性,并容易與國外同類標準接軌,符合采制樣方法的發(fā)展趨勢。因此,建議有關部門盡快制定相應的木片機械化采制樣行業(yè)或國家標準。

[1] 袁 堔,汪 豐,麥偉強,等.KT-001型木片自動抽樣系統(tǒng)的研發(fā)[J].檢驗檢疫科學,2006,16(增刊).

[2] 惠玉琴.自動化采制樣系統(tǒng)在羊場灣煤礦的應用 [J].西北煤炭,2007(2).

[3] GB/T 19491—2004煤炭機械化采樣第一部分:采樣方法[S].

Application ofW ood ChipsMachine Sampling System in Rizhao Port

YUAN Xiao-ying＊ZHAO Guang-fa YE Xiang-yong MA Cheng-jun
(Rizhao Entry-exit inspection and Quarantine Bureau,R izhao,Shandong Province,276826)

The basic conditions required by system design,the process flow and the equipmentof thewood chipsmachine sampling system in Rizhao port,aswell as the operation of the system are introduced.Such machine sampling system earlier application in nationalwide is suggested.

wood chips;machine sampling

TS72

B

0254-508X(2010)12-0049-03

袁曉鷹先生,高級工程師;主要從事進出口礦產(chǎn)品的檢驗以及采制樣設備的管理工作。

(＊E-mail:ciyuanxiaoying@163.com)

2010-07-19

(責任編輯:趙旸宇)