皮帶機物料稱重系統改造

王代華 付東明 王訓東 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的精準性和可靠性。同時詳細介紹了新型陣列式電子皮帶秤的模塊構成、稱重理論、應用場合和技術特點，并進行了效益計算。

關鍵詞：皮帶機；稱重系統；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備，相配套的物料稱重裝置是裝船作業系統中監控裝船作業流量、控制作業流程的主要設備。自2003年投產以來，經過多年的運行使用，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、設備故障率高的問題，對裝船作業量的準確性和設備完好率產生了很大影響，直接影響了公司的服務質量。綜合以上情況，我們決定對皮帶機的稱重系統進行升級改造。

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，導致稱重誤差大；同時稱重橋架為封閉式設計，經過多年的使用后，出現橋架變形、銹蝕的情況，影響承載托輥的平衡性，進而對皮帶的正常運行產生威脅。

考慮到以上情況，我們港口技術人員和設備生產廠家經過現場實地考察，綜合皮帶機實際狀況，對南京三埃現有陣列式電子皮帶秤進行了改進，使之能夠長時間、準確的稱重物料。

3 新型物料稱重系統介紹

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

3.1 物料稱重系統簡介

3.1.1 陣列式皮帶秤

一種以特定稱重單元多組串聯布置組成的稱重陣列式皮帶秤，通過對陣列數據進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，采用特殊的秤體結構，支承兩組以上的稱重托輥，結構巧妙，稱重精度高，穩定性極好，免日常維護。

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，結構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

影響皮帶秤長期穩定性的主要因素是皮帶張力與秤架結構穩定性。通過研究我們發現：通過對陣列式皮帶秤各單元數據進行處理后可使得陣列內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，據此原理形成了新的皮帶稱重誤差理論。

在上述理論指導下，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，配之以高穩定性的單點懸浮稱重平臺，就可實現高精度和高穩定性的皮帶稱重計量結果。

3.3 應用場合

1）港口進出口散狀物料貿易結算計量。

2）電廠入廠煤貿易計量。

3）鋼鐵廠大宗原燃料入廠貿易計量及分廠間結算計量。

4）各類礦山出廠物料貿易計量。

5）各種散狀物料運輸過程中的計量。

3.4 新型物料稱重系統特點

此次稱重系統改造，采用的是南京三埃生產的“陣列式皮帶秤”。生產廠家結合港口技術人員的現場反饋，綜合考慮港口設備、設施實際，對改造使用的稱重裝置進行了適應性改進，并成功應用于公司A-4、6-5BC皮帶線的物料運輸統計。本次改造項目的物料稱重系統具有以下特點：

1）達到GB/T 7721-1995標準0.25級皮帶秤精度。

2）各種散狀物料貿易結算用皮帶秤。

3）高長期穩定性，克服皮帶秤長期穩定性差的頑癥。

4）安裝簡易，日常維護量極低。

5）可克服皮帶張力變化、托輥沾料等多種常見狀況影響。

6）系統人機界面友好，具有強大數據處理能力。

7）系統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）根據用戶要求，系統有較強的組合與擴展靈活性。

9）系統具有強大的網絡適配能力，可適應各種網絡要求。

10）系統具有高精度、高長期穩定性、極低日常維護的優異效果。

4 改造方案

通過現場考察評估，我們選取了舊式皮帶秤的安裝位置進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構，又能使用原先的遮雨裝置，節約了成本。

我們制定的改造方案為，拆除原有皮帶秤后，將8組稱重單元串聯排列在托輥支架下方的承載鋼結構支架上。按照設計指標，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據，以提高物料監測的精度。

設備安裝完成后，技術人員分別在皮帶空載、重載的狀態下對皮帶稱重裝置相關數據進行了初始化設置，經多次調整后，該稱重系統物料統計量與輪船水尺物料數據誤差保持在1%以內，達到了改造目的。

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運行平穩正常，物料監測數據始終保持在誤差范圍內，使裝船調度部門能夠實時掌控裝船作業流量、噸位，科學調配作業流程，提高裝船效率，同時也避免了裝船過程出現作業量不準確等質量事故。

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

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