木片機(jī)械化采制樣系統(tǒng)在日照港的應(yīng)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(jī)械化采制樣系統(tǒng)在日照港的應(yīng)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(jī)械化采制樣系統(tǒng)設(shè)計所需的基本條件,系統(tǒng)的工藝流程以及設(shè)備組成,并簡述了系統(tǒng)的操作過程。

木片;機(jī)械化采制樣

近幾年來,日照口岸的木片進(jìn)口量一直居全國首位,2009年共進(jìn)口木片 74批次,147.22萬 t,貨值10369萬美元。批次、質(zhì)量、貨值分別比 2008年增長了 80.49%、100.02%和 31.57%。進(jìn)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(xué)化管理,提高樣品的代表性,減少勞動強(qiáng)度,日照檢驗檢疫局對機(jī)械化采制樣設(shè)備的制造企業(yè)進(jìn)行了全面調(diào)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(dá)技術(shù)公司的 3套木片機(jī)械化采制樣系統(tǒng),使得日照港進(jìn)口的木片采制樣工作全部可以由機(jī)械化采制樣系統(tǒng)完成,從而大大提高了采制樣工作的質(zhì)量和效率。

1 木片機(jī)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(kuò)張,木片市場需求量加大,僅僅依靠國產(chǎn)木片已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求,木片進(jìn)口數(shù)量激增,進(jìn)境木片攜帶的疫病疫情也日益嚴(yán)峻,需引起高度重視。目前,雖然木片品質(zhì)檢驗屬非法檢產(chǎn)品,但貿(mào)易雙方出于結(jié)匯等需要,往往需要第三方檢驗檢疫機(jī)構(gòu)對木片的品質(zhì)指標(biāo)出具檢驗報告。檢驗報告是出入境檢驗檢疫工作質(zhì)量的核心內(nèi)容之一,采制樣則是檢驗檢疫能否準(zhǔn)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(rèn)可工作的發(fā)展,實驗室檢測及管理已達(dá)到了較高的水平,檢測數(shù)據(jù)的誤差對檢驗結(jié)果的影響已逐漸減少,而采樣的代表性、制樣的準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn),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(jìn)行采樣,在一定程度上影響了樣品的準(zhǔn)確性,也給貿(mào)易雙方造成了不便。木片機(jī)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?qū)崿F(xiàn)木片機(jī)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(jī)械化采制樣系統(tǒng)的設(shè)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(shè)備按 45℃考慮);

極端最低氣溫: -13.7℃ (對設(shè)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(fēng)速:40.3 m/s,強(qiáng)風(fēng)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(guān)技術(shù)參數(shù)

(1)建設(shè)規(guī)模

3套采樣系統(tǒng)對應(yīng)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?？?5萬 t貨船。

(2)港口主皮帶機(jī)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(shè)備容積能力時,應(yīng)取 0.16 t/m3;計算流量時,應(yīng)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(jī)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(jī))、制樣部分 (皮帶給料機(jī)、二次采樣機(jī)、樣品收集器)、余料處理部分 (斗式提升機(jī))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(jī)架上,當(dāng)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(yùn)算得出運(yùn)輸皮帶的瞬時流量值和累積質(zhì)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(zhuǎn)初級采樣機(jī)完成,它是由制動電機(jī)、減速器、旋轉(zhuǎn)斗式采樣頭、接近開關(guān)和帶防護(hù)罩的鋼結(jié)構(gòu)支架等組成。制動電機(jī)與減速器采用直聯(lián)式齒輪減速電機(jī)。裝在鋼結(jié)構(gòu)架上的具有制動功能的電機(jī)用來驅(qū)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(guān)控制。接近開關(guān)還同時具有零速檢測功能,在一定時間內(nèi)接收不到開關(guān)信號時,則發(fā)出報警信號。初級采樣機(jī)由預(yù)編采樣周期進(jìn)行子樣的采取,采樣周期 0～9999 s內(nèi)可調(diào)。

3.1.3 制樣部分

木片的制樣由 EBF-400型皮帶給料機(jī)、ECBS-40/150型二次采樣機(jī)、ERSC-10型樣品收集器組成的設(shè)備完成,其中皮帶給料機(jī)以圓弧板取代槽型托輥構(gòu)成皮帶槽角,整機(jī)質(zhì)量輕、密封性好。并裝有手動可調(diào)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(xì)物料在皮帶上的黏結(jié);裝有零速檢測開關(guān),有效檢測皮帶的打滑、斷裂及輸送機(jī)的堵塞。二次采樣機(jī)直接安裝在給料機(jī)上與給料機(jī)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(shè)定的采樣周期及改變給料機(jī)的速度進(jìn)行無極調(diào)整?？s分后的樣品,即二次采樣的樣品通過溜槽進(jìn)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(jī)工作、實現(xiàn)自動換罐。

3.1.4 余料處理部分

料斗式提升機(jī),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(yùn)行。設(shè)有過載保護(hù)裝置及程序過載、判斷等多層保護(hù),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(shè)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(jìn)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(shè)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(yuǎn)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(jī)連接。因此,能夠協(xié)調(diào)各設(shè)備的啟停順序、動作連鎖及信號反饋,便于調(diào)節(jié)采樣周期。另外,控制室與采制樣地點應(yīng)分開,有利地改善了電氣控制系統(tǒng)運(yùn)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(shè)計條件和現(xiàn)場情況,依據(jù)國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(jī)都安裝在皮帶中部,而給料機(jī)、二次采樣機(jī)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(shè)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(jī)按預(yù)定的采樣周期采樣,其采樣頭的開口寬度為 150 mm,旋轉(zhuǎn)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(jī)中,皮帶給料機(jī)上設(shè)有閘板用以調(diào)整料流的均勻性,將樣品連續(xù)均勻地輸送[2]。在給料機(jī)上的二次采樣機(jī) (縮分器),根據(jù)預(yù)先設(shè)定的切割次數(shù)得到縮分后的樣品,該樣品通過溜管進(jìn)入密閉的旋轉(zhuǎn)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(jī)頭部卸料口送入斗式提升機(jī),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(shè)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(shè)定的質(zhì)量間隔或時間間隔作為取樣的控制因素。子樣的平均質(zhì)量可按下式計算[3]:

式中:qm為木片的流量,t/s;

l1為初采機(jī)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(zhì)量為13.75 kg。木 2#線和木 3#線子樣的平均質(zhì)量為 18.52 kg。所采子樣數(shù)量可根據(jù)每批木片的質(zhì)量以及卸船速度,設(shè)定取樣間隔來確定。一般 100濕噸采一個子樣。

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

4 結(jié) 語

日照港的 3套木片機(jī)械化采制樣系統(tǒng)運(yùn)行可靠,能夠由用戶自行設(shè)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(jìn)出口木片檢驗檢疫技術(shù)操作,獲得更有代表性樣品,保證了木片檢驗檢疫結(jié)果的準(zhǔn)確性,并容易與國外同類標(biāo)準(zhǔn)接軌,符合采制樣方法的發(fā)展趨勢。因此,建議有關(guān)部門盡快制定相應(yīng)的木片機(jī)械化采制樣行業(yè)或國家標(biāo)準(zhǔn)。

[1] 袁 堔,汪 豐,麥偉強(qiáng),等.KT-001型木片自動抽樣系統(tǒng)的研發(fā)[J].檢驗檢疫科學(xué),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(yīng)用 [J].西北煤炭,2007(2).

[3] GB/T 19491—2004煤炭機(jī)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(jìn)出口礦產(chǎn)品的檢驗以及采制樣設(shè)備的管理工作。

(＊E-mail:ciyuanxiaoying@163.com)

2010-07-19

(責(zé)任編輯:趙旸宇)