随着散粮系统流程的发展,在港口散粮装卸作业中,料斗秤的使用成为系统整个作业过程中的一项重要环节。北良港现有散粮系统料斗秤10台,其中摩仑公司生产的料斗秤6台(121W、122W、221W、222W效率2000t/h;101W、201W为效率1000t/h),托利多公司生产的料斗秤4台(C1、C2、C3、C4效率1000t/h),这些料斗秤在使用时,其中两台2000t/h效率的装船秤221W、222W经常会发生一票货作业结束后清秤阶段大量粉尘集中排出的问题,最后一到两秤下游装船皮带上粮食粉尘含量可达到50%以上。这么大粉尘含量的粮食如果进入到作业船舶的船舱内,将会对整船的粮食质量产生较大的影响,这是港方和货方都难以接受的。在散粮料斗秤的使用中,为了更好的避免清秤粉尘集中排放的问题,作如下阐述。

1料斗秤的秤体结构

整个料斗秤主要是由秤上斗、秤斗(秤料斗)、秤下斗三部分组成;其中秤斗(秤料斗)、秤下斗两部分在秤正常作业情况下每秤称量结束都会把内部的物料排空,因此产生粉尘积累最后清秤集中排放的可能性很小,所以这里重点介绍秤上斗。

秤上斗结构:上半部为长63m,宽51m,高78m的长方体;下半部为高16m的锥型斗。

作用:对秤上游皮带所输送的粮食物料进行一个缓冲,使秤斗在进行称量作业时有一个较稳定的给料和称量环境,同时也可以避免上游粮流对秤斗给料门进行直接的冲击,造成给料门关不严和称量不准的情况。

2料位工作原理

秤上斗内由低到高分布着三个料位:分别是模拟料位、中料位、高料位。现在除222W模拟料位为插入式料位以外,其他秤上斗料位都为顶部吊锁式料位。秤进行称量作业时,首先由上游流程对秤上斗进行加料,当物料在秤上斗有一定积存量时,粮面到达模拟料位位置,秤斗的给料门才会打开,秤内开始加料进行计量。如果秤上游流程流量大于秤称量的效率,秤上斗内物料就会逐渐增加,当累积到中料位位置时,上游流程起点的出粮电动阀将自动关闭;达到高料位位置时,秤上游流程将立即停机。料斗秤在正常工作状态中,为了保证秤斗进料称量的稳定,秤在达到自然不排秤状态时,模拟料位以下会留有一部分粮食。

现在两台装船秤:222W模拟料位使用的是侧壁插入式料位,在自然不排秤状态时,秤上斗存粮15t左右;221W为顶部吊索式料位,在自然不排秤状态时,秤上斗存粮30t左右。这部分粮食只有在一票货称量作业结束以后,通过手动方式给秤上斗一个假的模拟料位动作信号,才能把这部分粮食清秤排空,而大量的粉尘正是这个时候集中排放到下游皮带的。因此可以基本确定粉尘是在秤上斗模拟料位以下的那部分粮食中积累的。

3产生粉尘积累的原因

3．1秤上斗结构产生粉尘积累分析

在秤的连续工作中,这部分粮食理论上应该由上游输送的粮食进行不断更新替换,但是通过对秤处于工作状态时秤上斗下粮情况的分析,实际情况不是这样:由于秤上斗下部为锥型设计,而锥型下料口的横截面面积和秤上斗长方体横截面面积差距较大,导致粮食这种流体在锥型斗中下料时会产生芯流现象;就是先由上表面的中心位置开始下料,中心部分的粮食出尽后,再出靠秤上斗内壁部分的外圈粮食。在秤工作时,上游流程进行供料,把粮食不断的补充到上表面的中心位置,只有中心的粮食不断替换更新,而靠近上斗内壁的外圈粮食基本保持不动。粮流通过斗上方的半球型降破碎装置进入秤上斗时,溅起的粉尘和质量较轻的杂质就会回落到积存粮食的表面和上斗内壁上。由于秤工作时表面外圈的粮食基本不动,再加上锥斗部分倾斜面坡度较缓,致使外圈和内壁上的粉尘逐渐积累达到一定量时,最后按模拟排料清秤,就会把这些积存的粉尘杂质集中排出。

3．2除尘器产生粉尘集中排放的可能性分析现阶段为了避免在港口流程内中转的粮食产生货损、货差问题。各料斗秤的除尘器都采用粉尘回送状态,回送点为各秤的秤下斗。

首先,相关除尘器只有在本流程启动时才会使用,而流程中粮食运行产生粉尘时,除尘器才会有粉尘返到秤下斗。这是一个均匀循环的过程,在这个过程中一般不会产生粉尘集中排放的问题。其次,即便是秤下斗流程停止,除尘器单独运行一段时间把残留的粉尘排放积存在秤下斗内,流程下次启动时粉尘也应该在头股粮内出现,而不是在秤使用结束时清秤阶段才排出。

所以可以基本排除由除尘器粉尘回送而产生清秤阶段粉尘集中排放问题的可能性。

4秤操作方面避免粉尘积累

2009年以前我们采用的操作方法是:221W、222W在进行装船作业时,作业品种是玉米,作业过程中禁止使用模拟排料功能,作业结束后计量秤达到自然不排秤状态即可不必清秤。作业品种是其他小物种(小麦、大豆、大麦),作业过程中可以一直打模拟排料,争取作业结束时计量秤也清空。这样可以有效的防止最后清秤阶段秤上斗积累的粉尘集中排出。

但是这种方法也存在一定的缺点:

(1)作业品种是玉米时更换货主或筒仓时不清秤,以自然不下粮状态作为上批粮出完的判断条件,但不清秤不能保证前后两批货完全分离,前后两批货会在秤内混合,而粮的混合程度会在批次更换后的头几秤表现的更为明显。如果遇到前后两个批次的粮食粮质差异较大的情况,货主对这种粮质变化是难以接受的。2009年7月发生的一起装船粮质事件,就是在这种情况下产生的。

(2)如果玉米作业也采用小物种的方式!!!作业过程中一直打模拟排料,这样虽然可以避免作业过程中秤上斗的粉尘积累,但是料斗秤如果一直采用这种方式工作,就失去了秤上斗模拟料位的作用。秤上游料流对秤给料门的长期冲击,不但会对秤体的称重感应元件造成损害,而且也会对料斗秤的称重精度产生较大影响。

2009年7月装船粮质事件发生以后,装船秤在操作方面,改为每批次货作业结束时都手动模拟排料清空秤上斗的方式。这种操作方式在1500t以下的小船和单批次货2000t以下的作业中,由于作业时间较短,秤上斗积累的粉尘还未达到一定量时就结束了一个批次的计量,手动打模拟排料进行清秤,所以不会产生大量粉尘集中排放的问题。但是在1500t以上的船,或是单批次2000t以上的作业时,特别是5万t以上的大船(单个船舱每步作业3000t以上)和三四期筒仓(玉米仓容4500t)出粮作业时,由于每个批次货出货时间较长,秤上斗积累的粉尘量也在增加,当一个批次货计量结束进行清秤时,经常还会发生大量粉尘集中排放的问题。

为了尽量减少这种情况的发生,现在装船作业时,要求装船操作员在一个批次货作业时间较长时(单批次1500t以上),作业结束前300t左右时开始打模拟排料,争取秤上斗粉尘未大量积累前,就均匀的排出。这种方法在实际操作中也存在一些问题:(1)秤在正常工作中打模拟排料,上游皮带的粮流直接冲击秤斗给料门,很容易产生给料门关不上导致秤料斗过载故障。(2)222W模拟料位存粮较少(15t),经常一开始按模拟排料,就会把这部分粮排空,无法做到粉尘均匀的排出。

还有一种方法理论上也可以有效的避免清秤粉尘上船,就是在装船作业过程中不使用模拟排料功能,每批次作业结束后,通过倒仓流程把秤上斗模拟料位的粮返回到相同批次的筒仓中。这样做需要占用装船和卸车流程进行返粮,在日常生产作业较繁忙的情况下,这种方法的实用不强,一般很少采用。综上所述,要想在操作方面避免大型散粮料斗秤清秤时粉尘集中排放的问题,可以采用的操作方法为:装船作业时,一个批次粮食连续作业量在1000t以内时,可以在作业结束阶段正常打模拟排料进行清秤装船。如果一个批次粮食连续作业量在1000t以上时,需要每间隔1000t时进行一次模拟排料清空秤上斗,在清秤时需要提前把上游流程出仓的电动阀关闭,保证秤上斗不在有粮流进入,再手动打模拟排料进行清秤。清秤后为了保证给料门关闭,需要把秤完全停下来再重新启动(秤斗加料时如果秤上斗余量不足一秤,给料门将是打开状态等待加料,这时如果秤上游流程来粮,很容易产生给料门关不上,秤料斗过载故障),然后打开所有筒仓的阀门继续进行未完成批次作业。

5设备改造避免粉尘积累可能性分析

5．1防破碎装置改造

由于秤上游皮带输送的粮食在秤上斗内高度落差较大,粮食在下落冲击过程中会产生较大破碎,为了减少这种破碎现象,需要在粮食落差较大的地方安装防破碎装置。本港散粮料斗秤所使用的防破碎装置,为秤上斗进料口下方中心位置的半球型挡料板。这种降破碎装置虽然可以减缓粮流的冲击速度,但是粮流在经过两次碰撞下落的过程中,会溅起大量的粉尘和较轻杂质。这些溅起的粉尘和杂质回落时,会在上斗内壁和模拟料位下积存的粮食表面不断积累。这也是秤上斗内大量产生粉尘积累的一个重要原因。

改造秤上斗降破碎装置的结构,可以尝试改造成像粮食筒仓内使用的折板式降破碎装置,上游流程粮流进入秤上斗时,先经过上部的分料流管,把粮流分到内壁两侧的导流折板中,粮流在折板中往返式下降到秤上斗内。这样不但可以降低粮食进入秤上斗时的破碎率,而且还可以减少粮流在下落时溅起的粉尘量,从而避免秤上斗内的粉尘积累。

5．2增加秤上斗除尘点

秤上斗积累的粉尘,主要是由粮流进入秤上斗时,溅起的粉尘回落产生的。要想减少溅起的粉尘回落,可以适当的增加除尘器在秤上斗的吸尘点。这样可以使秤上斗溅起的粉尘,大部分被吸尘点吸入除尘器,并通过除尘器回送的方式均匀的返到秤下流程中。这也可以在一定程度上避免秤上斗内的粉尘积累,最后集中排出。

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