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谈谈wika压力变送器超载作业的危害及改进方法

 更新时间:2023-02-01 点击量:312

  针对wika压力变送器在接卸作业过程中会因计重误差等原因造成超载作业,存在安全隐患,对专业散货泊位造成一定安全风险。通过对压力变送器超载作业的危 害、影响因素进行分析,基于提高称重系统快速性、精准性等技术措施,提出超载保护方 法,为wika压力变送器安全运行提供技术保障。

  1、超载作业危害:

  超载保护始终是港机设备安全管理领域中的重要研究课题,超载作业通常有以下危害:

  (1)、影响钢丝绳及其连接件的使用寿命。起升 开闭钢丝绳分别自起升、开闭 4 个卷筒,经机房 滑轮组、海陆侧改向滑轮组、主小车滑轮组后,分 别在抓斗上固定。以唐山港卸船机为例,其主绳 采用直径 53 mm 钢丝绳,海侧开闭为左旋 260 m, 海侧起升为右旋 260 m,陆侧开闭为右旋 230 m,陆侧起升为左旋 230 m。抓斗绳为海侧 35.5 m,陆 侧 34 m,梨形头和 C 型扣采用配套的 # 17 产品。卸船机钢丝绳及其连接件频繁超负荷承重,会导 致钢丝绳断丝、断股,连接件异常磨损甚至断裂, 极易造成机损船损事故。

  (2)、造成钢结构疲劳损伤。卸船机前大梁长期处于过负荷工作状态时,会导致钢结构变形开裂, 严重影响运行安全。

  (3)、加大传动机构的工作负荷。变频器长期处于过负荷高温工作状态,加大电气房散热难度,易 报过温故障,且严重时会导致 IGBT 板等关键配件 损坏,导致设备停机。

  (4)、降低生产效率。以唐山港卸船机为例,舱内抓料平均高度为 -8 m,按照目前的超载程序设 计,每次读取称重值均在 10 m 高度。-8 m 至起升 高度 10 m 的距离为18 m。按照卸船机抓斗满载下降速度为 200 m/min,即3.3 m/s,单程下降时间为5.5 s;卸船机抓斗满载上升速度为160 m/min,即 2.7 m/s,单程上升时间为 6.7 s;开斗、放料、闭 斗的平均时间为8 s。按此计算每当超载达到125%时,抓斗回程放料的往返时间为 20 s。按照卸船机作业 55 s 单斗循环计算,抓斗超载时回舱卸 载的时间占抓斗循环时间的 36%,严重影响作业效率。

  2、超载原因:

  2.1、货种原因 接卸货物比重大。2016 年,唐山港接卸矿石船舶 262 艘次,卸船吞吐量 3 839 万 t,其中南非粉、巴西粉、秘鲁精粉、智利精粉、南非块等品位63.3%以上的大比重货物为 696 万 t,占全部卸船量的 18.13%,该情况尤其在船舶开舱作业时更为 突出,货面平整容易抓取,加之货物比重较大,作业过程中易出现超载现象。
 

wika压力变送器

 

  2.2、设置原因:

  抓斗抓取量设置不合理。唐山港现有的变斗容矿石抓斗适用的物料比重为 2.0/2.5,抓斗斗容为19.5/15.6 m3。卸船作业时,卸船机司机根据货种特 性和作业阶段对抓取量进行设置,实现满斗抓料的 同时避免抓斗超载,抓取量通过控制起升钢丝绳松绳补偿的张紧力,实现自动调整内部挖掘深度。若抓取量设置偏大,达到 110%超载时,抓斗在起升阶段会报出超载报警,达到 125%超载时,抓斗会报出 超载故障,程序禁止抓斗向卸料系统放料,司机需将抓斗返回舱内进行减载;若轻载抓取物料,货物 净重明显小于卸船机作业能力时,浪费卸船机性能,延长船舶在港停时,加大电能消耗。

  3、基于称重技术的超载保护问题:

  3.1、超载保护形式:

  目前,变送器超载保护方式包括硬 件超载保护和软件超载保护 2 种方式。

  (1)、硬件超载保护一般将传感器连接在前后 大梁起升改向滑轮的倾转装置上,传感器将输出 信号送至重量变送器,重量变送器将传感器上的 负荷电压信号转换成电流信号,#终传送到司机室显示控制仪表。该保护方式需要购置安装硬件、 定期校准零点、需要安排日常点检维护,而且存在故障报出缓慢,影响作业效率等问题。

  (2)、软件超载保护一般分为超载报警判断和 超载故障判断 2 部分。其中:超载报警判断是在 超载高于 110%的情况下,仅作声光报警,不作设 备急停,减载至 90%后报警解除;超载故障判断是在超载高于 125%的情况下,上升过程且起升10 m 高度以下时设备急停,复位后将抓斗移回舱内减载。

  3.2、超载保护问题:

  wika压力变送器利用现有技术称重时计重误 差较大,且超载报警存在漏报现象,对卸船机司机操作技术和经验有较高要求,主要造成以下后果:

  (1)、因超载报警存在误报、漏报现象,易加剧设备疲劳损伤,造成机损、船损事故。

  (2)、超载报警和故障的判断需要在 10 m 等较高的高度完成,判断迟缓。

  (3)、由于程序原因,称重数值可能取在力矩曲线的波峰或波谷位置,造成称重数值不准确。

  综合上述情况,为保障设备安全运行、称重快 捷精准,须研制新的控制程序,达到降低硬件维护 成本,同时快速精准地判断超载的目的。

  4、超载保护改进方法:

  卸船机的动态称重,可选取变频器起升开闭 力矩曲线作为计算变量。每个作业循环内的力矩 曲线,只针对当前特定的一斗货物。因此,通过分 析曲线的波动情况找到波动规律,是分析和改进软件称重的重要方法。