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一、项目背景
湖南岳阳城陵矶港后方堆料场,是长江中游重要的散货集散基地,年吞吐量超千万吨。2025年5月,堆料场管理方对场内9台刮板输送机进行安全评估后,决定全部加装断链保护装置。
直接诱因是一起险些酿成大祸的断链险情。一台长栈桥刮板机在夜间输送铁矿石时,链条因长期磨损突然断裂。幸运的是,值班员及时发现电流异常手动停机,避免了链条甩入下方皮带机的事故。但管理方陈主任(化名)后怕不已:"如果晚发现两分钟,下面那条价值800万的皮带机就完了。我们必须装自动保护,不能靠运气。"
二、改造前设备状况及核心要求
2.1九台设备基本情况
序号 | 设备位置 | 型号 | 输送长度 | 链速 | 电机功率 | 工况特点 |
1 | 1#栈桥入料 | XGZ-1400 | 85m | 0.9m/s | 75kW | 铁矿石硬度高,冲击大 |
2 | 2#栈桥入料 | XGZ-1400 | 92m | 0.9m/s | 75kW | 煤炭与矿石切换,负载变化 |
3 | 3#栈桥入料 | XGZ-1200 | 78m | 0.8m/s | 55kW | 砂石料,磨损性强 |
4 | 1#堆取料 | XGZ-1000 | 45m | 0.7m/s | 37kW | 堆高变化大,负载波动 |
5 | 2#堆取料 | XGZ-1000 | 48m | 0.7m/s | 37kW | 盐雾腐蚀,潮湿环境 |
6 | 3#堆取料 | XGZ-1200 | 52m | 0.8m/s | 45kW | 台风季节风雨侵袭 |
7 | 转运塔A | XGZ-800 | 32m | 0.6m/s | 22kW | 多路汇流,启停频繁 |
8 | 转运塔B | XGZ-800 | 35m | 0.6m/s | 22kW | 落差大,物料冲击 |
9 | 装船给料 | XGZ-1200 | 58m | 0.8m/s | 45kW | 船期紧张,连续作业 |
2.2改造前保护状况
9台设备均无断链保护,依赖人工巡检(每班次2次)和电流监视。堆料场地域开阔,栈桥长度数十米至近百米,巡检往返耗时,难以及时发现故障。
2.3核心要求
陈主任提出:一是必须适应露天盐雾、风雨、温差环境;二是安装不得破坏栈桥结构;三是与现有中控系统联动,实现远程监控。
三、选型与技术方案
3.1选型过程
设备科周工对比方案:
方案类型 | 优点 | 缺点 | 是否满足 |
接近开关式 | 价格低 | 盐雾腐蚀失效、振动误报 | 不满足 |
电流检测式 | 安装简单 | 无法区分断链与空载、船期延误风险 | 不满足 |
接触式测速(轴心安装) | 直接测转速、环境适应性强 | 需轴心钻孔 | 满足 |
选定德克西尔MDR-SCD-10-G,陈主任确认:"露天环境,可靠性第一。"
3.2技术方案
-传感器:IP65防护,耐腐蚀材质
-报警阈值:70%(栈桥设备负载波动大,适当放宽)
-启动延时:20秒
-输出:无源干接点,接入中控PLC(施耐德Quantum)
四、安装改造实施
4.1分三批完成
利用船舶到港间隙和检修日,分三批进行,每批3台。
4.2典型安装步骤(以1栈桥入料刮板机为例)
步骤1:安全准备(25分钟)
办理高处作业票,切断电源,栈桥两端设警戒。
步骤2:轴心钻孔(60分钟)
使用便携式磁力钻,φ10.5mm钻头钻深20mm,攻M12螺纹。栈桥空间狭窄,采用小型磁力钻,操作员系安全带。
步骤3:传感器安装(20分钟)
传感器旋入螺纹孔,涂防腐螺纹胶,拧紧力矩25N·m。电缆穿不锈钢波纹管,沿栈桥护栏内侧固定,防止台风摇曳。
步骤4:接线与设定(25分钟)
控制器安装于栈桥头配电箱内,导轨固定。接线后设定灵敏度70%,启动延时20秒。
步骤5:功能测试(30分钟)
-空载运行:实测转速720r/min,正常
-模拟断链:盘车至480r/min,2秒后报警
-联动测试:报警信号正确上传中控室,显示"1栈桥断链报警"
步骤6:防腐处理(20分钟)
传感器本体及线缆接头涂防腐漆,延长盐雾环境使用寿命。
4.3九台设备改造统计
项目 | 数据 |
总安装时间 | 平均每台3小时 |
最长栈桥线缆 | 95米(2#栈桥) |
不锈钢波纹管 | 约320米 |
调试一次通过率 | 89%(1台灵敏度需调整) |
五、运行效果及跟踪数据
5.1八个月跟踪数据(截至2026年1月)
指标 | 改造前(预估) | 改造后(8个月) |
断链事故次数 | 1次/年(历史平均) | 0次 |
误报次数 | 无保护器 | 2次(台风期间振动,调整后消除) |
漏报次数 | 不适用 | 0次 |
巡检工作量 | 每班次2次,每次90分钟 | 每班次1次,每次45分钟 |
中控室响应 | 人工发现后电话通知 | 自动报警,秒级响应 |
5.2经济效益
-避免一次断链事故损失:按下方皮带机价值及停产估算约120万元
-9台保护器总投入:约6.1万元
-8个月净节省:约114万元
-巡检人力节省:每年约2.4万元
六、经验总结
6.1露天环境防腐是关键
2堆取料传感器安装后三个月出现表面锈蚀,及时补涂防腐漆后解决。后续安装统一增加防腐涂层厚度。
6.2长距离线缆需加强防护
2栈桥线缆95米,中间增加两处固定点,防止大风摇曳导致接头松动。
6.3灵敏度差异化设置
铁矿石硬度高、冲击大,1-3栈桥灵敏度70%;煤炭、砂石相对平稳,4-9设备逐步调至50%。
6.4与中控联动提升效率
报警信号接入中控后,值班员秒级获知故障,无需现场巡检确认,应急响应时间从15分钟缩短至30秒。
七、结语
湖南岳阳某堆料场9台刮板机的断链保护改造,验证了接触式测速方案在露天长距离工况中的可靠性。投资6.1万元,8个月避免损失114万元,更实现了从"人工巡检"到"自动监控"的管理升级。
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