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氢能:21世纪清洁能源革命的关键角色及其在能源转型中的广阔前景

来源:德克西尔 时间:2024-03-25 17:10:25

        进入21世纪以来,随着全球气候变化和环境问题日益严峻,国际社会对节能减排和能源清洁化的追求呈现出前所未有的紧迫性。在这场波澜壮阔的能源革命中,氢能作为一种高效、清洁且几乎零污染的二次能源,其在能源转型中的巨大潜力再次引起了全球广泛的关注和深入的研究。氢能因其独特的性质和优势,在这一进程中扮演了至关重要的角色:

        清洁无碳排放

清洁无碳

        氢能的核心优势在于其燃烧后的产物仅为水,不会产生二氧化碳或其它有害物质,从而完全符合低碳、甚至是零碳排放的要求。尤其在采用可再生能源如太阳能、风能、水能等通过电解水法制取氢气的过程中,整个循环实现了从源头到使用的全程清洁,真正意义上践行了"深度脱碳"的理念。氢能因其在生产和消耗全程实现无碳排放的特性,使之成为应对全球气候变暖挑战的理想能源选项。

        能源载体

氢能能源载体

        氢能的储能属性赋予了其在能源系统中的独特地位。在可再生能源大量接入电网的背景下,由于风能、太阳能等的间歇性和波动性,往往会导致电力供需不平衡的问题。氢能通过电解水工艺能够将富余的可再生能源电力高效转化为便于储存和输送的氢能形态,从而有利于实现能源的灵活管理和调度,显著提升了能源系统的稳定性与适应性。

        应用领域广泛

氢能应用领域

        氢能的应用领域极其广泛,从交通运输到工业生产,再到建筑采暖和供电,都有氢能大展身手的空间。在交通领域,氢燃料电池车以其零排放、高效率和长续航等特点,成为了电动车之外的重要替代方案;在工业领域,氢能可以直接替代煤炭、石油等传统化石燃料,用于钢铁冶炼、化工合成等各种高温热源场景,有效降低碳排放;在建筑领域,氢能供热和供冷系统能够提供低碳环保的舒适生活条件。

        随着科技的日新月异,氢能的制备、储运和利用技术也在不断提升和完善,尤其是固态储氢、液态储氢、高压储氢等新型储运技术的研发,以及燃料电池效率的提高和成本的降低,都为氢能的大规模商业化应用扫清了障碍。同时,各国政府纷纷出台相关政策扶持氢能产业的发展,投资建设加氢站等基础设施,力图构建起涵盖制氢、储氢、运氢、用氢的全产业链生态体系。面对未来,氢能产业的发展将进一步加速,有望在全球能源结构中占据举足轻重的地位,为人类社会构建可持续、低碳的能源供应体系,有效应对气候变化挑战,创造一个更加绿色、和谐的地球家园。


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原料取料机(耙架结构)断链保护装置安装指南

原料取料机(耙架结构)断链保护装置安装指南

        一、安装前的准备工作        原料取料机(耙架结构)的链条传动系统包含料耙驱动链条和底部刮板链条两套独立机构,分别需要安装断链保护器。本文以MDR-SCD-10接触式磁电测速保护器为例,详细介绍安装全过程。        1.1工具与材料准备        ●MDR-SCD-10速度传感器(每台取料机2套)        ●磁力钻及φ10.5mm硬质合金钻头        ●M12×1.5丝锥及攻丝扳手        ●力矩扳手(量程0-50N·m)        ●两芯屏蔽电缆(耐油、耐高温,长度根据现场敷设路径确定)        ●金属软管及接头        ●IP66防水接线盒        ●螺纹锁固胶(中强度)        1.2现场条件确认        ●取料机已断电、挂牌、上锁,办理检修工作票        ●从动轴(料耙驱动轴和刮板尾轮轴)端面露出长度不小于40mm,直径不小于50mm        ●轴端无严重裂纹、变形,表面清理干净        ●确定电缆敷设路径和PLC输入点空闲通道        1.3关键参数预设        根据取料机工况,提前记录正常转速值:料耙驱动从动轴通常为100-150r/min(低速重载),刮板尾轮轴通常为400-500r/min(中速)。这些数值将在调试时使用。        二、机械安装步骤        2.1料耙驱动链条保护器安装        第一步:定位与清理        使用抹布清除从动轴端面的油污、锈蚀和积尘。用中心钻在轴心轻轻打一个定位点,确保钻孔位置精确对中。        第二步:钻孔        将磁力钻牢固吸附在轴端或专用支架上,使用φ10.5mm钻头垂直进刀。钻孔深度控制在20mm,期间每进刀5mm退出一次,用压缩空气吹除铁屑,防止钻头卡滞或过热。注意:不得钻穿轴壁,20mm深度足够螺纹受力。        第三步:攻丝        用M12×1.5丝锥手动攻丝,每进半圈后退四分之一圈,同时涂抹切削液。攻丝完成后用磁铁吸净螺纹孔内的铁屑,再用棉签蘸清洗剂清理。        第四步:传感器安装        在螺纹孔内滴入2-3滴螺纹锁固胶,将MDR-SCD-10传感器旋入,用手拧到底后再用力矩扳手紧固至20N·m。注意:传感器尾部电缆引出方向应朝向电缆敷设路径,避免过度弯折。        第五步:电缆固定        传感器尾部电缆为两芯屏蔽线,沿从动轴支架向机尾方向敷设,每300mm用尼龙扎带固定一次。在可能被链条或物料刮蹭的部位,必须穿金属软管保护。        2.2底部刮板链条保护器安装        底部刮板尾轮轴的安装步骤与料耙驱动轴完全相同,区别在于尾轮轴通常直径更大(60-80mm),钻孔攻丝位置同样在轴心。安装时注意:        ●尾轮轴端可能靠近地面或检修通道,电缆敷设应避开人员踩踏区域        ●尾轮轴转速较高,传感器安装后需检查紧固情况,防止振动松脱        三、电气接线与参数设定        3.1电缆接线        将传感器电缆引入就近的防水接线盒(IP66及以上)。MDR-SCD-10为两线制输出,不分正负极,但建议:        ●红色(或棕色)线接DC24V+(通过PLC输出模块或开关电源提供)        ●蓝色(或黑色)线接PLC数字量输入模块的输入点        ●屏蔽层在接线盒内单端接地        接线完成后,用万用表测量回路电阻:正常时传感器输出常闭触点,电阻应接近0Ω;手动转动从动轴,转速正常时触点闭合,电阻为0Ω;转速低于阈值或传感器故障时触点断开,电阻无穷大。        3.2接入PLC系统        根据取料机原有控制系统(如西门子S7-1200、S7-200SMART等),选择一个空闲的数字量输入通道。例如:        ●料耙链条保护信号接入I1.0        ●刮板链条保护信号接入I1.1        在PLC程序中编写断链报警逻辑:当输入信号为“0”(触点断开)且持续时间超过设定延时(通常2-3秒)时,触发报警并切断取料机主接触器。同时,在触摸屏或上位机增加转速状态显示。        3.3保护器参数设定        MDR-SCD-10保护器本体上设有拨码开关或电位器,用于设定额定转速和报警阈值:        ●额定转速设定:根据实测正常转速值,将拨码开关调整至对应档位(例如料耙轴120r/min,选择“120”档;刮板轴480r/min,选择“480”档)        ●报警阈值设定:通常设为额定转速的70%,即当转速低于该值时触发报警        ●延时时间设定:设为2秒(低速轴可设为3秒),避免正常启停瞬间误报        具体操作请参照产品说明书,不同批次型号可能有细微差异。        四、调试与验收        4.1空载测试        取料机空载启动,观察保护器面板上的LED转速显示。正常时数值应在额定值±5%范围内,保护器输出指示灯常亮(表示触点闭合)。中控室PLC应显示“正常”状态。        4.2模拟断链测试        手动盘车使从动轴缓慢减速,当转速降至报警阈值以下时,保护器应在延时结束后立即切断输出(指示灯熄灭)。PLC收到断链信号后执行停机,中控室显示相应报警信息。分别对料耙链和刮板链进行测试,每项至少做两次。        4.3误报测试        正常启动取料机三次,观察保护器是否在启停瞬间误动作。若出现误报,适当增加延时时间(从2秒调至3秒)。        4.4断线保护测试        拔掉传感器电缆,保护器应立即输出报警(故障安全型设计),PLC执行停机。这是验证系统安全性的重要环节。        4.5验收标准        ●空载运行时转速显示稳定,无闪烁或跳变        ●模拟断链时保护器可靠动作,动作时间误差不超过0.5秒        ●连续运行24小时无误报        ●电缆敷设规范,接地可靠,接线盒密封完好        五、安装注意事项与维护建议        5.1关键注意事项        ●钻孔深度严格控制:不得超过25mm,避免钻穿轴壁或伤及轴承内圈        ●螺纹锁固胶必须使用:取料机振动大,普通安装方式易松脱        ●电缆避开热源和运动部件:取料机主梁下方可能有高温物料,电缆应远离;与链条、刮板保持至少200mm距离        ●传感器不可敲击:内部为精密磁电元件,剧烈冲击会损坏        5.2日常维护        ●每月清理一次传感器轴端积尘(用毛刷或压缩空气)        ●每季度检查一次电缆及金属软管有无破损        ●每年校验一次报警阈值(用转速表实测对比)        ●记录传感器输出电阻值,发现异常上升时提前更换        5.3常见问题处理        ●转速显示为0:检查电缆是否断路、传感器是否松动、PLC电源是否正常        ●频繁误报:检查报警阈值是否设置过高、延时时间是否过短、从动轴是否有机械卡滞导致转速波动        ●断链不报警:检查传感器是否安装位置偏移、螺纹是否松脱、PLC程序逻辑是否正确        六、结语        原料取料机加装断链保护装置是一项投入小、见效快、安全收益极高的技术改造。按照本文所述的步骤,机电人员可在1-2天内完成两台保护器的安装调试。关键环节在于轴心钻孔攻丝的精度、电缆防护的可靠性以及参数设定的合理性。只要严格遵循规范,普通维修班组即可独立完成。一次正确安装,可保设备长期安全运行,值得每一位设备管理者认真对待。
2026.04.21
原料取料机(耙架结构)升级改造:加装断链保护装置技术方案

原料取料机(耙架结构)升级改造:加装断链保护装置技术方案

        一、为什么要升级改造?        某水泥厂原料预均化堆场配备了一台桥式刮板取料机(耙架结构),已服役6年。该设备原厂未配置任何断链保护装置,料耙驱动链条和底部刮板链条的状态完全依赖人工巡检。过去两年内,该取料机发生了两次断链事故:一次导致料耙小车脱轨,主梁端部变形,维修耗时12天;另一次刮板链断裂后缠绕尾轮,烧毁减速机,直接经济损失超过40万元。        随着国家对建材行业安全生产要求的提高,以及企业自身降本增效的需求,对这台老旧取料机进行升级改造——加装可靠的断链保护装置,已迫在眉睫。本文将详细介绍本次改造的技术方案、实施过程及取得的效果。        二、改造前的痛点分析        2.1设备现状        ●设备类型:桥式刮板取料机(耙架结构),跨度30米        ●料耙驱动链条:单链,长度42米,已使用3年        ●底部刮板链条:双链,长度36米        ●控制系统:西门子S7-200PLC,无断链保护输入点        2.2三大痛点        1.断链发现严重滞后:两次断链事故均发生在夜班,巡检间隔1小时,发现时设备已严重损坏。        2.人工巡检效率低:每班需专人爬上取料机检查链条,劳动强度大,且存在高空坠落风险。        3.无预警机制:链条拉伸、卡阻等早期故障无法及时发现,只能等断链才处理。        2.3改造目标        ●实现料耙链条和刮板链条的实时转速监测        ●断链后1-3秒内自动报警停机        ●转速数据接入中控室,实现远程监控        ●改造工期不超过2天,不影响正常生产计划        三、改造方案设计        3.1选型:MDR-SCD-10接触式测速断链保护器        经过对比,选择MDR-SCD-10接触式磁电测速保护器。该方案与其他常见方案相比具有明显优势:接近开关虽然价格较低,但抗粉尘能力差,需频繁清理感应面,且侧方支架易松动,信号受振动影响大,寿命通常只有1-2年;而MDR-SCD-10采用轴心钻孔安装,传感器直接测量从动轴转速,永不松动,防护等级达到IP68,可长期在高粉尘环境中稳定工作,设计寿命达8-10年。        每台取料机配置2套MDR-SCD-10:一套安装在料耙驱动从动轴,另一套安装在刮板链尾轮轴。        3.2安装方案        料耙驱动链条保护:        ●在从动轴轴心钻底孔(直径10.5mm,深度20mm),攻M12×1.5螺纹        ●旋入MDR-SCD-10传感器,按推荐力矩拧紧        ●传感器尾部引出两芯屏蔽电缆,穿金属软管敷设至接线盒,接入PLC新增输入点        底部刮板链条保护:        ●在尾轮轴轴端同样钻孔攻丝,安装第二套传感器        ●电缆独立敷设,接入PLC另一输入点        PLC程序改造:        ●增加两个断链报警通道,分别设置延时2秒        ●报警触发后立即停机并锁定,需手动复位        ●中控室上位机增加转速显示画面        四、改造实施过程        4.1施工准备(半天)        ●办理检修工作票,断电挂牌        ●准备磁力钻、10.5mm钻头、M12×1.5丝锥、力矩扳手等工具        ●检查传感器、电缆、接线盒等材料        4.2机械安装(1天)        料耙驱动从动轴:        1.清理轴端积尘锈蚀,用中心钻定位        2.使用磁力钻钻孔,深度20mm,间歇进刀并吹屑        3.攻M12×1.5螺纹,涂适量螺纹锁固胶        4.安装传感器,引出电缆        刮板链尾轮轴:        同样步骤完成第二套传感器安装。        4.3电气接线与调试(半天)        ●电缆穿管敷设至现场接线盒,做好标识        ●接入PLC新增数字量输入模块        ●编写梯形图程序:转速信号正常时输入为“1”,断链时输入为“0”,延时2秒输出停机        ●修改上位机画面,增加转速指示(绿区正常、红区报警)        4.4功能测试        ●空载测试:取料机空载运行,两套保护器转速显示正常(料耙轴约110r/min,尾轮轴约450r/min),无报警。        ●模拟断链:手动盘车使从动轴减速至60r/min,2秒后保护器动作,PLC执行停机,中控报警显示“料耙链条断链”。刮板链同样测试通过。        ●误报测试:正常启停3次,保护器无任何误报。        4.5人员培训        对当班电工和操作工进行培训:        ●转速表读数含义(正常范围、异常判断)        ●报警复位操作流程        ●每月清理轴端积尘、检查电缆完好        五、改造效果        5.1直接效果        ●取料机连续运行3个月,零误报、零漏报        ●一次因链条卡滞导致的转速下降被及时报警,操作人员主动停机清理,避免了断链        ●中控室可实时查看两台取料机(另一台后续也改造了)的转速,夜班不再需要频繁巡检        5.2经济效益        ●改造总投入远低于一次断链事故造成的损失        ●按历史数据,每2年发生一次断链事故,平均损失数十万元。改造后预计每年可避免大部分损失        ●投资回收期极短,通常在数月内即可收回改造成本        5.3安全效益        ●彻底消除了断链后二次损坏导致的人员伤害风险        ●巡检频率从每班3次降为每天1次,减少了高空作业暴露时间        六、总结与建议        老旧取料机没有断链保护,就像汽车没有刹车——不出事则已,一出事就是大问题。本次升级改造证明:加装MDR-SCD-10接触式测速断链保护器,施工简单、投资小、见效快,是提升取料机安全性和可靠性的最佳路径。        对于同类设备,建议企业:        1.优先改造事故率高、服役年限长的取料机        2.料耙链和刮板链必须独立监测,不能共用一套保护        3.改造同时建立链条定期更换台账,形成“预防+保护”双重保障        一次改造,长期安心。别再等下一次断链。
2026.04.17
原料取料机(耙架结构)如何有效预防断链?——从被动抢修到主动预防

原料取料机(耙架结构)如何有效预防断链?——从被动抢修到主动预防

        引言        桥式刮板取料机是水泥、矿山、铝业等行业预均化堆场的“心脏”设备,其耙架结构通过链条往复运动松散物料。然而,链条断裂事故频发,一旦发生,轻则停产数日,重则主梁变形、人员受伤。很多企业习惯于“断了再修”,却不知链条断裂是有征兆、可预防的。本文从六个关键环节,系统阐述原料取料机预防断链的实用方法。        一、把好链条选型与采购关        1.1选对链条型号        取料机料耙驱动链条长期承受交变拉伸载荷,必须选用高强度矿用圆环链或板式链,并根据设备载荷选择足够的安全系数(通常≥4)。常见错误是选用普通传动链条,其疲劳强度不足,寿命仅为专用链条的1/3。        1.2拒绝“翻新链”        市场上存在大量翻新链条(将磨损拉伸的旧链重新喷漆),外观与新链相似,但内部已有微裂纹,装机后数月即断。建议从正规主机厂或品牌链条厂采购,并要求提供材质报告和疲劳测试报告。        1.3统一批次、成对更换        料耙驱动链条通常为单链结构,更换时必须整条更换,不可新旧混接。对于底部刮板双链,应成对更换同一批次链条,保证两条链节距一致,避免偏载断链。        二、规范链条安装与初始张紧        2.1安装时的“预拉伸”        新链条安装后,应进行预拉伸:在低负载下连续运行2-4小时,然后重新调整张紧装置。这一步可使链条初期伸长充分释放,避免运行中突然拉伸导致脱链或卡阻。        2.2张紧力“宁松勿紧”        很多工人怕链条松导致跳齿,习惯将张紧装置拧到最紧。实际上,过紧的张紧力会大幅增加链条内部应力,加速疲劳断裂。正确做法是:在链条中段施加一定的垂度(通常为链轮中心距的1%~2%),用手能将链条抬起10-20mm为宜。        2.3检查链轮对中        链轮轴线不平行或链轮齿面磨损不均,会导致链条跑偏、单侧受力,从而引发断链。安装时应使用激光对中仪或拉线法校准,确保两链轮在同一平面内。        三、建立科学的日常巡检制度        3.1“望闻问切”四步法        ●望:每班检查链条外观,有无断链、裂纹、严重锈蚀;链轮齿面有无非正常磨损;链条垂度是否合适。        ●闻:运行中有无异常冲击声、金属摩擦声,异响应立即停机排查。        ●问:询问操作人员设备有无异常振动、电流波动。        ●切:定期测量链条节距(用卡尺测量10个链环的长度),当伸长量超过原始长度的3%时,链条已达到寿命极限,必须更换。        3.2重点关注“危险部位”        料耙链条两端与接头连接处、刮板链的开口销连接处,是断链的高发区。每次巡检应重点检查这些部位的磨损和松动情况。        3.3利用转速监测辅助判断        安装MDR-SCD-10等断链保护器后,巡检人员可观察从动轴转速显示:正常转速稳定,若出现无规律的波动或缓慢下降,往往预示着链条拉伸、卡滞等早期故障。这比人工检查更早发现问题。        四、严格执行定期维护与更换        4.1链条润滑不可省        取料机在高粉尘环境下工作,链条缺乏润滑会加速磨损和锈蚀。应每2周使用专用链条油或石墨润滑剂喷涂链条,重点润滑链轮啮合部位。注意:铝土矿、水泥等粉尘会吸附润滑油形成研磨膏,应先用压缩空气吹扫积尘再润滑。        4.2定期更换链轮        链轮齿面磨损后,会使链条节圆直径改变,导致啮合不良、跳齿,间接引发断链。一般链轮与链条同时更换,或链条更换两次后必须更换链轮。        4.3建立寿命台账        为每条链条建立“服役档案”,记录安装时间、累计运行小时数、每次巡检的节距测量值。当累计运行时间接近厂家推荐的寿命(通常为8000-12000小时)或节距伸长达到3%,主动安排更换,避免“用到断为止”。        五、使用断链保护装置实现“双保险”        预防措施并不能100%杜绝断链,因为偶尔会出现异物卡阻、材质缺陷等不可预见因素。因此,在做好主动预防的同时,必须加装断链保护装置作为最后一道防线。        5.1保护装置的作用        接触式测速保护器(如MDR-SCD-10)直接监测从动轴转速。一旦链条断裂或卡死,转速骤降,保护器在1-3秒内停机,将二次损坏降到最低。它不能预防断链,但能防止断链后的灾难性后果。        5.2与预防措施的协同        保护器的转速数据可作为预防维护的依据。例如,转速缓慢下降可能意味着链条拉伸或轴承卡滞,提示维护人员提前检查。这就形成了“监测-预警-维护-预防”的闭环。        六、案例:从“每年都有事故”到“二年零事故”        某水泥厂原料取料机曾每年至少断链一次,每次都造成5-7天停产。该厂实施了系统的预防措施:        ●更换为品牌矿用高强度链条;        ●每月测量链条节距,达到2.5%伸长即计划性更换;        ●每两周润滑并调整张紧;        ●加装MDR-SCD-10断链保护器作为安全兜底。        实施后,该取料机已连续安全运行24个月无断链事故,链条更换周期从不可预测变为主动计划,维修成本下降70%,停产时间几乎归零。        结语        原料取料机预防断链,不能靠“等断了再修”,而应建立“选型-安装-巡检-润滑-更换-保护”六位一体的主动预防体系。其中,规范的日常检查和主动更换是核心,断链保护装置是最后的保障。两者结合,才能真正实现从“被动抢修”到“主动预防”的转变,让取料机长周期安全运行。
2026.04.14
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