廢舊谷物冷卻機性能改造提升再利用研究*

黃啟迪 周又杰 劉雪藝

(中央儲備糧江門直屬庫有限公司 529080)

1 材料與方法

1.1 設備原理

供試設備型號:GLA85谷物冷卻機;生產(chǎn)年限:2000年,該設備為可移動式谷物冷卻機組,主要部件:制冷系統(tǒng),由壓縮機、風冷冷凝器、熱力膨脹閥、蒸發(fā)器組成;送風系統(tǒng),由過濾器、離心風機、靜壓箱組成;控制系統(tǒng),采用PLC自動控制。

本產(chǎn)品利用了送風機的溫升作用,將風機放在蒸發(fā)器之后和出風口之前,利用風機的溫升作用減低部分空氣濕度,使之不至于達到飽和狀態(tài)(風機的溫升變化在監(jiān)控系統(tǒng)范圍內(nèi))。其功能是將空氣經(jīng)過冷卻和濕度調(diào)節(jié),向倉庫內(nèi)吹入適合所存放谷物特性的一定溫度和濕度的空氣,實現(xiàn)谷物的低溫儲藏。

1.2 設備特點

1.2.1 該產(chǎn)品具有變頻控制風機調(diào)節(jié)風量、循環(huán)風技術、軸流風機變速、上排風結(jié)構(gòu),避免廢熱回流,提高設備效率、壓縮機自動卸載等多項技術,能夠大幅度降低電耗,提高設備運行效率,降低用戶使用成本。

1.2.2 采用PLC自動控制。操作人員根據(jù)谷物情況,設定谷冷機的出風溫度和出風濕度,在環(huán)境空氣溫度、濕度參量變化時,通過自動控制系統(tǒng),設備工作狀況能夠?qū)崟r自動調(diào)整修正,確保出風溫度、濕度維持在用戶設定的數(shù)值上?？刂葡到y(tǒng)精確嚴密,操作簡單,可長時間無人看守自行運轉(zhuǎn)。

1.2.3 該機為移動式結(jié)構(gòu),一臺機組可分別應用于多座倉庫,經(jīng)濟實用。特殊結(jié)構(gòu)設計,避免飽和濕空氣進入糧堆,保證糧食安全。

1.3 谷物冷卻機主要技術參數(shù)(見表1)

表1 谷物冷卻機主要技術參數(shù)

1.4 谷物冷卻機改造方法

1.4.1 改造線路 原有控制線路及元件,經(jīng)過二十多年的使用,大部分的元件都已老化,經(jīng)常出現(xiàn)失靈或誤操作現(xiàn)象,導致谷物冷卻機經(jīng)常出現(xiàn)故障,同時存在較大安全隱患。

改造過程中對控制電箱的電線及部件,全部進行了更新,并更換部分傳感器件。還采用了最新款式的控制元件,對線路進行了優(yōu)化,同時還更換新式變頻器,提高了制冷效果。改造后的電氣控制原件單獨用一個不銹鋼電箱隔開,并將原有銹蝕的鐵質(zhì)電箱改為不銹鋼電箱,提高了操作的簡便性。

1.4.2 改造及維修部件 更換電氣控制系統(tǒng)(云傲85/3機頭控制程序),其中包含電控柜、溫度傳感器、變頻器和PLC+觸摸屏等;進行制冷系統(tǒng)維修和保養(yǎng),更換3個系統(tǒng)的過濾和節(jié)流元器件,更換制冷劑,加注冷凍機油。

1.檢驗假說1的模型。為驗證假說1，借鑒喻坤等人和Stein的研究方法，本文采用以下模型：[4][28]

1.4.3 改造控制系統(tǒng) 原有控制系統(tǒng)是一個長、寬為70 mm×20 mm的小顯示屏,一方面是顯示數(shù)據(jù)少,許多指令為英文顯示,不直觀;另一方面設置數(shù)據(jù)要經(jīng)過計算,要不斷調(diào)動菜單,尋找需調(diào)整的菜單命令,點擊進入后才能修改設置數(shù)據(jù),操作起來比較復雜,不經(jīng)常操作容易忘記操作流程。

所以對原有控制系統(tǒng)進行全面更新改造,改成集成化的控制系統(tǒng),配置了一個長、寬為155 mm×85 mm較大的顯示屏,操作方式如下:當控制回路接通電源(控制箱門上的電源指示燈亮)時,觸摸屏自動進入工作狀態(tài)。在操作界面觸碰“進入”后,進入系統(tǒng),畫面切換至功能選擇表,功能選擇表上顯示有“制冷、通風、故障、顯示、設置、我們”圖標,詳見圖1。

圖1 控制系統(tǒng)改造后效果圖

2 結(jié)果與分析

2.1 運行性能比較

我?guī)?臺廢舊谷物冷卻機經(jīng)過提升改造后,各項性能均得到提升,經(jīng)過兩年多的使用,谷物冷卻機運行良好,使用故障少。

為了檢驗改造前后谷物冷卻機設備各項性能指標,對谷物冷卻機改造前后,在外界溫度26℃時都設定前風溫度9℃和送風溫度13℃,對同一個稻谷糧堆進行谷冷作業(yè),檢測記錄正常運行時工況風量、最大風壓、單位能耗、制冷量、調(diào)頻等數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)比較,改造后的谷冷機在制冷量、風量、風壓都得到了提升,同時能耗得到了降低,改造前后谷物冷卻機性能情況如表2。

表2 改造前后谷物冷卻機性能情況表

2.2 操作性能比較

改造前,谷物冷卻機自動控制系統(tǒng)自動調(diào)整修正功能差,沒有手動操作控制,使用困難。

改造后,采用PLC技術的可編程序控制柜,通過界面選擇使用功能,進入界面直接設定需要參數(shù),而且可進行自動與手動檔切換。轉(zhuǎn)到自動檔時,通過自動控制系統(tǒng),設備工作狀況能夠?qū)崟r自動調(diào)整修正,確保出風溫度、濕度維持在用戶設定的數(shù)值上;轉(zhuǎn)到手動檔時,可根據(jù)需要,對谷物冷卻機上的每臺壓縮機、散熱風機、閥門、風機、變頻器等進行單獨設置,實現(xiàn)谷物冷卻機單功能使用。參數(shù)設定直接輸入數(shù)字簡單方便,顯示屏能直接顯示運行時的各項數(shù)據(jù),操控方便。改造后增加電表、計時器,能統(tǒng)計每次電耗情況。

2.3 控制系統(tǒng)功效發(fā)揮

2.3.1 未改造前存在主要問題 未改造前存在主要問題:制冷量小,制冷系統(tǒng)常出現(xiàn)異常情況,常低壓報警,故障頻繁,操作不方便,在高溫環(huán)境下(>35℃),常自動停機。

2.3.2 改造后性能變化 改造后制冷量增大,谷物冷卻機能正常運行,制冷系統(tǒng)操控方便。在高溫環(huán)境下,高惡劣天氣下都具備穩(wěn)定的運行性能及優(yōu)良的適應性能。

2.4 費用情況

改造1臺谷物冷卻機,更換電氣控制系統(tǒng)費用3萬元,變頻器0.7萬元和PLC+觸摸屏0.3萬元,其他0.9萬元,合計費用4.9萬元。同時,改造后耗電有所降低。

3 討論與結(jié)論

3.1 通過改造能提升設備性能

改造后,因控制系統(tǒng)各部件更換更新,反應更加靈敏,控制系統(tǒng)更具靈活性,能實現(xiàn)谷物冷卻機單功能使用,更方便參數(shù)設置,避免不利因素的干擾,大大提升谷物冷卻機性能,減少了不必要的能耗。

3.2 改造后設備操控更方便

原有谷物冷卻機配備控制操作系統(tǒng)為2000年前的電子產(chǎn)品,界面小,操作程序復雜,改造后控制系統(tǒng)屏變大,屏界面內(nèi)容更加強豐富,操控更加簡單方便。參數(shù)設定直接輸入數(shù)字簡單方便,顯示屏能直接顯示運行時的各項數(shù)據(jù),操控方便。改造后增加電表、計時器,方便數(shù)據(jù)收集。

3.3 盤活了廢舊資產(chǎn),降本增效

改造1臺谷物冷卻機費用4.9萬元,按報廢處置,回收殘值0.6萬元,而采購1臺同類型的谷物冷卻機,費用為36萬元。新舊谷物冷卻機在使用性能方面、及維護費用基本相當,可見通過改造后大大節(jié)省費用,盤活了廢舊資產(chǎn),達到降本增效目的,同時,也減少了環(huán)境污染的壓力。