废旧谷物冷却机性能改造提升再利用研究*

黄启迪 周又杰 刘雪艺

(中央储备粮江门直属库有限公司 529080)

1 材料与方法

1.1 设备原理

供试设备型号:GLA85谷物冷却机;生产年限:2000年,该设备为可移动式谷物冷却机组,主要部件:制冷系统,由压缩机、风冷冷凝器、热力膨胀阀、蒸发器组成;送风系统,由过滤器、离心风机、静压箱组成;控制系统,采用PLC自动控制。

本产品利用了送风机的温升作用,将风机放在蒸发器之后和出风口之前,利用风机的温升作用减低部分空气湿度,使之不至于达到饱和状态(风机的温升变化在监控系统范围内)。其功能是将空气经过冷却和湿度调节,向仓库内吹入适合所存放谷物特性的一定温度和湿度的空气,实现谷物的低温储藏。

1.2 设备特点

1.2.1 该产品具有变频控制风机调节风量、循环风技术、轴流风机变速、上排风结构,避免废热回流,提高设备效率、压缩机自动卸载等多项技术,能够大幅度降低电耗,提高设备运行效率,降低用户使用成本。

1.2.2 采用PLC自动控制。操作人员根据谷物情况,设定谷冷机的出风温度和出风湿度,在环境空气温度、湿度参量变化时,通过自动控制系统,设备工作状况能够实时自动调整修正,确保出风温度、湿度维持在用户设定的数值上。控制系统精确严密,操作简单,可长时间无人看守自行运转。

1.2.3 该机为移动式结构,一台机组可分别应用于多座仓库,经济实用。特殊结构设计,避免饱和湿空气进入粮堆,保证粮食安全。

1.3 谷物冷却机主要技术参数(见表1)

表1 谷物冷却机主要技术参数

1.4 谷物冷却机改造方法

1.4.1 改造线路 原有控制线路及元件,经过二十多年的使用,大部分的元件都已老化,经常出现失灵或误操作现象,导致谷物冷却机经常出现故障,同时存在较大安全隐患。

改造过程中对控制电箱的电线及部件,全部进行了更新,并更换部分传感器件。还采用了最新款式的控制元件,对线路进行了优化,同时还更换新式变频器,提高了制冷效果。改造后的电气控制原件单独用一个不锈钢电箱隔开,并将原有锈蚀的铁质电箱改为不锈钢电箱,提高了操作的简便性。

1.4.2 改造及维修部件 更换电气控制系统(云傲85/3机头控制程序),其中包含电控柜、温度传感器、变频器和PLC+触摸屏等;进行制冷系统维修和保养,更换3个系统的过滤和节流元器件,更换制冷剂,加注冷冻机油。

1.检验假说1的模型。为验证假说1，借鉴喻坤等人和Stein的研究方法，本文采用以下模型：[4][28]

1.4.3 改造控制系统 原有控制系统是一个长、宽为70 mm×20 mm的小显示屏,一方面是显示数据少,许多指令为英文显示,不直观;另一方面设置数据要经过计算,要不断调动菜单,寻找需调整的菜单命令,点击进入后才能修改设置数据,操作起来比较复杂,不经常操作容易忘记操作流程。

所以对原有控制系统进行全面更新改造,改成集成化的控制系统,配置了一个长、宽为155 mm×85 mm较大的显示屏,操作方式如下:当控制回路接通电源(控制箱门上的电源指示灯亮)时,触摸屏自动进入工作状态。在操作界面触碰“进入”后,进入系统,画面切换至功能选择表,功能选择表上显示有“制冷、通风、故障、显示、设置、我们”图标,详见图1。

图1 控制系统改造后效果图

2 结果与分析

2.1 运行性能比较

我库2台废旧谷物冷却机经过提升改造后,各项性能均得到提升,经过两年多的使用,谷物冷却机运行良好,使用故障少。

为了检验改造前后谷物冷却机设备各项性能指标,对谷物冷却机改造前后,在外界温度26℃时都设定前风温度9℃和送风温度13℃,对同一个稻谷粮堆进行谷冷作业,检测记录正常运行时工况风量、最大风压、单位能耗、制冷量、调频等数据,通过数据比较,改造后的谷冷机在制冷量、风量、风压都得到了提升,同时能耗得到了降低,改造前后谷物冷却机性能情况如表2。

表2 改造前后谷物冷却机性能情况表

2.2 操作性能比较

改造前,谷物冷却机自动控制系统自动调整修正功能差,没有手动操作控制,使用困难。

改造后,采用PLC技术的可编程序控制柜,通过界面选择使用功能,进入界面直接设定需要参数,而且可进行自动与手动档切换。转到自动档时,通过自动控制系统,设备工作状况能够实时自动调整修正,确保出风温度、湿度维持在用户设定的数值上;转到手动档时,可根据需要,对谷物冷却机上的每台压缩机、散热风机、阀门、风机、变频器等进行单独设置,实现谷物冷却机单功能使用。参数设定直接输入数字简单方便,显示屏能直接显示运行时的各项数据,操控方便。改造后增加电表、计时器,能统计每次电耗情况。

2.3 控制系统功效发挥

2.3.1 未改造前存在主要问题 未改造前存在主要问题:制冷量小,制冷系统常出现异常情况,常低压报警,故障频繁,操作不方便,在高温环境下(>35℃),常自动停机。

2.3.2 改造后性能变化 改造后制冷量增大,谷物冷却机能正常运行,制冷系统操控方便。在高温环境下,高恶劣天气下都具备稳定的运行性能及优良的适应性能。

2.4 费用情况

改造1台谷物冷却机,更换电气控制系统费用3万元,变频器0.7万元和PLC+触摸屏0.3万元,其他0.9万元,合计费用4.9万元。同时,改造后耗电有所降低。

3 讨论与结论

3.1 通过改造能提升设备性能

改造后,因控制系统各部件更换更新,反应更加灵敏,控制系统更具灵活性,能实现谷物冷却机单功能使用,更方便参数设置,避免不利因素的干扰,大大提升谷物冷却机性能,减少了不必要的能耗。

3.2 改造后设备操控更方便

原有谷物冷却机配备控制操作系统为2000年前的电子产品,界面小,操作程序复杂,改造后控制系统屏变大,屏界面内容更加强丰富,操控更加简单方便。参数设定直接输入数字简单方便,显示屏能直接显示运行时的各项数据,操控方便。改造后增加电表、计时器,方便数据收集。

3.3 盘活了废旧资产,降本增效

改造1台谷物冷却机费用4.9万元,按报废处置,回收残值0.6万元,而采购1台同类型的谷物冷却机,费用为36万元。新旧谷物冷却机在使用性能方面、及维护费用基本相当,可见通过改造后大大节省费用,盘活了废旧资产,达到降本增效目的,同时,也减少了环境污染的压力。