工业炸药悬挂式轨道输送车系统的安全性研究.pdf

3 4 爆破器材E x p l o s i v e M a t e r i a l s 第3 9 卷第5 期 工业炸药悬挂式轨道输送车系统的安全性研究’ 陈中亿 福建海峡科化股份有限公司永安分公司 福建永安，3 6 6 0 3 4 [ 摘要] 文章介绍了悬挂式轨道输送车系统的组成结构和技术特点，并与当前国内外同类技术进行综合性能比 较，通过对机械部分、控制部分和输送过程的安全性进行分析，提出了健全设备安全管理的必要性，认为悬挂式轨 道输送车系统在工业炸药中的应用是安全、可靠的。 [ 关键词] 工业炸药安全性悬挂轨道输送车 [ 分类号] T D 2 3 5 ．2 1X 9 3 2 引言 工业炸药生产工房之间半成品或成品的输送， 长期以来一直依靠人工输送来完成。每个民爆企业 每天的产量少则几十吨，多则上百吨，半成品过程输 送，从接料、推车、卸料都是靠人工操作完成，这种作 业方式劳动强度大，生产过程操作人员多，而且操作 过程扬尘大，影响文明生产及工人身体健康。2 0 0 7 年8 月1 日起施行的民用爆破器材工程设计安全 规范对危险品生产厂房各工序的定员和存药量规 定工业炸药制造的制药工序与装药包装工序采取 分别独立设置厂房时，制药厂房在线生产人员不应 超过6 人，计算药量不应超过1 ．5t ；装药包装厂房 在线生产人员不应超过2 2 人，计算药量不应超过 3 ．5t ⋯。依靠人工输送半成品，每个班次操作定员 一般为5 6 人。这使得制药或装药工房的定员难 以控制在民用爆破器材工程设计安全规范要求 的范围内。因此，工业炸药生产线工房之间的运输 问题成为连续化生产线的瓶颈，制约了生产线连续 化技术水平的提高。 悬挂式轨道输送车系统作为一种物料自动输送 设备在民爆行业的成功应用，结束了炸药生产工房 之间的炸药输送只能靠人工运输的历史，轨道输送 车通过远离生产线的控制室进行远程控制，实现了 生产运行过程中的无人化自动控制；混药工序与装 药、包装工序通过悬挂式轨道输送系统连成一体，实 现了生产线的全连续化，提高了生产线的连续化、自 动化水平，促进了民爆行业的技术进步。 1 悬挂式轨道输送车系统的组成和技术特点 1 ．1 悬挂式轨道输送车系统的组成 工业炸药悬挂式轨道输送车系统主要由机械部 分和控制部分组成。机械部分可分为行走机构、升 降机构和三级伸缩货叉，主要包括位于防爆区的悬 挂式轨道、接料装置、卸料装置和输送小车；控制部 分由P L C 控制系统及传感器等构成。悬挂式轨道 输送车系统通过行走机构、升降机构和货叉的协调 工作，完成货物在一定范围内的纵向和横向移动，实 现货物的三维立体输送。图1 为工业炸药悬挂式轨 道输送系统示意图。 中2 站中l 站 图1 悬挂式轨道输送车系统示意图 输送车的行走部分使用组装导向轮在轨道上运 动的方式，输送车上有受控阀门和牵引钢缆，钢缆由 动力机构牵引，动力机构及受控阀门与控制系统连 接，能实现工房之间的全程密闭自动输送。悬挂式 轨道输送车属于“机电一体化”产品，是一种实用新 型输送装置【2 】，具体地说，是一种具有装卸料和自 动输送功能的实用新型轨道输送装置。 收稿日期2 0 1 0 4 5 - 0 4 作者简介陈中亿 1 9 7 6 一 ，男，工程师，主要从事工业炸药生产工艺技术的研究。E i i M d l 出呻研．c h e r t 1 6 3 ．姗 万方数据 2 0 1 0 年1 0 月工业炸药悬挂式轨道输送车系统的安全性研究陈中亿 3 5 1 ．2 悬挂式轨道输送车的主要技术参数 工作环境适用于易燃、易爆、剧毒等恶劣环境； 输送物料类型颗粒、液体、粉状、胶状等； 输送能力 6 t ／h ； 运行速度O 一8 0 m ／m i n 可调 ； 转弯半径1 ．5 - 2 ．O m ； 坡度 1 5 0 。 2 悬挂式轨道输送车系统的安全性分析 2 ．1 输送装置 轨道输送车的输送装置主要包括悬挂式轨道、 接料装置、卸料装置和输送小车。 输送廊道采用钢筋混凝土结构，其设计符合 民用爆破器材工程设计安全规范对廊道的有关 规定。输送廊道是连接制药工房与装药包装工房的 输送通道，悬挂式轨道安装于廊道梁的底部。轨道 是用铝合金材料经过专用模具轧制而成，具有质量 轻及强度高的特性，轨道可直接用吊杆悬挂于混凝 土屋面、网架或其它结构。采用双轨道，两组平行行 走轮，确保小车在输送过程不会脱轨。轨道除了提 供小车行驶外，还用于安装滑触供电铜排及安装通 讯用传感器。廊道内设有一台直角旋转提升平台， 有料的料车在此与空车对接转换，缩短每个循环的 时间，并确保料车能在输送过程中通过旋转平台实 现料车与空车轨道脱离、轨道对接互换的功能。其 它运转部件的所用材料也都是采用不发火材料，符 合有关安全规范要求。 接料装置位于制药工房内，由螺旋出料口供料 给小车加料，主要有自动控制出料口开关门、小车 自动升降脱扣机构、小车移箱换箱机构、小车旋转换 箱机构、自动升降机构等设备。螺旋的下料口处装 有两台水平移动平台、两台垂直升降机和一套动力 装置，通过移动升降平台，小车自动定位检测，自动 判断箱体位置，自动完成加料换车功能。为满足供 料要求，设计自动移位送料小车，料箱上接口与计量 斗下料口对接，保证料车在规定的时间内完成接料、 送料过程。为回避电机防爆问题，采用气缸推动，完 成料箱换车、复位，将气缸固定安装在加料站台上， 对接加料后，送料小车前进，料箱继续沿着导轨自动 复位，不仅省略了动力资源，而且控制简单可靠，运 行平稳无冲击。 卸料装置位于装药包装工房，输送小车在制药 工房内接完料后送至装药包装工房内卸料，设备主 要组成贮料装置、对接装置、自动定位、自动开关门 等机构组成。为了节约成本，经过创新改进，选定气 缸拉开门方式，卸料动作由料箱底部的一个对夹门 开启完成，夹门的开启和关闭由气缸驱动连杆机构 完成。气缸固定于卸料站，卸料时顶开开关门连杆 机构自锁点，就可以自动完成卸料动作，卸料完成后 夹门自动复位。这一改进不仅回避了电机防爆问 题，同时也降低了开关门机构的复杂程度，而且减少 了供料车质量，缩小了外形尺寸，使结构更紧揍，运 行更可靠。 输送小车采用不锈钢材制成，密封性较好，而普 通运输车大都为敞开式的，在接料、卸料过程不可避 免地会产生粉尘。输送小车的底部采用一个对开夹 门，夹门的开启和关闭由气缸驱动的连杆机构完成， 运行过程安全、平稳。输送小车采用了变频调速、光 电传感和可编程控制器等技术，自动化程度高；输送 小车的行走部分使用组装导向轮在轨道上运动的方 式，成本低廉，而且在行走的过程中噪音小，满足安 全文明生产的要求。 另外，整个输送系统的全部电器设备及元件均 选用防爆型，且动力机构位于非防爆区，自动控制阀 采用弱电控制气动阀。电力电缆采用橡套电缆，信 号线采用屏蔽电缆，再用金属管屏蔽，设备管路系统 有良好的接地防静电措施。 2 ．2 自动控制系统 自动控制系统设在防爆土堤外侧的非防爆区， 对输送的全过程进行视频监视及监控自动录相存盘 系统，特别是对关键设备实现了定点监测。自动控 制系统中通过微机和P L C 共同控制完成物料的装 卸、分配、输送全过程，由光电传感器检测各部件是 否到位，料满料空，是否需料，并通过P L C 将该状态 信号传送至微机系统，微机采集并处理信号，按照先 后次序进行排队，发出相应控制信号；供料系统主控 P L C 控制送料小车，并经外围控制电路启动电机，物 料分配系统P L C 经外围控制电路启动相应输送机 电机及贮柜电机，微机还连接有显示器和打印机。 在微机与P I E 之间连接通信电缆。 本控制系统改变了以前的集中控制方式，而采 万方数据 3 6 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s 第3 9 卷第5 期 用了现场总线技术分布式控制配置方式由主控、分 布式控制、智能器件、现场操作员终端等组成。现场 总线是一种用于现场全分散化、全数字化、智能、双 向、多变量、多站点的通信系统。现场总线具有可靠 性高、稳定性好、抗干扰能力强、通信速率快、系统安 全、符合环境保护要求、维护成本低的特点。在现场 设备端，安装分布式I ／O 站点，最大限度地压缩控制 信号传输电缆的数量和距离，降低了系统安装成本； 采用设备现场机上布线方式，确保设备端协调；现场 控制总线结构方式，使设备站点之间既相互联系又 相对独立，便于以后系统维护和扩展升级。 轨道输送车的自动控制系统采用P L C 加工控 机的先进控制技术，操作简单、方便。系统提供了各 种状态信息和参数，操作人员可以在远离生产线的 控制中心对所有的输送设备进行操控，并允许人工 手动发车或撤销送料指令。自动控制系统功能齐 全，具有各种功能提示、故障自动报警功能及帮助信 息等，设置了自动程序故障诊断，设有互锁、自锁等 连锁保护功能，以免在强行手动操作情况下发生安 全问题；设置有电动机过载、断相报警连锁保护功 能。在生产过程中操作人员可以通过计算机用户界 面，对影响安全的关键参数进行实时监测，并且可以 非常方便地修改参数。自动控制系统还设置了冗余 系统，这样一旦主计算机出现故障，冗余系统立即启 动，以保证生产能正常进行，同时也提高了系统的先 进性、安全性、可靠性。 2 ．3 输送过程的安全性分析 轨道输送车系统采用悬挂式轨道，输送过程药 粉不会撒落在轨道上，消除了轨道运行过程中可能 带来的安全隐患；输送车上装的是有色金属行走轮， 悬挂轨道为铝合金轨道，运转部件的所用材料均采 用不发火材料，小车在输送过程中不会因摩擦而产 生静电。廊道内设有一台直角旋转提升平台，两组 平行轨道如果有一条线的料箱未离开旋转平台，另 一条线即使已经完成了下一步动作，也不执行去往 中转站的动作，使得传送平台能够在运动中保持良 好的平稳性，确保料箱能在输送过程中通过旋转平 台实现料箱与空箱安全、高效地进行轨道脱离、轨道 对接互换。料箱输送炸药半成品的载重能力为3 0 0 - 5 0 0k g ，这低于 民用爆破器材工程设计安全规 范对制药工序计算药量不应超过1 ．5t 的规定，大 大降低了半成品的在线量。轨道输送车在输送过程 中只有一个有料的料箱，其余料箱均处于空车返回、 接料或卸料状态，这就避免了多个料箱之间可能存 在殉爆的问题，即使炸药半成品在输送过程中发生 燃烧、爆炸等事故，也不会发生爆炸传播，提高了混 药、装药工序的安全性。另外，轨道输送车系统还可 以根据生产实际需要调节合适的输送速度。混药工 序与装药工序通过悬挂式轨道输送车系统连成一 体，从而实现了工房之间的全程密闭自动输送和生 产线的连续化。轨道输送车运行状态见图2 。 图2 轨道输送车运行时状态 2 0 0 7 年4 月，南京理工科技化工有限责任公司 安全评价与咨询中心对我公司膨化硝铵炸药生产线 试用的悬挂式轨道输送车系统进行了专项安全评 价，评价组给出的评价结论为半成品轨道输送车系 统整体结构设计合理，设备运行良好，能满足膨化硝 铵炸药的安全生产需求，一致同意通过专项安全评 价。 2 ．4 轨道输送车系统的安全管理 对于民爆行业来说，设备的管理尤为重要。企 业要建立健全与设备相关的管理制度和安全管理制 度，包括安全操作规程、安全生产责任制、安全生产 监督检查制度以及从业人员、设备安全管理制度。 企业直根据轨道输送车系统的结构、性能和运行特 征，制定和执行相应的安全操作规程、维护保养规程 和检修规程。对轨道输送车进行经常性维护、保养， 并定期检测，保证设备正常、安全地运转。在加强对 轨道输送车系统管理的同时，更应该加强设备使用 操作的标准化，定期对操作人员进行安全培训和教 育，严格执行工艺规程和设备操作规程，保证员工能 够做到正常维护、正确使用设备。 万方数据 2 0 1 0 年1 0 月 工业炸药悬挂式轨道输送车系统的安全性研究陈中亿 3 7 3 结论 1 悬挂式轨道运输车系统结构新颖、设计合 理，采用冗余设计，自动化程度高，通过防爆土堤外 侧的自动控制系统实现远程监控，实现了无人化操 作。 2 悬挂式轨道输送系统的运转部件的所用材 料均采用不发火材料，电器设备及元件选用防爆型， 符合有关安全规范要求；动力机构及控制系统位于 非防爆区，提高了生产的本质安全。 3 悬挂式轨道输送车系统在输送炸药过程 中，运行全程仅有一部带物料小车，不存在小车之间 的殉爆问题，彻底解决了运输过程车和车之间的殉 爆问题；采用两条平行悬挂轨道，确保输送车在运行 过程中不会脱轨，安全、平稳。 参考文献 【1 】五洲工程设计研究院． ；B 5 0 0 8 9 m 2 X 7 民用爆破器材 工程设计安全规范[ S ] ．北京中国计划出版社，2 0 0 7 ． [ 2 ] 钱建兵．悬挂式轨道输送装置中国2 0 0 7 2 0 0 3 7 2 0 6 ．7 [ P ] ．2 0 0 8 - 0 5 4 7 ． S t u d yt h eS a f e t yo fH a n g i n gO r b i t a lT r a n s p o r tV e h i c l eS y s t e mf o rI n d u s t r i a lE x p l o s i v e s ；H E NZ h o ．g y l g o n g ’锄B r a n c ho fF u j i a nH a i x i aT e e h e n o l o 舒C o ．，L t d ． F u j i a nY o n g ’锄，3 6 6 0 3 4 [ A B S l “ a A c r ] ‰a r t i c l ei n t r o d u c e st h ec o m p o s i t i o ns t r u c t u r ea n dt h et e c h n i c a lc h a r a c t e r i s t i c so ft h eh a n g i n go r b i t a l t r a n s p o r tv e h i c l es y s t e m 。a n dd r a w s 锄o v e r a l lp e r t o 蝴c o m p a r i s o nw i t ht h ec u i T e n td o m e s t i ca n df o r e i g ns i m i l a rt e e h n o l o g i e s ．B yt h ea n a l y s i so ft h es a f e t yi nt h em e c h a n i c a lp a r t s ，t h ec o n t r o l s e c t i o na n dt h et r a n s p o r t a t i o np r o c e s s ，t h el r l e c , e 3 - s i t yt op e r f e c te q u i p m e n ts a f e t yc o n t r o li sp r o p 0 6 e , t ．A n di ti sc o n c l u d e dt h a tt h ei u m g i , l go r b i t a lt r a n s p o r tv e h i c l es y s t e mi n i n d u s t r i a le x p l 0 6 i v e 8a 托s a f ea n dr e l i a b l e ． [ K E YW O R D S ] i n d u s t r i a le x p l o s i v e ，s a f e t y ，h a n g i n g ，o r b i t a lt r a n s p o r tv e h i c l e 上接第3 3 页 各危险源的危害和安全措施的补偿效果。为安全生 产管理提供科学的参考和依据。 参考文献 [ 1 ] 方兴龙，周梁．基于道化学法的大型合成氨装置安全 评价[ J ] ．工业安全与环保，2 0 0 7 ，3 3 2 3 0 - 3 2 ． [ 2 ] 朱建华．道氏火灾爆炸指数法在化工品码头危险性评 价中的应用[ J ] ．中国安全科学学报，1 9 9 7 ，7 6 3 9 4 4 ． 【3 ] 薛永鹏，乔献华，靳国杰．猛炸药爆炸燃烧与爆炸灭火 应用研究[ J ] ．爆破，2 0 0 9 ，2 6 2 2 6 - 3 0 ． [ 4 ] 罗非非，王清华，卢军，等．乳化炸药生产过程中危险 有害因素的辨识和防护措施[ J ] ．爆破，2 0 0 8 ，2 5 1 9 0 ．9 4 ． [ 5 】金捷，仲峰，刘咏竹，等．现场混装乳化炸药车自动计 量系统误差分析[ J ] ．爆破，2 0 0 8 ，2 5 S 1 8 9 - 9 1 ． [ 6 ] 金娥，项朋．表面活性剂在乳化炸药中的作用[ J ] ．爆 破，2 0 0 9 ，2 6 3 8 9 - 9 1 ． S a f e t yE v a l u a t i o no nO n - s i t eM i x e dS y s t e mo tE x p l o s i v e sB a s e d0 1 1 1I O WC h e m i c a l ’sM e t h o d L IB e n w e i i n 0 6 t e e lV C u l u mS a f e t y ＆E n v i r e n m e n t a lP r o t e c t i o nR e s e a r c hI n s t i t u t e t t u b e iW u h a n ，4 3 0 0 8 1 Z H A Ol V l i n 铲h e n g S c h o o lo fR e s o u r c e sa n dE n v i r o n m e n t a lE n g i n e e r i n g ，W u h a nU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y H u b e iW u h a n ，4 3 0 0 7 0 [ A B S T R A C T ] D 0 w ’1 5f i r ea n de x p l 0 6 i o ni n d e xm e t h o di sa p p l i e dt o8 , 8 f 1 1 ％1 1t h er i s ko ff i r ea n de x p l o s i o nf o rt h ep r o d u e - t i o no ft h eO i l - s i t em i x e ds y s t e mo fe x p l 0 6 i v e s ．S o m ei n d e x e s w e r eg o t ，s u c ha 8f i r ei n d e x e s ，e x p l 0 6 i o ni n d e x e sa n dd a n g e r e x p o s u r ea l - e ab e f o r ea n da f t e rs a f e t ye o m p e n s a t l o n ，d a n g e ri n d e x e sa n dd e g r e e ，p r o p e r t yl o s sd e g r e e ，a n d8 00 1 1 ．．D a t ai si l - l m a m t e db yt h eb a s l e8 a f e t ym s m e n tt a r g e t ．U s i n gt h eD O Wi n d e xm e t h o do fc o m p l e t es y s t e m 。s a f e t yi n p u tc o s t sa n d e ．o o t - e f f e e t i v es o l u t i o n s0 fl i n e a rp r o g r a m m i n gw e r ea n a l y z e d ，a n dt h e 副f f e t yi n v e s t m e n ta d v i c ew a f ts h o w n ． [ K E YW O R D S ]i 蛆f e t ye v a l u a t i o n ，D O Wf i r e sa n de x p l o s i v ei n d e x a n a l y s i sm e t h o d ，O i l s i t em i x e ds y s t e mo fe x p l o s i v e s ， f i r eL ．I de x p l o s i o n ，0 - 1i n t e g e rp r o g r , m m I l g ，a e e u r l t yc o s t s 万方数据