张华聪是宝武环科(湛江)资源循环利用有限公司(以下简称湛江宝武环科)的一名矿粉中控操作员。每天,他和同事们都要登上50米高的筒仓仓顶,将皮尺放入检测孔,测量矿粉库位。为了减少数据误差,一般他会重复测三次。
除了人工反复测,安装在仓内的机械料位计每隔半小时也会出一次库位数据。
“库位数据就是产能价值,它的测量非常关键,关乎我们整体的产销平衡,即后续还能不能连续生产,对外销售是否要再拓展等等。”张华聪表示。
但在传统方式下,库位的准确测量,却是一件难以达成的事情。“哪怕人工和机械双重测量,数据还是测不准,因为仓内的物料分布有高有低,这两者测的都是单点的料位高度,只能代表被测点位的数据,无法代表整体的容积。”张华聪说,工作10年来,尽管放皮尺的时候练就了一定的“手感”,但内心对于库位的真实数据却总还是没有底,只能靠“半盲猜”。
改变从2024年3月开始发生。
湛江宝武环科将海康威视三维扫描成像雷达装入筒仓,对仓内矿粉进行360°连续性扫描,每5分钟就可出一次数据,不仅能准确测量出矿粉的高度、体积,还可以实时展示密闭筒仓内的3D物料形貌,成功实现了对库位的高效、精准监测。库位测量场景的数字化,让湛江宝武环科整体的产销平衡、一线人员的测量工作变得更从容有底。
在湛江宝武环科,每年有大量铁矿渣经过筛选、粉磨等一道道工序,成为白色的超细矿粉。这些具有良好化学活性的矿粉被作为掺合料,广泛用于混凝土等建筑材料中,不仅能解决钢铁厂固体废料占地、环境污染等问题,还可“变废为宝”,改良水泥和混凝土的性能。
由于矿粉的吸水性强,长时间暴露在空气中就会结块。因此,矿粉生产完成后,被储存在密闭的筒仓内。一个高50米、直径18米的圆形筒仓,有8000吨的库容。矿粉入仓后自然堆积,料面往往会呈现出多个“山峰状”堆积的状态,凹凸分布不均。
在这种情况下,筒仓内安装的机械料位计,所测量的单个点的库位数据,就无法准确得出整个库内的容积。“料位计放下去,碰到高的地方,测的空深就小;碰到低的地方,测的空深就大。所以库内物料具体有多少,只能以点概面预估,误差是不可避免的。”张华聪说,平均1米的库位误差,就可以相差200-250吨的矿粉吨位。
为什么要精确测量库位?湛江宝武环科矿粉作业区作业长周平介绍,库位影响的是整体矿粉的生产排产、对外销售和安全管理,合理地控制库位,可以更好地实现产销平衡,充分发挥出产线效益。
比如,当库位过低时,就无足够的矿粉及时满足客户需求,就要提前组织生产,加大产能释放。而当库位过高时,就要考虑产线停机。若库位不准,致使停机不及时,会有爆库风险,一旦矿粉大量外冒至空中,造成扬尘污染,就是严重的环保事故。
由于机械料位计的准确性不高,就需要人工量库。按照正常计划,矿粉中控操作员一天需要4次登上仓顶测量,但碰上高库位时,就必须得一直待在顶上不停地测,半小时甚至是每10分钟就要测一次。
量库是露天作业,最怕的就是连续下雨天。每到这时,矿粉中控操作员们就要绷紧“弦”,加大测量频次,防止出现爆库风险。“连续下雨后,建材行业对矿粉的需求量就会减少,导致发货量大幅下降,但产线仍在24小时不停生产,持续往筒仓里灌矿粉,这时,就带来了高库位压力。”张华聪说。
他印象最深的是两年前的一天凌晨,当时库位已经很高,必须时刻关注,但天却下起了大暴雨,还时不时打着雷,大风吹得连伞都撑不住,张华聪穿着雨衣,不一会就测一次,还要用雨衣小心遮挡着检测孔,以防雨水溅入仓内。在仓顶的电梯口里偶尔躲躲雨,他就这样在电闪雷鸣的雨夜里待了近3个小时。
“劳动强度不是我们最头疼的事情,最大的问题还是测不准。人工测和机械测都是单点测量,并没有本质的区别。筒仓里面黑乎乎看不见,只能反复测,这是没有办法的办法。”张华聪说,由于矿粉会不断流动,有时连续三次测的数据都不一样,根本没办法确定哪次是误差较小的,只能凭经验去感觉,靠一半测、一半猜的“半盲猜”,这样得到的库位数据对生产的指导意义很有限。
为了解决量库痛点,今年3月起,湛江宝武环科应用了海康威视三维扫描成像雷达。在密闭的筒仓内,矿粉的上下料会扬起大量粉尘,基于激光等技术的测量设备,因粉尘的干扰会导致数据不准确。而三维扫描成像雷达利用毫米波信号对粉尘的高穿透能力,24小时对仓内进行360°高精度扫描,不仅能准确测量矿粉的高度、体积,还能实时展示仓内矿粉的3D形貌。
“这个设备带来的最大改变是有了高效又精准的库位数据,还能减轻一线的工作强度。”周平介绍,以前30分钟出一次测量的单点数据,现在每秒就可以扫描矿粉表面4500个点云数据,5分钟在平台自动输出整个矿粉的体积,及时掌握库位波动情况。同时,还可查看历史库位数据,并生成报表。
周平表示,实时掌握了准确的库位情况,就能更有效管控生产运行,指导产销平衡,避免出现产少无法满足客户需求、产多库位高的问题。
对于一线操作员来说,有了三维扫描成像雷达的测量,人工量库频次下降了50%。雨天不用在仓顶历经风吹雨打,坐在中控室就能通过平台了解筒仓内部情况。让张华聪和同事们心里更有底的是,原本黑黢黢的筒仓内部,在3D成像下,变成了实时可见的彩色“3D筒仓”。“看得到实实在在的物料分布图像,心中就更有数了,现在雨天遇到高库位也不会像以前那么焦灼。”
其实,不只是在湛江宝武环科,作为大规模贮存散装物料的仓库,筒仓在工农业被广泛应用。料位测量不准,一直是众多企业经营中共同面临的痛点。在物联感知、AI等技术的发展下,三维扫描成像雷达的创新推出,正在助力解决这个难题,推动行业场景数字化升级。