斗輪堆取料機(jī)電動(dòng)滾筒改造

張翔飛，王建濤

(華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261204)

0 引言

斗輪堆取料機(jī)(以下簡(jiǎn)稱斗輪機(jī))是一種連續(xù)取料和堆料的大型煤場(chǎng)機(jī)械，在電廠應(yīng)用較多。斗輪機(jī)主要包括門架、活動(dòng)梁、皮帶輸送機(jī)、尾車及控制等部分，皮帶輸送機(jī)包括取料、移動(dòng)、斜升堆料(堆取料)3條膠帶輸送機(jī)，采用電動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)方式。華電濰坊發(fā)電有限公司輸煤系統(tǒng)共安裝3臺(tái)門式堆取料機(jī)，分布于3個(gè)(#1，#2，#3)10萬(wàn)t級(jí)儲(chǔ)煤場(chǎng)，擔(dān)負(fù)著華電濰坊發(fā)電有限公司來(lái)煤的接卸、存儲(chǔ)和向4臺(tái)機(jī)組上配煤的重任。

1 電動(dòng)滾筒存在的問題及原因分析

1.1 存在的問題

斗輪機(jī)運(yùn)行中電動(dòng)滾筒頻繁發(fā)生損壞，以#3堆取料機(jī)移動(dòng)皮帶電動(dòng)滾筒為例，經(jīng)調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，在2009年4月至2009年6月的3個(gè)月內(nèi)，電動(dòng)滾筒發(fā)生故障達(dá)6次之多，電動(dòng)滾筒使用最短的時(shí)間是電動(dòng)滾筒換上僅用23d就發(fā)生了損壞，其中電動(dòng)滾筒內(nèi)部電動(dòng)機(jī)燒壞和內(nèi)部減速機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)故障分別發(fā)生4次和2次。2009年上半年，僅電動(dòng)滾筒外維費(fèi)用就花去了十幾萬(wàn)元，維修費(fèi)用較高。電動(dòng)滾筒是堆取料機(jī)運(yùn)行的重要部件，一旦損壞，會(huì)導(dǎo)致整臺(tái)斗輪機(jī)停運(yùn)，嚴(yán)重影響來(lái)煤接卸和鍋爐燃燒的正常用煤。

1.2 原因分析

電動(dòng)滾筒損壞后，搶修工作量大，使安全生產(chǎn)陷入被動(dòng)狀態(tài)。所以，消除電動(dòng)滾筒故障頻發(fā)，保證斗輪機(jī)安全、可靠運(yùn)行已成必然的趨勢(shì)，根據(jù)存在的問題，應(yīng)從設(shè)計(jì)、維護(hù)的角度查找原因和發(fā)現(xiàn)問題。目前電動(dòng)滾筒存在以下2個(gè)方面的問題:

(1)在裝電動(dòng)滾筒為TDY75油冷電動(dòng)滾筒，帶速為2.5 m/s，滾筒直徑為 630 mm，帶寬為1 400 mm，功率為22kW，在使用過程中多次出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)過流燒毀現(xiàn)象，通過查閱《電動(dòng)滾筒設(shè)計(jì)與選用手冊(cè)》，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)際，對(duì)電動(dòng)滾筒的功率計(jì)算如下:

1)輸送機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率為

式中:PM為電動(dòng)機(jī)功率;PA為輸送機(jī)軸功率;η為總機(jī)械效率，它是電動(dòng)滾筒機(jī)械效率和滾筒表面效率之積，對(duì)包膠電動(dòng)滾筒而言，其總機(jī)械效率約為0.89。

2)電動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)功率通常由3部分組成，即輸送機(jī)空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需的功率、輸送機(jī)水平運(yùn)送負(fù)荷所需的功率和輸送機(jī)提升負(fù)荷時(shí)所需要的功率。可采用下列公式進(jìn)行計(jì)算

式中:PA為電動(dòng)滾筒的軸功率;C為輸送帶、軸承等處的阻力系數(shù)，查表得C=2.9;f為托輥的阻力系數(shù)，根據(jù)托輥質(zhì)量情況，f一般取值 0.025 0～0.0600，本文取其平均值為0.042 5;L為電動(dòng)滾筒與改向滾筒中心距的水平投影，本文取L=25 m;Gm為輸送帶、托輥、改向滾筒等旋轉(zhuǎn)零件的質(zhì)量，可查表得到Gm=110 kg/m;v為帶速(m/s)，本文取v=2.5 m/s;Qt為輸送量，Qt=1500 t/h;b為帶寬，本文取b=1400 mm。將以上數(shù)據(jù)代入，經(jīng)過計(jì)算得

由此可見，原設(shè)計(jì)電動(dòng)滾筒的功率22 kW＜24 kW，設(shè)計(jì)功率偏小，是電動(dòng)機(jī)燒毀的主要原因。

(2)通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際查看，發(fā)現(xiàn)部分皮帶的托輥運(yùn)轉(zhuǎn)不正常，嚴(yán)重時(shí)部分托輥軸承損壞，導(dǎo)致托輥不轉(zhuǎn)，這些故障是導(dǎo)致電動(dòng)滾筒故障的主因。由原來(lái)的滾動(dòng)摩擦改變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦，阻力大大增加，致使電動(dòng)機(jī)負(fù)荷加大，這些問題成為電動(dòng)機(jī)損壞或內(nèi)部減速機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)故障的又一誘因。同時(shí)，冷卻油添加不及時(shí)或未按照規(guī)定周期更換冷卻油是導(dǎo)致冷卻效果下降是電動(dòng)機(jī)過熱燒毀的次要原因。

2 改造方案

2.1 滾筒電動(dòng)機(jī)升級(jí)改造

根據(jù)以上測(cè)算和論證的結(jié)果，決定將原電動(dòng)機(jī)功率由22 kW升級(jí)為30 kW，成為滾筒專用電動(dòng)機(jī)。

2.2 滾筒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的改造

電動(dòng)機(jī)升級(jí)后，因滾筒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)尺寸增大，必須對(duì)原定軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)改造。電動(dòng)滾筒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)常用的主要有以下3種類型(見表1)。

經(jīng)過分析比較，傳動(dòng)部分決定采用擺線針輪行星傳動(dòng)類型，速比不變。

2.3 滾筒控制方式改進(jìn)

現(xiàn)在電動(dòng)滾筒仍然采用接觸器控制電動(dòng)機(jī)啟/停，仍屬于直接啟動(dòng)控制，雖然控制簡(jiǎn)單，但存在以下弊端:一是過大的啟動(dòng)電流(空載啟動(dòng)電流可達(dá)額定電流的4～7倍)，會(huì)造成接觸器觸頭過熱損壞，同時(shí)過大的啟動(dòng)電流會(huì)使電動(dòng)機(jī)繞組發(fā)熱，從而加速絕緣老化，影響電動(dòng)機(jī)壽命，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)損壞;二是過大的沖擊轉(zhuǎn)矩對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸及減速機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)造成沖擊和損傷等。所以，對(duì)啟動(dòng)方式進(jìn)行改造很有必要。目前比較先進(jìn)的控制方式主要有軟啟動(dòng)器和變頻器，這2種控制方式的比較結(jié)果見表2。

表1 電動(dòng)滾筒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)常用類型

表2 2種控制方式的比較

由于電動(dòng)滾筒運(yùn)行不需要進(jìn)行調(diào)速，雖然完全可用變頻器替代，但投資成本較大，控制回路改造復(fù)雜，性價(jià)比不高。由以上比較可知，軟啟動(dòng)器除了完全能夠滿足電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)啟動(dòng)這一要求外，還具有可靠性高、維護(hù)量小、電動(dòng)機(jī)保護(hù)良好、參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)單及控制回路改動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)。所以，決定采用電子式軟啟動(dòng)器方式取代原接觸器全速、全壓?jiǎn)?dòng)方式。

3 改造效果

斗輪堆取料機(jī)電動(dòng)滾筒技術(shù)改造于2010年2月完成，從2010年2月投入使用至今，除#3斗輪機(jī)發(fā)生移動(dòng)膠帶，使該電動(dòng)滾筒出現(xiàn)2次故障外(一次是電源開關(guān)故障，開關(guān)一相觸頭過熱燒壞;另一次是電動(dòng)機(jī)一次線故障，電動(dòng)機(jī)接線盒松脫，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)引線接地打火)，沒有出現(xiàn)電動(dòng)滾筒電動(dòng)機(jī)燒毀和減速機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)故障現(xiàn)象，經(jīng)濟(jì)和安全效益明顯，大大減輕了維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前，斗輪堆取料機(jī)在火力發(fā)電廠應(yīng)用的較為普遍，MDQ1000/1250.50和MDQ1500/1500.50類型的堆取料機(jī)皮帶輸送機(jī)大多數(shù)采用電動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)方式。在使用過程中，電動(dòng)滾筒總是會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的問題，本文論述的電動(dòng)滾筒改造方法期望能對(duì)同類設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)的同類問題提供借鑒和參考。

［1］劉建勛.電動(dòng)滾筒設(shè)計(jì)與選用手冊(cè)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2000.