一種無人值守的煤倉自動(dòng)防堵設(shè)備

王朝陽 鄧風(fēng)永

（1.焦作華飛電子電器股份有限公司，河南 焦作 454000；2.焦作市明株自動(dòng)化工程有限責(zé)任公司，河南 焦作454000）

簡(jiǎn)介：目前原煤倉結(jié)構(gòu)有以下三種形式：（1）老式水泥結(jié)構(gòu)：方錐式和圓錐式；（2）水泥及鋼結(jié)構(gòu)：方錐式和圓錐式；（3）鋼結(jié)構(gòu)雙曲線：圓錐式（個(gè)別單位內(nèi)襯塑料，尼龍聚酯板）。煤倉上口大，下口小，上口進(jìn)料，物料自上而下靠自重下落。下落的物料由于在錐形容器內(nèi)流動(dòng)，故愈向下流動(dòng)，面積愈小，對(duì)物料本身就形成擠壓，增加方錐形四個(gè)直角摩擦系數(shù)。加上煤粉或者煤泥的水分含量達(dá)到一定程度時(shí)就非常容易發(fā)生堵塞。堵塞后的形狀大致分為拱狀、拋物線狀，個(gè)別呈鼠洞狀等。堵塞的部位，多數(shù)在煤閘門1.5m以內(nèi)，在這個(gè)范圍內(nèi)某處開始粘結(jié)薄層物料，粘結(jié)后增大摩擦力，然后朝軸向與徑向延伸，逐步增加厚度，最終形成不同形狀而堵塞，造成斷流。此現(xiàn)象的發(fā)生嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響機(jī)組限出力甚至鍋爐容易滅火，后果很嚴(yán)重。

對(duì)于堵煤，以往也使用了很多解決辦法：（1）人工敲打原煤倉疏通。大多數(shù)廠家在沒有好的解決方法時(shí)都使用人工敲打，但是在這種勞動(dòng)強(qiáng)度非常大的情況下，經(jīng)常會(huì)不起作用，因此而影響發(fā)電的情況時(shí)有發(fā)生。（2）利用震動(dòng)器疏通。由于震動(dòng)器振幅小，震動(dòng)的時(shí)間愈長(zhǎng)原煤倉堵的愈實(shí)，而且長(zhǎng)時(shí)間震動(dòng)對(duì)設(shè)備的損害大。堵實(shí)后難疏通。（3）利用空氣疏通。部分的煤堵可以利用空氣炮解決，但是由于空氣炮的疏松面積小，如果一次沒有疏通成功，使煤形成鼠洞，再次利用空氣沖擊，空氣就會(huì)從洞中跑掉。加上需要常備壓縮空氣，能源消耗比較大，目前大多已經(jīng)拆除。（4）鋪設(shè)高分子復(fù)合材料板或不銹鋼襯板?？梢詼p少堵煤的次數(shù)，投資比較大，但還是不能完全解除堵塞。

圖1 防堵機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成圖

工作原理：原煤倉堵塞段主要發(fā)生在插板門之上兩米范圍內(nèi)，只有解決疏通了該范圍內(nèi)的堵塞情況散料才能保證暢通下料。為此該文提出一種能夠有效解決散料在下料倉段兩米范圍內(nèi)易發(fā)生物料結(jié)拱堵塞的方法，其主要特點(diǎn)是將下料倉兩米范圍內(nèi)的倉體內(nèi)壁增加可以旋轉(zhuǎn)的刀體，該裝置在堵塞時(shí)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而迅速的活化倉體內(nèi)的散料，破壞瓦解散料可能形成的架橋結(jié)拱、懸料堵塞以及漏斗流現(xiàn)象（“鼠洞”）確保倉體內(nèi)散料能夠整體流動(dòng)方式出料。本裝置由連接倉體、連接法蘭、動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)刀體、倉體外驅(qū)動(dòng)單元、自控控制系統(tǒng)等部分組成（見圖1），控制系統(tǒng)接收來自DCS斷煤信號(hào)，當(dāng)給煤機(jī)皮帶斷煤信號(hào)發(fā)出后，自動(dòng)控制系統(tǒng)及時(shí)發(fā)出指令，倉體外驅(qū)動(dòng)單元?jiǎng)幼?，?qū)動(dòng)單元帶動(dòng)倉體內(nèi)旋轉(zhuǎn)刀體，此時(shí)倉體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)刀體與結(jié)拱堵塞的散料形成相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中活化清堵裝置擾動(dòng)整個(gè)散料，刀轉(zhuǎn)防堵裝置在相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中能夠產(chǎn)生向下推進(jìn)的動(dòng)力，活化易堵段的散料，徹底破壞散料架橋、結(jié)拱、堵塞現(xiàn)象。

系統(tǒng)可以自動(dòng)運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)無需人員值守。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)斷煤，控制系統(tǒng)檢測(cè)到該信號(hào)會(huì)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出指令，進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，清理完成后自動(dòng)停止。該系統(tǒng)還預(yù)留DCS系統(tǒng)接口，可以進(jìn)入DCS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中控制。運(yùn)行人員可根據(jù)DCS中給煤機(jī)給煤量變化情況手動(dòng)點(diǎn)擊裝置驅(qū)動(dòng)按鈕，提前破除可能的堵塞現(xiàn)象；同時(shí)系統(tǒng)能保證給煤機(jī)一旦發(fā)生斷煤，能迅速啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，迅速清堵下料。每次清堵持續(xù)時(shí)間根據(jù)給煤量穩(wěn)定為準(zhǔn)，下料通暢穩(wěn)定后自動(dòng)停止驅(qū)動(dòng)電機(jī)，也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況設(shè)定清堵時(shí)間。

應(yīng)用效果：倉體外驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，不需進(jìn)入倉體內(nèi)便能維護(hù)檢修，不影響原有下料量。防堵裝置只需要與原倉體法蘭連接即可，安裝非常方便，無需機(jī)組停機(jī)影響機(jī)組正常生產(chǎn)。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作，不需專人管理，可以接入DCS系統(tǒng)，經(jīng)過近兩年的運(yùn)行，并不斷完善，防堵效果很好，給用戶節(jié)約了人力及維護(hù)成本。

［1］李延民,等.煤倉低料位檢測(cè)與防堵裝置的研制[J].工礦自動(dòng)化,2009(1)：60-62.

［2］王國(guó)田.帶式輸送機(jī)軟啟動(dòng)及多機(jī)功率平衡的電氣控制[J].煤礦機(jī)電,1996(5).

［3］天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所.電氣傳動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.

［4］孫承志.西門子S7-200/300、400 PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.