石圪臺選煤廠刮板輸送機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用

李培齊，白 龍

(神東煤炭集團(tuán)洗選中心，陜西 榆林 719315)

0 引言

刮板輸送機(jī)是選煤廠最常用的運(yùn)輸設(shè)備，常用于原煤入洗的配煤、產(chǎn)品煤的配倉、中間產(chǎn)品收集。與常用的運(yùn)輸設(shè)備膠帶運(yùn)輸機(jī)相比，刮板輸送機(jī)不足之處主要是生產(chǎn)過程中噪音大、易造成塊煤的過粉碎、設(shè)備磨損嚴(yán)重、維修工作量較大、運(yùn)輸距離不能太大。但刮板運(yùn)輸機(jī)具有入料靈活、多點(diǎn)卸料、密閉性能好、粉塵小、運(yùn)輸角度大、不易撒煤、正反轉(zhuǎn)靈活切換的特點(diǎn)，特別適用于需要多點(diǎn)卸料、配煤的條件以及需要側(cè)向移動(dòng)的運(yùn)輸環(huán)境[1]。

1 刮板輸送機(jī)工作原理

刮板輸送機(jī)用一個(gè)長方體的槽體，作為煤炭的承受件，將刮板固定在鏈條上組成刮板鏈，作為牽引構(gòu)件。當(dāng)機(jī)頭傳動(dòng)部啟動(dòng)后，帶動(dòng)機(jī)頭軸上的鏈輪旋轉(zhuǎn)，使刮板鏈循環(huán)運(yùn)行帶動(dòng)物料沿溜槽移動(dòng)，直到卸料口排出，刮板輸送機(jī)可通過多片閘板實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)卸料。刮板鏈繞過鏈輪作無級閉合循環(huán)運(yùn)行，完成物料的輸送，刮板輸送機(jī)的規(guī)格用槽寬來表示[2-3]。

2 刮板輸送機(jī)保護(hù)

2.1 刮板輸送機(jī)的常見保護(hù)

刮板輸送機(jī)的常見保護(hù)有急停保護(hù)、電機(jī)綜合保護(hù)、欠速保護(hù)和溜槽堵塞保護(hù)[4]。

急停保護(hù)：主要用于刮板輸送機(jī)停電后，作業(yè)人員檢查作業(yè)過程中防止設(shè)備誤啟動(dòng)而增加的保護(hù)。對刮板輸送機(jī)而言，急停裝置一般設(shè)在機(jī)頭位置，急停內(nèi)部采用常閉點(diǎn)的方式，串聯(lián)在控制電路中，當(dāng)急停按鈕斷開后，既能返回PLC急停信號，又能直接切斷控制電路，確保設(shè)備不會啟動(dòng)。

電機(jī)綜合保護(hù)：主要是安裝在電氣設(shè)備動(dòng)力輸出回路上，通過檢測三向電纜的電流反饋電路信息，內(nèi)容主要包括過流、堵轉(zhuǎn)、欠壓、過壓、三相不平衡、漏電和短路。主要通過電流互感器、零序互感器和電機(jī)綜?？刂破鹘M成，根據(jù)采集到的信號進(jìn)行內(nèi)部計(jì)算處理，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)通過常開常閉觸點(diǎn)給PLC信號，通過自動(dòng)控制程序斷開電路，從而達(dá)到保護(hù)電器設(shè)備的作用[5]。

欠速保護(hù)：是在刮板輸送機(jī)尾輪一側(cè)的內(nèi)緣上焊接一塊鐵片，讓鐵片作為被測物體。當(dāng)刮板輸送機(jī)尾輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鐵片跟著尾輪一塊轉(zhuǎn)動(dòng)，在尾輪附近安裝的接近開關(guān)，檢測到一個(gè)連續(xù)的脈沖信號，這個(gè)脈沖信號經(jīng)過配電室PLC柜內(nèi)安裝的二次儀表轉(zhuǎn)換后會以一個(gè)開關(guān)量的形式反饋給PLC，采用的是常閉點(diǎn)，動(dòng)作時(shí)斷開。

溜槽堵塞保護(hù)：一般設(shè)置在刮板輸送機(jī)機(jī)頭溜槽側(cè)面或者是落料點(diǎn)的側(cè)面，防止煤塊堆積起來，造成設(shè)備故障。選煤廠一般采用重錘式保護(hù)開關(guān)。重錘采用的電壓為220 V，常閉裝置。內(nèi)部有導(dǎo)電液體，當(dāng)垂直立起時(shí)導(dǎo)通，當(dāng)煤塊堆積起來后導(dǎo)致傾斜或者倒立時(shí)斷開，返回PLC開關(guān)量信號。

2.2 刮板輸送機(jī)的特殊保護(hù)

針對刮板輸送機(jī)在選煤廠的應(yīng)用現(xiàn)狀，石圪臺選煤廠創(chuàng)新工作思路，自主設(shè)計(jì)新加了一些專門針對刮板輸送機(jī)的特殊保護(hù)。分別是拉繩保護(hù)、斷鏈保護(hù)、跳鏈保護(hù)、現(xiàn)場斷電指示保護(hù)和配電室抽屜到位指示保護(hù)。

拉繩保護(hù)：同膠帶機(jī)拉繩保護(hù)一樣，設(shè)置在刮板機(jī)箱體兩側(cè)。刮板機(jī)整機(jī)長度一般在十幾米甚至更長，針對只有刮板運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭位置設(shè)有急停按鈕，發(fā)現(xiàn)刮板機(jī)有異常后不能及時(shí)停機(jī)，容易導(dǎo)致事故擴(kuò)大；另外在刮板機(jī)機(jī)頭設(shè)置了機(jī)械保護(hù)鏈，在人員進(jìn)入設(shè)備檢查檢修的時(shí)候，要求停電上鎖的同時(shí)，必須上機(jī)械保護(hù)鏈，會導(dǎo)致檢修檢查完成人員忘記解除機(jī)械保護(hù)鏈造成設(shè)備損壞。因此在刮板機(jī)兩側(cè)增設(shè)緊急閉鎖保護(hù)裝置，緊急閉鎖保護(hù)采用刮板機(jī)兩側(cè)安裝拉繩保護(hù)的方式，發(fā)現(xiàn)刮板機(jī)有異常后拉動(dòng)拉繩可實(shí)現(xiàn)刮板機(jī)急停；同時(shí)拉繩保護(hù)與刮板機(jī)機(jī)械保護(hù)鏈實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，當(dāng)掛上機(jī)械保護(hù)鏈后拉動(dòng)拉繩開關(guān)動(dòng)作，只有拆下機(jī)械保護(hù)鏈后拉繩開關(guān)才能復(fù)位，避免了人為遺忘拆除刮板機(jī)機(jī)械保護(hù)鏈而引起的設(shè)備事故。拉繩保護(hù)具體安裝方式為成對安裝，且兩側(cè)的一對為同一個(gè)返回信號，內(nèi)部常用常閉點(diǎn)進(jìn)行串聯(lián)，兩側(cè)的拉繩盒子內(nèi)任何一個(gè)拉繩開關(guān)動(dòng)作，都能切斷電路，返回PLC信號。

刮板機(jī)斷鏈保護(hù)：主要是在運(yùn)輸物料時(shí)由于卡大塊或者異物會導(dǎo)致鏈條或者刮板斷裂，若未及時(shí)發(fā)現(xiàn)將造成嚴(yán)重的機(jī)械事故影響生產(chǎn)。經(jīng)過不斷創(chuàng)新研究，設(shè)計(jì)制作了專門的刮板輸送機(jī)斷鏈監(jiān)測裝置。在刮板輸送機(jī)的槽箱上部開一個(gè)長方形的窗口，在窗口旁邊利用角鋼焊一個(gè)支撐架，上部開孔安裝接近開關(guān)，靠下一點(diǎn)位置安裝一個(gè)滾輪，在滾輪上用扁鋼煨一個(gè)圓弧焊接在滾輪上，扁鐵上面焊接一個(gè)小監(jiān)測片，扁鋼下面開孔安裝一塊皮子，刮板輸送機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)刮板會帶動(dòng)皮子運(yùn)動(dòng)，這樣接近開關(guān)會收到一個(gè)穩(wěn)定的脈沖信號，返回給PLC，原理和欠速保護(hù)一致。當(dāng)發(fā)生刮板斷裂后此信號會傳回給PLC，程序會閉鎖停機(jī)從而減小損失，人員也能在較短的時(shí)間內(nèi)迅速處理故障[6]。

刮板輸送機(jī)跳鏈保護(hù)：主要用于檢測在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，機(jī)頭卡進(jìn)雜物或者其他原因?qū)е聝蓚?cè)鏈條發(fā)生錯(cuò)位的情況，若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，則很容易造成刮板斷裂等大的事故發(fā)生。因此在借鑒斷鏈保護(hù)原理的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新提出在刮板機(jī)靠近頭輪的上刮板處的兩端分別設(shè)置2個(gè)斷鏈檢測裝置，分別檢測刮板靠馬蹄環(huán)連接處的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，利用刮板跳鏈后會出現(xiàn)傾斜的狀況，傾斜后處在同一直線上的2個(gè)檢測裝置檢測刮板的到達(dá)會出現(xiàn)時(shí)間差，以此判斷刮板機(jī)處于跳鏈狀態(tài)，繼而閉鎖刮板機(jī)停車。

現(xiàn)場斷電指示保護(hù)：刮板機(jī)維修時(shí)，要求配電室停電，同時(shí)必須將抽屜拉出。原有系統(tǒng)只是有停電操作人員進(jìn)行確認(rèn)，但抽屜有沒有退出，現(xiàn)場工作人員無法觀察，在操作過程中容易出現(xiàn)疏忽，為了讓現(xiàn)場工作人員直接看到抽屜的退出狀態(tài)，在刮板運(yùn)輸機(jī)抽屜柜后方安裝了抽機(jī)柜位置檢測行程開關(guān)，作為刮板運(yùn)輸機(jī)安全斷電顯示裝置。具體工作過程為抽屜未退出，現(xiàn)場指示燈滅；抽屜已退出，現(xiàn)場指示燈亮。具體方法是將行程開關(guān)安裝在配電柜合適的位置，指示燈安裝在現(xiàn)場按扭盒的上面，中間用導(dǎo)線連接，取一220 V火線連接行程開關(guān)的常閉觸電的一端，另一端直接連接現(xiàn)場指示燈的一端，通過中間繼電器轉(zhuǎn)換與PLC輸入模塊的一點(diǎn)連接，做好程序和控制畫面，指示燈的另一端連接到零線。當(dāng)抽屜未退出，正好將行程開關(guān)的活動(dòng)觸頭動(dòng)作，行程開關(guān)處于動(dòng)作狀態(tài)，常閉觸電斷開，現(xiàn)場指示燈滅；當(dāng)抽屜已退出，行程開關(guān)復(fù)位，現(xiàn)場指示燈亮，為現(xiàn)場的檢修和檢查工作提供了極大的安全保障，同時(shí)這2種狀態(tài)在調(diào)度畫面也能夠清楚的實(shí)現(xiàn)，避免了停送電的誤操作。

配電室抽屜到位指示保護(hù)：因?yàn)楣伟遢斔蜋C(jī)停電時(shí)必須將抽屜退出，因此就存在送電人員在送電時(shí)將抽屜推不到位的情況，可是一旦發(fā)生抽屜推不到位將留有嚴(yán)重的安全隱患，為了消除此隱患在抽屜后面框架上安裝了接近開關(guān)，并在配電柜門上安裝了到位指示燈，抽屜要是沒有推到位到位指示燈就不亮，提醒送電操作人員注意。

3 刮板輸送機(jī)的常見故障

3.1 減速器故障

減速器主要有3種故障類型：減速器外殼過熱；聲音不正常；減速器漏油。減速器外殼過熱原因分析：減速器中空間不合理，注油量過多或過少；軸承發(fā)生損壞或是潤滑效果差；減速器內(nèi)部覆蓋嚴(yán)重，導(dǎo)致表面散熱性能較差。導(dǎo)致減速器漏油原因主要有減速器密封圈損壞，密封性能下降；減速器箱體表面合面處密封不嚴(yán)，各軸承蓋螺栓擰的不緊。

要求在運(yùn)行過程中加強(qiáng)溫度、振動(dòng)的點(diǎn)檢，同時(shí)停車過程中檢查減速器內(nèi)部油位是否滿足要求。

3.2 電機(jī)故障

電機(jī)故障是刮板機(jī)故障中較常見的一種，主要有電機(jī)啟動(dòng)故障，電機(jī)發(fā)熱量過大以及電機(jī)聲音不正常3種情況。

電機(jī)啟動(dòng)故障：主要原因可能是刮板機(jī)負(fù)荷過大；鏈條或其它某部件有嚴(yán)重卡阻；供電電壓不能達(dá)到額定要求；線路出現(xiàn)損壞，供電不正常；也可能是電機(jī)本身機(jī)械故障造成無法啟動(dòng)。

電機(jī)發(fā)熱量過大：主要原因是電機(jī)風(fēng)扇停轉(zhuǎn)或是散熱片覆蓋嚴(yán)重、散熱口堵塞；刮板機(jī)長時(shí)間未停機(jī)休整，處于長時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；機(jī)器啟動(dòng)頻繁，啟動(dòng)電流大，熔絲選用過大，電動(dòng)機(jī)長時(shí)間在啟動(dòng)電流下工作。

電機(jī)聲音不正常：原因有刮板機(jī)處于單相運(yùn)轉(zhuǎn)；負(fù)荷太重；接線頭出現(xiàn)松動(dòng)，接觸不良；軸承損壞；輸送機(jī)壓死。

刮板運(yùn)輸機(jī)一般為大功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)，一旦發(fā)生電機(jī)故障，需要進(jìn)行現(xiàn)場檢查，查出原因并排除方可再次起車，否則極易造成電機(jī)燒毀或者刮板運(yùn)輸機(jī)結(jié)構(gòu)損壞。

3.3 飄鏈

飄鏈主要指的是位于刮板運(yùn)輸機(jī)底板的刮板和鏈條脫離底板運(yùn)行的過程，會造成底板物料堆積，鏈條運(yùn)行距離加長導(dǎo)致過緊從而設(shè)備過載，飄鏈嚴(yán)重的話還會導(dǎo)致鏈條與箱體的其它部分發(fā)生掛、刮、卡的現(xiàn)象。飄鏈的主要原因是物料水分太大特別是濕煤泥含量多、壓鏈器的設(shè)置不合理。為了避免飄鏈?zhǔn)鹿?，需要采取以下措施：合理設(shè)置壓鏈器、停車經(jīng)常檢查壓鏈器和地板磨損情況、控制濕煤泥的水分同時(shí)避免濕煤泥集中運(yùn)輸。

3.4 跳鏈

跳鏈主要指的是刮板機(jī)兩側(cè)的2條運(yùn)行不一致的情況，分為機(jī)頭跳鏈和機(jī)尾跳鏈，主要原因是鏈條太松、鏈條兩側(cè)松緊度不一致、有雜物、頭輪尾輪齒牙磨損等，需要操作人員檢查鏈條松緊度、磨損情況、及時(shí)清理雜物等。

4 結(jié)語

對比分析了選煤廠膠帶運(yùn)輸機(jī)和刮板運(yùn)輸機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，在研究了刮板輸送機(jī)的工作原理的基礎(chǔ)上，總結(jié)了常見的刮板運(yùn)輸機(jī)故障和原因，并針對原有保護(hù)的不足，創(chuàng)新了一套更加完備的刮板輸送機(jī)運(yùn)行的安全保護(hù)系統(tǒng)，保證刮板運(yùn)輸機(jī)的正常運(yùn)行，從而最大限度的保證了刮板輸送機(jī)的運(yùn)行效率。