煤一期東擴(kuò)配煤作業(yè)提效改造

王 鵬

（河北港口集團(tuán)秦港股份二公司，河北秦皇島 066000）

1 項(xiàng)目概況

秦皇島港一直以來(lái)大力開(kāi)展優(yōu)質(zhì)配煤業(yè)務(wù)，擁有國(guó)內(nèi)最為先進(jìn)的煤炭碼頭裝卸設(shè)備。其中，旋轉(zhuǎn)臂架式取料機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)取料機(jī)）在秦皇島港煤炭碼頭占有極大比例，取料機(jī)能否高效運(yùn)行，關(guān)乎整個(gè)煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)的裝卸效率，更是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)運(yùn)行態(tài)勢(shì)及節(jié)能減排工作的要求。

煤一期東擴(kuò)設(shè)備進(jìn)行配煤作業(yè)時(shí)，要由2 臺(tái)取料機(jī)同時(shí)向1 臺(tái)裝船機(jī)供料。當(dāng)2 臺(tái)單機(jī)分別達(dá)到單機(jī)最高取料量時(shí)，裝船機(jī)相當(dāng)于接受2 倍的物料量，造成電機(jī)電流陡升、過(guò)載，并伴隨皮帶機(jī)料斗堵煤、灑煤等故障。本次改造將每臺(tái)取料機(jī)的取料量數(shù)值傳輸?shù)街锌厥襊LC 中，當(dāng)作業(yè)線流程啟動(dòng)時(shí)，由程序自動(dòng)判斷單線作業(yè)還是配煤作業(yè)。在單線作業(yè)和配煤作業(yè)兩種不同的工況下分別執(zhí)行各自的取料限量，加強(qiáng)配煤作業(yè)時(shí)各取料機(jī)之間的聯(lián)鎖，以實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)、穩(wěn)定、高效取料的目的。

2 項(xiàng)目詳細(xì)內(nèi)容

煤一期東擴(kuò)設(shè)備進(jìn)行配煤作業(yè)時(shí)，要由2 臺(tái)取料機(jī)同時(shí)向1 臺(tái)裝船機(jī)供料。通過(guò)調(diào)研，配煤時(shí)取料機(jī)的作業(yè)效率主要依賴操作人員的技術(shù)水平，依賴操作人員控制回轉(zhuǎn)速度來(lái)實(shí)現(xiàn)取料量大小與均勻程度。這種操作運(yùn)行方式，存在以下不足。

（1）操作人員本身技能水平有差別，煤垛分層取料時(shí)，司機(jī)操作分層高低、行走進(jìn)給距離大小都存在較大差異。在取料作業(yè)時(shí)，當(dāng)回轉(zhuǎn)速度控制較快，單臺(tái)取料機(jī)取料量過(guò)多，造成配煤比例不均，地面皮帶和裝船機(jī)煤量過(guò)大，電機(jī)電流會(huì)升高；回轉(zhuǎn)速度控制較慢，取料量較少，降低了作業(yè)效率，增加能耗。

（2）配煤時(shí)2 臺(tái)取料機(jī)分別達(dá)到單機(jī)最高取料量時(shí)，沿線皮帶及裝船機(jī)皮帶相當(dāng)于接受2 倍的物料量，造成皮帶機(jī)超載運(yùn)行，并造成懸臂皮帶機(jī)跑偏、灑煤，料斗堵煤等，嚴(yán)重影響文明生產(chǎn)。

以上原因?qū)е屡涿簳r(shí)取料效率的下降，臺(tái)時(shí)效率低，電能損耗，影響環(huán)境保護(hù)。因此，加強(qiáng)配煤作業(yè)時(shí)各取料機(jī)之間的聯(lián)鎖，以實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)、穩(wěn)定、高效取料的目的非常必要。

在取料機(jī)各運(yùn)行系統(tǒng)中，只有斗輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與懸臂皮帶機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)之間、懸臂皮帶機(jī)與地面皮帶機(jī)之間設(shè)有必要的聯(lián)鎖控制，用來(lái)防止出現(xiàn)料斗堵煤故障而強(qiáng)調(diào)關(guān)聯(lián)保護(hù)功能。因此，基于自動(dòng)控制調(diào)節(jié)方式的考慮，當(dāng)由程序判斷出設(shè)備在進(jìn)行配煤作業(yè)時(shí)，將使取料機(jī)執(zhí)行配煤工況下的取料量限定值，將斗輪液力馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)變頻運(yùn)行系統(tǒng)由完全人為聯(lián)動(dòng)操作控制轉(zhuǎn)換為手動(dòng)操作與智能聯(lián)動(dòng)相結(jié)合的協(xié)調(diào)高效運(yùn)行模式。

在中控室PLC 中對(duì)作業(yè)流程進(jìn)行判斷，當(dāng)AQ5 皮帶機(jī)和AQ6 皮帶機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，判斷設(shè)備正在進(jìn)行配煤作業(yè)。通過(guò)通信將此信號(hào)發(fā)送至AQ5 皮帶機(jī)上的A5Q 取料機(jī)、A6Q 取料機(jī)和AQ6皮帶機(jī)上的A7Q 取料機(jī)。部分程序控制如圖1 和圖2 所示。

圖1 部分程序控制1

圖2 部分程序控制2

將斗輪馬達(dá)油泵電機(jī)控制系統(tǒng)中能夠監(jiān)測(cè)到的參數(shù)模擬量電流，選用（韓國(guó)）SPD100 數(shù)字式馬達(dá)保護(hù)測(cè)控單元。通過(guò)其內(nèi)部高度集成的微處理控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理，將馬達(dá)運(yùn)行參數(shù)的測(cè)控、保護(hù)、通信、遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置等功能融為一體，真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)馬達(dá)進(jìn)行數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的管理和監(jiān)控。隨著取料機(jī)取料量的變化，實(shí)時(shí)監(jiān)控和檢測(cè)電機(jī)可測(cè)變量——電流，將電流信號(hào)作為系統(tǒng)的重要參考值。確定取料量大小的依據(jù)，依托機(jī)上裝載的電子皮帶秤測(cè)量裝置，來(lái)定量瞬時(shí)取料量。在配煤作業(yè)情況下，選取適當(dāng)?shù)乃矔r(shí)取料量目標(biāo)值輸入PLC 程序控制入口端，實(shí)現(xiàn)變量的限定控制，即實(shí)現(xiàn)了超量過(guò)載控制。同時(shí)，在滿足于滿載運(yùn)行的情況下，又能夠有效保護(hù)電機(jī)，延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命。

本項(xiàng)目在煤一期東擴(kuò)A5Q 取料機(jī)、A6Q 取料機(jī)和A7Q 取料機(jī)上應(yīng)用。改造后，經(jīng)過(guò)實(shí)際試車(chē)，效果良好，在不影響取料作業(yè)的前提下，很好地保障了設(shè)備的安全運(yùn)行，后期通過(guò)對(duì)取料機(jī)司機(jī)的走訪詢問(wèn)，一致反映效果很好。

3 主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

（1）啟動(dòng)程序不用人工檢測(cè)，既簡(jiǎn)便可靠，又不增加司機(jī)工作量。從中控室PLC 程序進(jìn)行流程自動(dòng)判斷，將取料機(jī)的單機(jī)作業(yè)和配煤作業(yè)工況區(qū)分控制，避免人為錯(cuò)誤，體現(xiàn)了智能自動(dòng)控制的特點(diǎn)。

（2）增加了配煤作業(yè)中斗輪液力馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)變頻運(yùn)行系統(tǒng)由完全人為聯(lián)動(dòng)操作控制轉(zhuǎn)換為手動(dòng)操作與智能聯(lián)動(dòng)相結(jié)合的協(xié)調(diào)高效運(yùn)行模式。

（3）本系統(tǒng)充分利用原有條件，主要靠挖掘系統(tǒng)本身潛力，升級(jí)改造控制程序的邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)，具有實(shí)施方便、零成本、周期短，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。