選煤廠破碎機(jī)失速保護(hù)技術(shù)研究

李 彪

（山西汾西礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司雙柳煤礦，山西 柳林 033300）

引言

分級(jí)破碎是選煤廠煤炭洗選重要環(huán)節(jié)之一，根據(jù)煤炭洗選采用破碎工藝將原煤破碎成一定粒度，從而為后續(xù)煤炭洗選做準(zhǔn)備[1-2]。為了提高煤炭破碎效果，某選煤廠現(xiàn)階段普遍采用SSC型破碎機(jī)，該破碎機(jī)具有電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)、液力耦合軟啟動(dòng)以及雙齒輥失速保護(hù)等保護(hù)措施。其中雙齒輥失速保護(hù)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)破碎機(jī)齒輥轉(zhuǎn)速進(jìn)行失速保護(hù)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到由于堵料或者其他故障導(dǎo)致齒輥轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)即會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)并立即停止破碎機(jī)運(yùn)行，以便避免破碎機(jī)其他部件出現(xiàn)損壞[3-5]。某選煤廠破碎機(jī)通過應(yīng)用失速保護(hù)系統(tǒng)后可在一定程度上降低齒輥失速帶來的影響，但是現(xiàn)階段使用的齒輥失速保護(hù)系統(tǒng)仍存在一定的問題。為此，提出一種新的失速保護(hù)系統(tǒng)。

1 破碎機(jī)失速保護(hù)現(xiàn)狀分析

1.1 失速保護(hù)原理

某選煤廠應(yīng)用的破碎機(jī)通過電機(jī)、耦合器、減速機(jī)等帶動(dòng)齒輥運(yùn)轉(zhuǎn)，破碎機(jī)上的兩個(gè)破碎齒對(duì)向運(yùn)轉(zhuǎn)，需要破碎的原煤在齒輥?zhàn)饔孟庐a(chǎn)生劈裂、剪切或者刺破破壞，并從破碎機(jī)下部排出，具體見圖1所示。

圖1 破碎機(jī)齒輥破碎原理圖

齒輥轉(zhuǎn)速傳感器（磁感應(yīng)傳感器）一般布置在破碎機(jī)外殼側(cè)并在輥軸斷面安裝有磁鐵，當(dāng)磁鐵經(jīng)過傳感器時(shí)，傳感器即會(huì)發(fā)出脈沖信號(hào)并傳輸給轉(zhuǎn)速測(cè)控儀，當(dāng)轉(zhuǎn)速測(cè)控儀依據(jù)脈沖信號(hào)頻率測(cè)算齒輥轉(zhuǎn)速。

為了降低電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)給破碎機(jī)兩個(gè)齒輥的沖擊，破碎機(jī)通過分步啟動(dòng)護(hù)同步運(yùn)轉(zhuǎn)方式，兩個(gè)齒輥非同步運(yùn)行。破碎機(jī)在兩個(gè)齒輥上均安裝有轉(zhuǎn)速傳感器用以監(jiān)測(cè)齒輥轉(zhuǎn)速，具體失速保護(hù)流程為：當(dāng)齒輥轉(zhuǎn)動(dòng)后失速保護(hù)即開始工作，當(dāng)監(jiān)測(cè)到任一齒輥轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)機(jī)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)同時(shí)兩個(gè)齒輥均停止運(yùn)行，具體失速保護(hù)流程見圖2所示。

圖2 傳統(tǒng)破碎機(jī)失速保護(hù)控制流程

1.2 存在問題

現(xiàn)有的破碎機(jī)齒輥失速保護(hù)方法可對(duì)破碎機(jī)破碎的矸石、鐵器或者物料堆積等導(dǎo)致的堵轉(zhuǎn)進(jìn)行保護(hù)。但是在實(shí)際應(yīng)用過程中齒輥轉(zhuǎn)速傳感器脈沖信號(hào)在外界干擾、傳感器性能衰退等因素作用下常出現(xiàn)信號(hào)中斷、誤報(bào)警問題，從而頻繁引起破碎機(jī)生產(chǎn)中斷。為了降低失速保護(hù)系統(tǒng)誤報(bào)警發(fā)生率，部分選煤廠在失速保護(hù)系統(tǒng)中設(shè)定延時(shí)時(shí)間，即轉(zhuǎn)速傳感器脈沖信號(hào)丟失或者中斷2 s內(nèi)，失速保護(hù)系統(tǒng)不動(dòng)作，破碎機(jī)繼續(xù)保持運(yùn)行；當(dāng)時(shí)間超過2 s后，脈沖信號(hào)仍未恢復(fù)，則保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作不僅發(fā)出報(bào)警信息而且破碎機(jī)停機(jī)運(yùn)行。采用上述方法雖然可降低誤報(bào)警發(fā)生率，但是也降低了失速保護(hù)速度，不能對(duì)破碎機(jī)主要零部件進(jìn)行快速保護(hù)。即現(xiàn)有的破碎機(jī)失速保護(hù)技術(shù)存在誤報(bào)警率高、保護(hù)速度慢等問題。

2 破碎機(jī)失速保護(hù)改進(jìn)研究

為了提高破碎機(jī)失速保護(hù)效率以及可靠性，提出一種新的失速保護(hù)技術(shù)方法，該方法在提高失速保護(hù)響應(yīng)速度同時(shí)可顯著降低誤報(bào)警率。具體提出的失速保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖3所示，在齒輥上布置兩類傳感器，一類對(duì)齒輥啟動(dòng)信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，另一類對(duì)齒輥速度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。齒輥啟動(dòng)信號(hào)直接傳輸給PLC、齒輥轉(zhuǎn)速信號(hào)則傳輸給轉(zhuǎn)速測(cè)控儀以及PLC，轉(zhuǎn)速測(cè)控儀型號(hào)為SSC-2A型。

圖3 新型失速保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

破碎機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中齒輥轉(zhuǎn)速基本保持一致，當(dāng)出現(xiàn)堵塞時(shí)會(huì)造成兩個(gè)齒輥同時(shí)失速，因此通過對(duì)比兩個(gè)齒輥速度即可對(duì)破碎機(jī)失速進(jìn)行監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)以第一齒輥先啟動(dòng)為例，失速保護(hù)過程為以下幾方面。

1）破碎機(jī)第一齒輥率先啟動(dòng)，此時(shí)第二齒輥未啟動(dòng)，PLC按照程序I執(zhí)行；若PLC接收到轉(zhuǎn)速測(cè)控儀發(fā)出的失速信號(hào)后則第一齒輥停止運(yùn)行，若未接收到失速信號(hào)則第一次輥正常工作。

2）當(dāng)?shù)谝?、第二齒輥均正常運(yùn)行后，PLC按照程序II執(zhí)行，第一、第二轉(zhuǎn)速測(cè)控儀均為發(fā)出失速信號(hào)則表明兩齒輥運(yùn)處于正常運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)兩個(gè)轉(zhuǎn)速測(cè)控儀同時(shí)發(fā)出失速信號(hào)時(shí)，則PLC立即停止電動(dòng)機(jī)供電，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)；當(dāng)任一轉(zhuǎn)速測(cè)控儀同時(shí)發(fā)出失速信號(hào)，則對(duì)發(fā)出失速信號(hào)側(cè)的齒輥進(jìn)行檢查。具體破碎機(jī)失速保護(hù)系統(tǒng)工作流程見圖4所示。

圖4 破碎機(jī)失速保護(hù)系統(tǒng)工作流程

3 結(jié)語

將改進(jìn)后的失速保護(hù)系統(tǒng)推廣應(yīng)用在某選煤廠破碎機(jī)上，基本消除了失速保護(hù)系統(tǒng)誤報(bào)警以及反應(yīng)速度慢等問題?，F(xiàn)該失速保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)間已超過6個(gè)月，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)未再發(fā)生誤報(bào)警引發(fā)的破碎機(jī)停機(jī)問題，實(shí)現(xiàn)了破碎機(jī)連續(xù)生產(chǎn)，在一定程度上提高了選煤廠生產(chǎn)效率。