火電廠輸煤系統盤式除鐵器自動控制改造

李華才，李子龍，鄭 科，郭 玲

（國電漢川發(fā)電有限公司，湖北漢川 431614）

1 工程概況

備用與運行勵磁盤式除鐵器的兩個行走軌道之間的距離設置為1.8 m，盤式除鐵器的直徑設置為2 m，傾斜擺放兩者的間距設置為5.3 cm，距離比較近能夠相互的吸引，使行走電機出力比額定值大，因此出現拒動的情況。

2 分析原因

交替運行是勵磁盤式除鐵器的主要運行模式，兩臺除鐵器處于運行位置的時候，備用除鐵器與運行除鐵器的磁感應強度均達到了150 mT，兩者的總和為300 mT，在該磁感應強度下，備用與運行除鐵器會出現互相吸合的情況，在行走電機牽引力的作用下，兩臺除塵器不會出現互相分開的情況。

3 自動控制改造

目前的除鐵器運行方式有所不同，沒有升級改造前是一條皮帶，對應一個處理器，而改造升級后是兩個處理器可以同時在一條皮帶上運作，增加除鐵范圍的同時，可以在兩個工作面進行，如圖1所示。

圖1 火電廠輸煤程控自動配煤系統的設計

3.1 技術要求

3.1.1 整體性能

（1）除鐵器適應帶寬B為1.4 m，除鐵器采取全封閉的結構形式，使其在濕度比較大、粉塵比較多的環(huán)境中正常運行，給設備維護和檢修提供了便利。將膠帶機上的盤式電磁除鐵器安裝在軌道上，依據特定的程序使其在兩條互相平行，且距離比較近的膠帶機上正常運行。在膠帶機運行的過程中，除鐵器與膠帶機會互相對應，除鐵器按時完成卸鐵任務，如圖2所示。

圖2 輸煤系統流程

（2）自冷式冷卻是盤式電磁除鐵裝置的主要冷卻方式，使其散熱效果達到最佳水平。繞組極限溫度要控制在115℃以內，絕緣等級設置為F級。

（3）對于機體的絕緣電阻來說，其除鐵器繞組在冷態(tài)下的取值要保持在10 MΩ以上。

（4）除鐵器磁場分布要確保恒定、均勻、合理，除鐵效率要保持在90%以上，工作制達到100%。在比較穩(wěn)定的情況下，工作溫度要保持在75℃以內，額定吊高處磁感應強度要保持在120 mT以上[1-3]。

（5）除鐵器接地要確保安全、可靠，接地位置要設置比較醒目的接地符號。

3.1.2 結構要求與系統配置

（1）集鐵斗、控制柜、吊具、盤式電磁除鐵器本體、電動移動小車和必需的附屬設備構成了盤式電磁除鐵裝置，使用非磁材料制作集鐵斗上口。

（2）以JB/7689—20012規(guī)定的技術標準來衡量除鐵器技術性能。

（3）使用電動機驅動盤式電磁除鐵裝置移動小車，行車速度設置為7 m/min以上，膠帶機的正常運行不會受到盤式除鐵器行走的影響。從除鐵器行走的前半分鐘到整個行走完成的整個過程要設置報警信號，除鐵器行走距離設置為3 m。

（4）電磁除鐵器要配置移動式受鐵設備，依據除鐵器落鐵高度來設置受鐵斗、移動式受鐵設施的高度，移動式受鐵設施移動比較迅速。

3.1.3 材質

（1）使用雙玻璃絲包漆包電磁線繞制的方法來設置除鐵器磁芯的電磁鐵部分，絕緣等級設置為F級。

（2）電纜的主要形式為YC橡套電纜。

（3）施耐德、ABB或AB是電氣元件的主要類型，控制柜防護等級設置為IP56，絕緣等級設置為F級。

3.1.4 焊接

（1）在焊接施工以前，所有的施工區(qū)域要確保干凈整潔。

（2）采取埋弧焊技術來對接鋼板，確保焊透。使用埋弧焊處理角焊縫，為了使熔深滿足設計的標準，使用二氧化碳氣體保護焊等自動或半自動焊完成焊接施工。

（3）在選擇焊條的過程中，要依據強度來合理選擇，在批量投入使用時，要事先開展工藝試驗。

（4）依據GB 985和GB 986標準來設置焊縫坡口尺寸；依據GB 10854標準設置焊縫外形尺寸。

3.1.5 行走電動機

（1）轉矩電流特征。電動機選用全壓啟動模式，確保在GB755所述的電壓與頻率變化范圍之內，其啟動、行走和外殼溫度要保持設計值之內。

（2）超速限制。以GB755規(guī)定的超速值為標準，防止出現機械損害的情況。

（3）所有電機必須與外部地線導體相連。

（4）電磁盤式除鐵器要與系統完成有效的聯鎖，擁有就地控制與遠程控制功能，使用PLC控制形式作為控制柜的主要形式，電控箱、電控柜等要設置為防塵、防水的雙層結構形式，電控箱柜的防護等級要保持在IP56以上，厚度設置為2 mm，使用不銹鋼材質制作，要使用施耐德、ABB或AB的開關和電氣元件。

（5）報價人來負責所有電氣設計工作和控制柜、電磁盤式除鐵器所有設備的采購工作，報價人還要負責提供電纜接線圖和電氣原理圖。行走小車電線截面要保持在2.5 mm2以上，勵磁電纜截面要保持在4 mm2以上，電纜全部采用YC橡套形式的。

（6）對于控制柜中的弱電信號和強電信號來說，需要分開設置，將屏蔽端子設置在控制柜中，其接地措施要確保萬無一失，同時備用端子的數量要保持在20%左右?？刂乒駜纫O置照明系統，同時要配備充足的檢修電源插座，為后續(xù)檢修工作做好充分的準備工作。

（7）設備油漆要選擇兩面兩底類型的，使用環(huán)氧富鋅油漆來作為防腐底漆，使用聚氨酯油漆來充當面漆，依據St2級標準來處理表面，底漆和面漆的粉刷厚度要保持在80μm左右，油漆干燥后的厚度要保持在160μm以上。

3.2 改造方法

3.2.1 除鐵器間加磁屏蔽材料

電磁屏蔽技術主要是指電子元器件或者是電子設備間出現磁場感應干擾的技術，包括以下幾種情況：

（1）靜電屏蔽。使用金屬網、金屬殼等空腔導體來完成靜電屏蔽。假如空腔導體不存在接地的情況，屬于外屏蔽，使外電場給空腔內部元器件造成的影響得到高效的屏蔽，但是對空腔內部電場給外界造成的影響無法實現高效的屏蔽。假如空腔內部有帶電體存在，感生電荷就會在空腔外表或者是空腔內壁上出現，該感生電荷電場會給外界帶來一定的影響。

（2）靜磁屏蔽。靜磁屏蔽主要是將靜磁場干擾進行排除的電磁屏蔽技術，使用磁導率比較大的鐵磁材料來制作屏蔽罩。將鐵磁空殼放置在外磁場里的時候，外磁場的磁感應線就會有畸變的情況發(fā)生，也就是磁感應線會在殼層中聚集，但是空殼內部的磁場卻是非常的微弱，借助磁鐵空殼能夠完成外磁場屏蔽造成的影響。該方法對低頻磁場會起到較好的屏蔽作用，但是其對高頻磁場的屏蔽效果卻微乎其微。

（3）電磁屏蔽。在電磁場或者是電磁波里，電磁場的能量會被導體表面所損耗和吸收，電磁場的傳播由導體表面向里不斷減小，這種現象也被稱之為是趨膚效應。借助趨膚效應使得高頻電磁波進入導體內部被有效阻斷，使電磁屏蔽得以真正實現，所以使用一定厚度的金屬來充當電磁屏蔽罩。趨膚電流屬于渦流的范疇，因此，電磁屏蔽也會被稱之為使渦流屏蔽。

3.2.2 除鐵器間加屏蔽材料

在除鐵器運行的過程中，皮帶、木質與橡膠等材料無法發(fā)揮屏蔽的作用，對除鐵器表面100℃的高溫也很難接受，給施工現場造成了嚴重的影響。

3.2.3 改變兩行走軌道的間距

設計院在開展設計工作時，對除鐵器間的距離考慮的不夠全面，導致除鐵器出現了互相吸合的情況，這就屬于設計上的缺陷。重新對建筑房屋進行改造困難重重，增加除鐵器間距，對兩行走軌道之間的距離進行改變，屬于治標不治本，受時間的制約，實現難度教導[4-6]。

3.2.4 改變磁極

磁鐵的主要特性表現為同極相斥、異極相吸，假如某一物體內部細小分子能夠按照同一方向排列，那么其具有磁鐵的特征。磁鐵兩端的磁力比較強，這就是磁極，磁鐵的磁極表現為S極和N極，兩級具有互相排斥和互相吸引的特征。磁極示意圖如圖3。

圖3 磁極示意

3.3 改造實施

在第四種改造措施實施以后，使勵磁盤式除鐵器互相吸引的現象得以高效的消除，互相排斥導致除鐵器出現了來回擺動的現象，減小了與建筑間的距離，影響了安全生產的正常運行。盡管會存在著一些小的問題，但是利大于弊，因此其效果還是比較理想的。

4 結語

使用勵磁盤式除鐵器改造技術以后，顯著提升了煤的質量，并使其安全性發(fā)生了根本性的改變，自動控制系統改造取得了階段性的勝利，為今后勵磁盤式除鐵技術的使用起到了積極的促進作用。