焦化干熄焦對(duì)位裝置防磁體剩磁的措施

張華(河北省邯鋼焦化廠維修車間)

前言

干熄焦是一種節(jié)能、環(huán)保且能提高焦炭質(zhì)量的熄焦工藝。利用干熄焦技術(shù)可以提高焦炭強(qiáng)度和降低焦炭反應(yīng)性，有利于高爐操作，尤其對(duì)質(zhì)量要求比較嚴(yán)格的大型高爐用焦炭，干熄焦更有其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。干熄焦除了免除對(duì)周圍設(shè)備的腐蝕相對(duì)大氣造成污染外，由于采用焦罐定位接焦，焦?fàn)t出焦時(shí)的粉塵污染易于控制．改善了生產(chǎn)環(huán)境。另外，干熄焦可以吸收利用紅焦70%多的顯熱，產(chǎn)生的蒸汽用于發(fā)電，大大降低了煉焦能耗。

邯鋼焦化廠設(shè)計(jì)建造的干熄焦為一座75t/h，運(yùn)行四年以來(lái)效益可觀。但在干熄車定位裝置運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中常出現(xiàn)故障，如電磁干擾的存在以及電磁體里剩磁的影響導(dǎo)致電機(jī)車無(wú)法走行的事故?？偨Y(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)進(jìn)行的電氣改造后，至今干熄車對(duì)位系統(tǒng)運(yùn)行正常，降低了干熄焦系統(tǒng)的故障率。

一、干熄車對(duì)位裝置控制原理簡(jiǎn)介

干熄車拖動(dòng)兩臺(tái)焦罐車，每臺(tái)焦罐車上面都設(shè)有一套“CDQ對(duì)位”、“APS動(dòng)作”、“提升機(jī)動(dòng)作”、“鎖閉電機(jī)車”的傳感器。電機(jī)車以微速接近停車區(qū)域時(shí)，將走形控制開(kāi)關(guān)旋至停止檔位，在能耗制動(dòng)作用下，電機(jī)車停在CDQ對(duì)位區(qū)域內(nèi)，停車精度在正負(fù)100mm以內(nèi)。如果電機(jī)車停車精度超過(guò)正負(fù)100mm，出現(xiàn)過(guò)走或欠走的現(xiàn)象，再次操作電機(jī)車進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)走。

電機(jī)車停在CDQ對(duì)位區(qū)域內(nèi)，手動(dòng)操作轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)旋至“接空罐”或“送滿罐”位置，電機(jī)車首先通過(guò)一對(duì)在正負(fù)100mm范圍都能感應(yīng)到的“對(duì)位裝置動(dòng)作”傳感器(磁性接近開(kāi)關(guān))向地面EI系統(tǒng)發(fā)出“對(duì)位裝置動(dòng)作”的持續(xù)指令信號(hào)。對(duì)位裝置接收到來(lái)自EI系統(tǒng)的動(dòng)作指令信號(hào)后APS開(kāi)始動(dòng)作，推動(dòng)焦罐車移動(dòng)，使焦罐車對(duì)準(zhǔn)提升塔，保持對(duì)位精度在正負(fù)10mm以內(nèi)，完成電機(jī)車的CDQ對(duì)位動(dòng)作。至此，干熄車發(fā)出提升機(jī)動(dòng)作指令，EI系統(tǒng)得到指令，提升機(jī)開(kāi)始動(dòng)作。

二、故障案例

2014年3月份，干熄車屢次發(fā)生在對(duì)位完成以及提升機(jī)過(guò)待機(jī)位后準(zhǔn)備走行時(shí)，發(fā)現(xiàn)被鎖車，無(wú)法走行，導(dǎo)致干熄焦不能正常運(yùn)作，嚴(yán)重影響了焦?fàn)t和發(fā)電的正常進(jìn)行。事故經(jīng)過(guò)如下圖所示：干熄車接空罐，剛左、右偏對(duì)位完成，發(fā)出APS動(dòng)作指令，EI(地面中控)系統(tǒng)得到指令后，APS動(dòng)作，經(jīng)過(guò)延時(shí)向干熄車發(fā)出鎖車指令，干熄車接收到持續(xù)的“鎖車”信號(hào)后，使壓縮空氣盤式制動(dòng)器制動(dòng)，同時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)APS指令，并通過(guò)“提升機(jī)動(dòng)作”傳感器(磁性接近開(kāi)關(guān))自動(dòng)向EI系統(tǒng)發(fā)出持續(xù)的“提升機(jī)動(dòng)作”指令信號(hào)。EI系統(tǒng)收到“提升機(jī)動(dòng)作”指令信號(hào)后，向提升機(jī)發(fā)出指令，提升機(jī)開(kāi)始動(dòng)作。焦罐過(guò)待機(jī)位后，干熄車準(zhǔn)備走行，發(fā)現(xiàn)不僅APS再次動(dòng)作將車夾住，而且鎖車信號(hào)出現(xiàn)將干熄車鎖住無(wú)法走行，只能通過(guò)EI系統(tǒng)消除，但有時(shí)需要EI系統(tǒng)連續(xù)多次命令才能消除。在此過(guò)程中不但設(shè)備動(dòng)作頻繁影響其壽命而且嚴(yán)重影響生產(chǎn)。

分析事故原因：①系統(tǒng)中的PLC程序不完善，EI系統(tǒng)和干熄車的聯(lián)鎖太單一，沒(méi)有信號(hào)干擾的防護(hù)措施。 ②車上的對(duì)位裝置中，APS電磁體由于剩磁的存在，在斷電的情況下依然有磁，導(dǎo)致EI系統(tǒng)得到”假”命令，是此次事件的直接原因。③對(duì)位裝置中的左、右偏永磁體對(duì)斜對(duì)角的“APS電磁體”、“提升機(jī)動(dòng)作電磁體”有不同程度的干擾。

三、磁體剩磁的防護(hù)措施

針對(duì)永磁體的影響，在原來(lái)的基礎(chǔ)上，采取了加大了相互之間的距離，并且增加層次感，結(jié)果較為理想。除此之外，還對(duì)系統(tǒng)的PLC程序進(jìn)行必要的修改完善以及電磁體剩磁的消除措施。

1.系統(tǒng)程序的完善。

程序源代碼，設(shè)計(jì)指出當(dāng)APS動(dòng)作指令送到PLCU后，且外界沒(méi)有APS夾臂的故障信號(hào)，EI系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出電機(jī)車鎖車指令，通過(guò)地面定位板上的“鎖車電磁體”得電，發(fā)出磁場(chǎng)，使相應(yīng)的磁開(kāi)關(guān)閉合，至此鎖車指令到達(dá)電機(jī)車，使干熄車的制動(dòng)器直接動(dòng)作將車電氣鎖住，無(wú)法走行離開(kāi)區(qū)域以進(jìn)行下一輪的工作生產(chǎn)。

從原代碼中可以得知，系統(tǒng)PLC與電機(jī)車的聯(lián)鎖已經(jīng)不能滿足現(xiàn)實(shí)情況的需要，為此，在原來(lái)的基礎(chǔ)上增加聯(lián)鎖條件，電機(jī)車的“接空罐”、“送滿罐”常開(kāi)觸點(diǎn)要并聯(lián)加到程序當(dāng)中。即使有APS信號(hào)，只要電機(jī)車不發(fā)出指令，系統(tǒng)就不會(huì)得到鎖車指令，電機(jī)車就可以不受誤信號(hào)而不能走行，保證生產(chǎn)的延續(xù)性。

2.在整個(gè)定位板上的電磁體增加二極管和電阻來(lái)消磁。

原設(shè)計(jì)中沒(méi)有對(duì)電磁體失電后，磁體內(nèi)部剩下的磁場(chǎng)如何消去的方法?，F(xiàn)在原來(lái)的基礎(chǔ)上，對(duì)每個(gè)電磁體都增加一套消磁設(shè)備。如下圖所示，以其中的APS電磁體為例，當(dāng)電機(jī)車發(fā)出APS動(dòng)作指令時(shí)，電磁體得電，發(fā)出磁場(chǎng)，由于反向二極管的存在，直流電不會(huì)通過(guò)消磁回路，直到得到系統(tǒng)指令，電磁體失電也就是沒(méi)有外加的直流電，此時(shí)，電磁體內(nèi)部的電磁場(chǎng)就會(huì)通過(guò)反向二極管和電阻形成回路以達(dá)到消磁的目的。降低了由剩磁給系統(tǒng)帶來(lái)的損失，提高了穩(wěn)定性。

圖1 電磁體的消磁電路圖

3.通過(guò)改變磁場(chǎng)的極性來(lái)進(jìn)一步消磁。

通過(guò)上述改進(jìn)后，還可以通過(guò)增加一轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)改變直流電的正負(fù)極，從而磁場(chǎng)的極性。每次干熄焦運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)不要操作，等到設(shè)備檢修時(shí)，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)改變直流電的正負(fù)兩級(jí)，進(jìn)一步降低里面的剩磁，從而完善其系統(tǒng)。

結(jié)束語(yǔ)

邯鋼焦化廠使用的干熄焦不僅其發(fā)電能帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，而且還大大降低濕熄焦炭帶來(lái)的環(huán)境污染，在環(huán)境治理上做出突出的貢獻(xiàn)。其中電氣設(shè)備正常運(yùn)行是關(guān)系到干熄焦能否可持續(xù)生產(chǎn)的核心，而干熄車的對(duì)位設(shè)備是聯(lián)系電機(jī)車和提升機(jī)的紐帶，它的正常工作與否是焦化廠結(jié)焦、干熄焦系統(tǒng)發(fā)電的關(guān)鍵。