管帶機(jī)電儀故障分析及處理措施

李專成，閻建國，高騫

(陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司，陜西 榆林 719319)

在乙炔發(fā)生工序產(chǎn)生乙炔氣后，在電石渣的轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，陜西北元化工集團(tuán)有限公司化工分公司(以下簡稱北元化工)引進(jìn)了一種特制的皮帶機(jī)用來輸送電石渣。這種皮帶機(jī)將普通的皮帶卷成圓筒狀，所以稱為管帶機(jī)。作為生產(chǎn)工藝流程中的重要物料銜接裝置，管帶機(jī)一旦發(fā)生故障停車，將會(huì)引起停車降流量事故[1]。

北元化工在10萬t/a聚氯乙烯裝置穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，建成了100萬t/a聚氯乙烯循環(huán)綜合利用和220萬t/a工業(yè)廢渣再利用制水泥裝置。主要工藝是采用電石生產(chǎn)聚氯乙烯，電石加水產(chǎn)生乙炔氣，電石渣輸送至水泥裝置做原料。在乙炔裝置中，轉(zhuǎn)運(yùn)電石的皮帶機(jī)數(shù)量較多，第1期乙炔裝置中使用濕法乙炔發(fā)生器，產(chǎn)生的電石渣漿經(jīng)過濃縮沉淀、壓濾等工藝后，壓制成含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%～10%的粉末狀輸送至水泥原料倉。由于生產(chǎn)工序較多，節(jié)能效果不明顯；在第2期乙炔裝置中選用了18臺(tái)干法乙炔發(fā)生器，電石經(jīng)過多次噴淋洗滌產(chǎn)生乙炔氣，生成的含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%～10%的電石渣用皮帶傳輸至料倉，料倉中的電石渣通過管帶機(jī)直接轉(zhuǎn)運(yùn)至水泥料倉。所以，一旦管帶機(jī)發(fā)生故障，將會(huì)聯(lián)鎖第2期乙炔裝置停車或降流量。筆者針對管帶機(jī)常見電儀問題及解決方案進(jìn)行總結(jié)探討，以供參考。

1 管帶機(jī)簡介

北元化工使用的管帶機(jī)跨度372 m，機(jī)尾提升高度38.4 m，皮帶口徑250 mm。該機(jī)由呈六邊形布置的托管邊緣相互搭接成圓筒狀來輸送物料，是一種新型帶式輸送機(jī)。管帶機(jī)的頭部、尾部、受料點(diǎn)、卸料點(diǎn)、拉緊裝置等位置與普通帶式輸送機(jī)基本相同。輸送帶在尾部過渡段受料后，逐漸將其卷成圓筒狀進(jìn)行物料密閉輸送，到頭部過渡段再逐漸展開，直至卸料。管帶機(jī)由驅(qū)動(dòng)裝置及傳動(dòng)滾筒、尾架、螺栓拉緊裝置、改向滾筒、過渡機(jī)架、皮帶、支柱、桁架、托輥、六邊形托輥組、水平翻帶裝置、中間機(jī)架、塔架等組成。管帶機(jī)具體結(jié)構(gòu)見圖1。

1—尾架；2—螺旋拉緊裝置；3—改向滾筒；4—過渡機(jī)架；5—六邊形托輥組；6—水平翻帶裝置；7—中間機(jī)架；8—支架；9—頭架；10—驅(qū)動(dòng)裝置及傳動(dòng)滾筒；11—垂直翻帶裝置；12—塔架。圖1 管帶機(jī)結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structural diagram of tubular-belt conveyor

2 電儀聯(lián)鎖系統(tǒng)

管帶機(jī)機(jī)頭安裝有1臺(tái)90 kW變頻電動(dòng)機(jī)，在料倉頂部安裝了1臺(tái)變頻器及控制柜?？刂乒駥⒆冾l器控制給定信號(hào)通過光纖遠(yuǎn)傳至乙炔DCS，用來控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)管帶機(jī)輸送速度的控制。

(1)管帶機(jī)機(jī)尾料倉出料口安裝1個(gè)機(jī)械料位開關(guān)，當(dāng)皮帶上堆積電石渣時(shí)，將擠壓料位開關(guān)彈簧翻板，聯(lián)鎖卸料機(jī)停車。

(2)管帶機(jī)在機(jī)頭進(jìn)料倉口安裝1個(gè)機(jī)械料位開關(guān)，當(dāng)皮帶卸料倉口堆積電石渣時(shí)將擠壓料位開關(guān)彈簧翻板，聯(lián)鎖管帶機(jī)停車。

(3)為了防止管帶機(jī)支柱、托輥損壞，引起皮帶跑偏，在皮帶機(jī)周圍間隔安裝機(jī)械限位開關(guān)，當(dāng)發(fā)生皮帶跑偏時(shí)聯(lián)鎖管帶機(jī)停車。

(4)由于管帶機(jī)跨度比較大，支架高度達(dá)20 m左右，為了防止其他緊急情況發(fā)生，在皮帶兩側(cè)安裝了拉繩機(jī)械限位開關(guān)，并用鋼絲繩連接起來，以便在發(fā)生緊急情況時(shí)，操作人員可以拉動(dòng)鋼絲繩連動(dòng)機(jī)械限位開關(guān)，聯(lián)鎖管帶機(jī)緊急停車。

3 常見電儀故障及處理措施

3.1 限位開關(guān)故障

由于管帶機(jī)跨度較長，所有拉繩限位開關(guān)和跑偏開關(guān)的輔助觸點(diǎn)都并聯(lián)在2根故障信號(hào)電纜上，2個(gè)故障信號(hào)引至變頻器停車信號(hào)，當(dāng)十幾個(gè)拉繩或者跑偏開關(guān)中的1個(gè)觸點(diǎn)閉合時(shí)，即將這個(gè)故障信號(hào)傳至變頻器停止信號(hào)，聯(lián)鎖停變頻器。

經(jīng)常出現(xiàn)的故障現(xiàn)象是限位開關(guān)穿線管進(jìn)水或者由于開關(guān)觸點(diǎn)受潮粘連引起停車聯(lián)鎖，該故障點(diǎn)不明顯，排查難度比較大，現(xiàn)場采取的辦法是從中間一個(gè)限位開關(guān)處將故障信號(hào)電纜拆開測量，以便判斷故障限位開關(guān)的位置，現(xiàn)場檢修人員應(yīng)及時(shí)封堵限位開關(guān)的防爆接線管口，及時(shí)修復(fù)破損的接線盒，防止雨水進(jìn)入引起限位開關(guān)誤動(dòng)作。

3.2 變頻器故障

北元化工采用美國AB羅克韋爾20BC170A0ANNANC0 90 kW變頻器，運(yùn)行比較穩(wěn)定，但是由于變頻電動(dòng)機(jī)安裝在25 m高管帶機(jī)機(jī)頭，且變頻器與控制電動(dòng)機(jī)之間存在通訊距離，所以將變頻器安裝在料倉頂部?，F(xiàn)場粉塵和水汽比較大，變頻器散熱風(fēng)機(jī)容易將電石粉塵吸入變頻器內(nèi)部，長時(shí)間運(yùn)行會(huì)引起變頻器散熱不暢、高溫故障停車。

針對變頻器故障引起停車降流量故障采取以下措施。

(1)在料倉頂部為變頻器控制柜搭建彩鋼房并做好密封處理，為了防止變頻器高溫故障引起停車，在變頻器室內(nèi)安裝10P空調(diào)進(jìn)行散熱。利用停車檢修時(shí)間，對變頻器進(jìn)行清灰處理。

(2)為了防止變頻器在運(yùn)行中突然故障引起系統(tǒng)停車降流量，在原有1臺(tái)變頻器控制的基礎(chǔ)上，重新安裝1臺(tái)變頻器及控制系統(tǒng)，2臺(tái)變頻器柜內(nèi)的啟動(dòng)、反饋、給定、故障等信號(hào)都進(jìn)行并聯(lián)，在每臺(tái)變頻器柜內(nèi)對各信號(hào)增加空開進(jìn)行隔離，平時(shí)將運(yùn)行變頻器控制柜內(nèi)的信號(hào)空開合閘，將備用變頻器信號(hào)空開斷開。改造后，遠(yuǎn)程DCS既能切換控制2臺(tái)變頻器的任一臺(tái)，又能有效保證備用變頻器正常維護(hù)保養(yǎng)。

(3)為了防止由于進(jìn)線電源故障引起變頻器停車，在原有變頻器從化工配電室引一路電源的基礎(chǔ)上，又從水泥公司配電室引一路電源給備用變頻器提供電源。2臺(tái)變頻器主電源進(jìn)出線都安裝斷路器進(jìn)行隔離，在變頻器出線開關(guān)下端并聯(lián)在一起，引至管帶機(jī)變頻電動(dòng)機(jī)。這樣既能方便單臺(tái)變頻器故障隔離維修，也能保證在引電源失電情況下及時(shí)切換導(dǎo)向開關(guān)，啟動(dòng)備用變頻器，縮短故障停車時(shí)間。

3.3 通訊故障

變頻器控制柜內(nèi)使用PLC控制器進(jìn)行通訊控制，柜內(nèi)采用雙絞線通訊。由于雙絞線通訊信號(hào)傳輸距離有限，信號(hào)容易嚴(yán)重衰減，所以在現(xiàn)場控制柜至DCS遠(yuǎn)程控制之間采用光纖通訊，DCS控制室和現(xiàn)場變頻器控制柜都采用光模通訊轉(zhuǎn)換。

常見的故障有DCS后臺(tái)電腦顯示變頻器控制信號(hào)丟失，引起通訊中斷，變頻器不能遠(yuǎn)程控制。

針對以上通訊中斷問題進(jìn)行多次排查，光纖接線盒、雙絞線通訊接頭、DCS卡件都沒有發(fā)現(xiàn)明顯故障點(diǎn)。經(jīng)過現(xiàn)場電儀檢修人員的多次溝通討論，發(fā)現(xiàn)在管帶機(jī)現(xiàn)場控制柜內(nèi)，由于光纖通訊線與變頻器動(dòng)力電纜交叉敷設(shè)，動(dòng)力電纜產(chǎn)生磁場干擾引起通訊故障，因而將動(dòng)力電纜與通訊光纖進(jìn)行了隔離，從根本上解決了由于磁場干擾引起的通訊故障。

4 結(jié)語

北元化工第2期乙炔發(fā)生裝置管帶機(jī)自開車以來，電儀人員針對電儀問題引起的停車降流量事故進(jìn)行了分析，制定了切實(shí)可行的防范措施，從根本上消除了事故發(fā)生的根源，為管帶機(jī)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。