垃圾吊故障分析及對(duì)策

潘培山

摘 要：該文結(jié)合垃圾吊的運(yùn)行工況中存在甲硫醇、甲硫醚等異味氣體和H2S和CH4以及CO等腐蝕和危險(xiǎn)爆炸性氣體，并且濕度大和粉塵大等的惡劣環(huán)境，對(duì)在實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題及故障進(jìn)行了分析，并提出了有針對(duì)性的解決對(duì)策。該文對(duì)于垃圾吊在垃圾焚燒發(fā)電電廠中的實(shí)際應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：垃圾吊；爆炸性氣體；腐蝕；溜鉤

中圖分類號(hào)：X705 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

垃圾吊是城市生活垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾供料系統(tǒng)的核心設(shè)備，位于垃圾貯存料池的上方，主要承擔(dān)垃圾的投料、搬運(yùn)、攪拌、取物和稱量工作。其安裝位置決定工作環(huán)境惡劣，主要存在爆炸性氣體、高濕度、高溫和粉塵等。垃圾在缺氧狀況下發(fā)酵，其過(guò)程中必然會(huì)產(chǎn)生H2S和CH4以及CO等腐蝕和危險(xiǎn)爆炸性氣體；因垃圾倉(cāng)下滲濾液的存在導(dǎo)致濕度高環(huán)境濕度常年保持在70 %以上；垃圾車傾倒卸料時(shí)產(chǎn)生大量揚(yáng)塵；發(fā)酵過(guò)程中放熱加上垃圾貯存池相對(duì)密閉的環(huán)境，夏季高溫時(shí)溫度達(dá)到50 ℃。惡劣的環(huán)境對(duì)垃圾吊設(shè)備的壽命和整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性都有影響，較為嚴(yán)重時(shí)，會(huì)造成設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞。針對(duì)此情況，采取了相應(yīng)的預(yù)防措施，減少外界環(huán)境對(duì)設(shè)備的影響，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，減少設(shè)備損壞率，提高設(shè)備運(yùn)行可靠性，保障機(jī)組的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

1 背景

莒縣垃圾發(fā)電廠的垃圾吊由河南賽諾重工機(jī)械有限公司成套，其中控制系統(tǒng)采用西門子S7-300系列PLC，變頻器采用施耐德ATV71系列起重專用變頻器，抓斗采用的是上海佩納沙士吉打機(jī)械有限公司生產(chǎn)的桔瓣式電動(dòng)液壓抓斗，重量5.6 t。運(yùn)行一年中出現(xiàn)過(guò)溜鉤、大車行走不同步異音、限位開關(guān)損壞、接線箱接線氧化松動(dòng)等諸多事故，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定，甚至產(chǎn)生較大的安全隱患。

2 實(shí)際案例

2.1 溜鉤案例

2018年5月份，1#垃圾吊抓滿6 t垃圾料后提升后，平移到垃圾卸料口處，操作人員感覺(jué)提升高度不足，打算再升高半米，剛剛操作垃圾吊抓斗就溜鉤下滑，操作人員迅速拍急停按鈕，沒(méi)有能夠控制住抓斗下滑，抓斗下滑到下料口側(cè)壁，產(chǎn)生一個(gè)向外的分力，抓斗通過(guò)鋼絲繩把小車往外拽并脫軌，撞擊到垃圾倉(cāng)壁后停止，抓斗掉落到卸料溜槽中。

2.2 大車行走不同步異音案例

2018年4月份，2#垃圾吊在大車行走起始時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)類似于2臺(tái)電機(jī)不同步、大車走平行四邊形工況的異音。

2.3限位開關(guān)損壞、接線箱接線氧化松動(dòng)等案例

大車和小車限位開關(guān)最初廠家的原設(shè)計(jì)是采用LJ18A3三線直流 NPN型電感式傳感器接近開關(guān)，運(yùn)行半年出現(xiàn)過(guò)4個(gè)開關(guān)損壞；接線箱采用的是普通型式的接線箱，運(yùn)行半年后接線裸露的電纜全部出現(xiàn)氧化、虛接甚至斷路等現(xiàn)象。

3 原因分析

3.1 溜鉤案例原因分析

垃圾吊區(qū)別于一般起重機(jī)械的特點(diǎn)是有一個(gè)自身重量達(dá)5.6 t的大型抓斗，且頻繁抓料、投料操作。主起升機(jī)構(gòu)是一臺(tái)變頻電機(jī)通過(guò)2臺(tái)減速器驅(qū)動(dòng)2個(gè)卷筒上的4根鋼絲繩吊起四吊點(diǎn)液壓抓斗，在減速機(jī)主軸上安裝有起升機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器（采用液壓推桿式制動(dòng)器）。該次出現(xiàn)溜鉤的根本原因在于沒(méi)有調(diào)整好主起升電機(jī)建立驅(qū)動(dòng)扭矩時(shí)間和液壓制動(dòng)器釋放的動(dòng)作時(shí)間，液壓制動(dòng)器抱閘過(guò)早釋放，主起升電機(jī)驅(qū)動(dòng)扭矩小于貨物和抓斗自重扭矩。

3.2 大車行走不同步異音案例原因分析

莒縣垃圾發(fā)電廠采用一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)2臺(tái)大車電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式。出現(xiàn)異音首先從電氣方面排查：是否有1臺(tái)電機(jī)缺相、實(shí)際只有一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)等原因，經(jīng)過(guò)細(xì)致地測(cè)量2臺(tái)電機(jī)的三相電流、絕緣等各項(xiàng)指標(biāo)，均正常；其次開始排查吊車導(dǎo)軌是否有變形、絞邊的問(wèn)題，經(jīng)測(cè)量分析數(shù)據(jù)均在合格范圍內(nèi)，再次檢查大車與導(dǎo)軌是否垂直，經(jīng)過(guò)一系列地檢查、測(cè)量、分析認(rèn)定機(jī)械部分沒(méi)有異常。最終再轉(zhuǎn)到變頻器的參數(shù)設(shè)置，查閱變頻器的參數(shù)設(shè)置、咨詢賽諾設(shè)備制造廠家等試探性地把變頻器內(nèi)部電機(jī)控制方式參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)置，異音消失，設(shè)備運(yùn)行正常。

ATV71系列施耐德變頻器對(duì)電機(jī)的控制方式有5種，分別是：

①SVC U開環(huán)電壓矢量控制模式；這種模式可以根據(jù)負(fù)載自動(dòng)進(jìn)行滑差補(bǔ)償。支持多個(gè)電機(jī)并聯(lián)在同一個(gè)變頻器上（如果為相同的電機(jī)）。

②SVC I 開環(huán)電流矢量控制模式；不支持多個(gè)電機(jī)并聯(lián)在同一個(gè)變頻器上。

③2點(diǎn)壓頻比開環(huán)V/F；適合使用場(chǎng)合。

多個(gè)電機(jī)并聯(lián)在同一個(gè)變頻器上。

高速電機(jī)。

額定功率比變頻器額定功率低的電機(jī)。

④5點(diǎn)壓頻比開環(huán)V/F控制模式和與V/F 2點(diǎn)壓頻比模式一樣，但支持避免諧振（飽和）。

⑤同步電機(jī)：僅用于帶有正弦曲線電動(dòng)勢(shì)（EMF）的同步永磁電機(jī)。

3.3 限位開關(guān)損壞、接線箱接線氧化松動(dòng)等案例原因分析

原設(shè)計(jì)的這種接近開關(guān)適合比較行程精密的場(chǎng)合，像垃圾吊這種粗大笨重的設(shè)備，每一次的行走路徑都會(huì)有一定的偏差，嚴(yán)重時(shí)可能達(dá)到10 mm以上，偏遠(yuǎn)了可能檢測(cè)不到大車/小車已經(jīng)到位，偏近可能沒(méi)有及時(shí)停車就把傳感器剮蹭損壞。普通的接線箱內(nèi)部不能隔絕氣體，內(nèi)部的潮濕且充滿了危險(xiǎn)爆炸性氣體容易把接線氧化，接線氧化后接觸電阻增大，出現(xiàn)接線松動(dòng)甚至斷路的情況。

4 措施和解決方法

4.1 溜鉤案例措施和解決方法

首先從運(yùn)行操作上規(guī)范，要求在垃圾倉(cāng)內(nèi)部抓起垃圾后一步提升到位，提升到位后再進(jìn)行前后和左右方向的平移到垃圾投料口，在進(jìn)行前后和左右方向的平移過(guò)程中液壓制動(dòng)器處于抱閘狀態(tài)，抓斗不會(huì)下滑。存在溜鉤的可能時(shí)間是剛提升到位驅(qū)動(dòng)力矩消失而液壓制動(dòng)器還沒(méi)有及時(shí)抱閘，在垃圾倉(cāng)內(nèi)部溜鉤相對(duì)于在投料口溜鉤危險(xiǎn)性小一些，一方面高度高，可以給操作人員應(yīng)急反應(yīng)時(shí)間，另一方面即使溜到倉(cāng)內(nèi)垃圾上一般不會(huì)引起太大危害。

其次要從根本上解決主起升電機(jī)建立驅(qū)動(dòng)扭矩時(shí)間和液壓制動(dòng)器動(dòng)作時(shí)間的配合問(wèn)題，主要是設(shè)置合適的變頻器參數(shù)：剎車釋放電流：236 A，剎車機(jī)構(gòu)釋放時(shí)間：0.3 s，剎車釋放頻率：+2.3 Hz，抱閘頻率：+2.0 Hz，剎車抱閘時(shí)間：0.0 s，變轉(zhuǎn)向頻率跳變值：自動(dòng)，再啟動(dòng)等待時(shí)間：0.5 s。

再次是進(jìn)行每月一次定期的“自整定”，主要是抑制“零飄”，進(jìn)行自整定時(shí)需要將抓斗放到平臺(tái)上，提升電機(jī)空載狀況下整定，且需要在“冷態(tài)”下進(jìn)行，一般的電機(jī)空閑2小時(shí)，變頻器能夠比較準(zhǔn)確地檢測(cè)到電機(jī)的冷態(tài)定子電阻值。

4.2 大車行走不同步異音案例措施和解決方法

對(duì)變頻器內(nèi)部電機(jī)控制方式參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，由原先的矢量控制方式改為2點(diǎn)壓頻比控制方式。2點(diǎn)壓頻比控制方式雖然在低轉(zhuǎn)速時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩稍差一些，但是這種方式更適合一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)的“一拖二”并機(jī)運(yùn)行工況。

4.3 限位開關(guān)損壞、接線箱接線氧化松動(dòng)等解決措施

將原有的電磁式接近開關(guān)全部更換成機(jī)械式限位開關(guān)，這種開關(guān)相對(duì)行程距離比較大，適合行車這種每次行走的位置不確定的場(chǎng)合，且抗干擾能力強(qiáng)，接線密閉也能夠克服爆炸性氣體和潮濕的環(huán)境。普通的接線箱全部更換為防爆密閉接線箱，且內(nèi)部防止生石灰作為干燥機(jī)能夠吸潮。

5 結(jié)語(yǔ)

起重機(jī)的正確使用與維護(hù)保養(yǎng)對(duì)安全生產(chǎn)和起重機(jī)的使用壽命有很大關(guān)系，因此，必須對(duì)起重機(jī)進(jìn)行定期檢查和檢測(cè)，檢查或檢測(cè)必須符合 GB6067《起重機(jī)械安全規(guī)程》和其他有關(guān)文件規(guī)定的要求。

莒縣垃圾發(fā)電廠的垃圾吊通過(guò)一系列的技術(shù)改造和優(yōu)化完善參數(shù)配置，并嚴(yán)格按照規(guī)程操作和定期維護(hù)保養(yǎng)；保障了安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]唐顯聰，焦建耀，唐躍順.垃圾吊車電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)科技投資，2018（8）：154.