带式输送机具有运量大、效率高、 故障率低及适应性强等优点, 广泛应用于高炉冶炼中的烧结矿、球团、焦炭和原煤等物料运输, 但由于带式输送机自身特性及特殊使用环境要求其安全运行, 因此必须配备相应的保护系统。保护系统必须具有的保护功能有: 防滑保护、堆料保护、超温保护、 防撕带保护和张紧力下降保护、实际生产过程中, 保护系统在使用时存在哪些问题及如何解决, 文章结合生产实际,进行了研究和探讨。
1 带式输送机保护器在应用过程中的问题和不足
1.1皮带原有系统的设计问题
现场使用的电气设备经过系统改造,将原有的开放式控制系统改为封闭式系统,虽然实现了设备的高度集约,安全度也增加,但是在实际运行当中,也出现了因单体设备出现问题而直接影响整体设备的运行问题。比如现场煤粉,焦粉这些易燃的、极细碎的粉状物质的附着,引发现场设备绝缘值下降,甚至短路或接地。这时,即使是一条皮带上的很小的一个开关线路有问题,都将导致一个系统其余皮带无法正常运行。
1.2 防纵撕保护
防纵撕保护的目的是发生带面纵向撕裂时, 及时发现,防止事故扩大, 减少事故损失。防纵撕保护在使用过程中,由于发生撕带事故原因的多样性,能够有效发现撕带事故的几率较低。因煤矿井下环境比较恶劣, 煤渣和积尘较多,防纵撕传感器稳定性受到影响, 会频繁出现误动作现象。
1.3 防滑保护
皮带打滑开关通常采用的是机械式的,直接安装在皮带机前端正下方,皮带运转时打滑开关轮与皮带同时转动,机构损坏时有发生,造成误动作,损坏时由于皮带机连续运转导致更换困难,若不进行更换,一旦皮带机打滑或因设备问题,皮带电机有运行信号,但皮带不转,将造成事故的扩大,物料压皮带或皮带与滚筒摩擦冒烟,直接影响高炉的连续生产。
1.4 防卡带保护功能缺失 (第二版为什么取消)
煤矿带式输送机在使用过程中, 特别是斜巷带式输送机的使用, 由于机尾滚筒或改向滚筒进入块状煤矸, 易导致发生断带或滚筒拉翻事故时有发生, 而现有的保护系统保护不到。
2 问题解决和探讨
2.1 原有系统的设计深化
通过分析原有控制系统,我们发现控制系统中包含控制回路和信号保护回路,其中的控制回路不易受现场的影响,而信号保护回路,因为是和现场每一个保护装置(拉绳开关、跑偏开关、限位开关、纵向撕裂开关、断带保护、压力开关)直接相连,故障的机率增高。比较可行且直观的方式就是,在控制室的继电器柜内,找到原有设备集中供电部位,安装分离保护装置,使每一个设备都有单独的供电回路,并将信号传回皮带PLC控制系统,和原有程序进行对接。当单体设备发生故障时,中控室的操作人员就能在电脑画面上及时发现,且不会影响整个体统其余设备的正常操作。为维修人员缩小故障范围、缩短故障处理时间,提供了技术方面的依据。
2.2 防纵撕保护装置的优化
为了防止防纵撕保护频繁误动作, 设置防纵撕传感器的位置要得当, 要加强对传感器表面的清理和检查。靠检测落煤来判断皮带是否被纵撕的防纵撕保护装置有其局限性,对于空皮带时被纵撕的带面无法检测到,撕裂位置不在传感器运行方向后方的也不能及时发现,为此 辅以其他检测手段提高防纵撕保护的效果是有必要的。在上层输送带下部安装红外光电传感器,传感器发射一条与皮带垂直的红外线,根据红外线强度的变化就可判断出输送带是否被纵撕。另外,在输送带容易被纵撕处安装视频探头, 将实时画面传至监控室, 通过人工监视皮带的运行状态, 可有效防止带面纵撕事故的发生。当然,随着图像识别技术的发展,利用软件对输送带运行画面进行图像动态识别, 可达到自动检测的目的, 可有效提高防纵撕保护的可靠性,这是下一步进行研究和探讨的问题。
2.3 防滑保护的优化
针对机械式打滑开关的不稳定性,根据现场实际情况,将打滑开关改型为接近开关并安装在皮带机尾轮的机架上。尾轮从动滚筒侧面上焊接一铁片,调整接近开关与铁片的位置距离,滚筒每转动一圈,铁片将与接近开关面做一次接触,同时将电信号传送到电气室继电器柜内,通过继电器的辅点进入到PLC控制系统。根据生产的需要设定控制时间,太短皮带经常停机,造成后续皮带的联锁停机,影响正常生产,太长起不到保护作用,造成设备事故的扩大,将时间设定为5S,当信号检测连续5S没有采集到信号时,皮带机程序控制系统发出停机命令或报警,将故障信息反馈到中控室操作电脑的故障信息一栏,准确判断停机原因,及时做出应急处理,缩短皮带故障停机时间。
2.4防卡带保护的实现为防止此类事故的发生, 采取多种防范措施可有效防止异物进入滚筒。 增设底皮带清扫器, 原来的一道清扫器增加到两道, 提高清扫器扫煤效果。在机尾滚筒前方设置全滚筒保护挡板,防止煤矸进入滚筒。 另外,在张紧小车前设置一套保护装置, 该保护装置接入输送机集控系统, 添加一套限位信号采集器, 采集的信号接入皮带保护系统, 保护系统一旦接收到动作信号, 主控器就会发出报警并立即停车。 当皮带机 尾滚筒卷入煤块或矸石导致机尾滚筒前移时,添加的信号采集器能使保护系统动作, 皮带能停止运行,从而防止事故发生。
皮带防卡带装置工作原理:信号采集器受皮带机尾的推力, 使开关板组件的干簧管逐次动作, 信号采集器的输出状态发生变化, 保护系统可根据其变化情况判定皮带机尾的位移程度, 进而对皮带运输机进行预警或停止控制。信号采集器与保护系统配套使用, 它安装在皮带机尾小车的前端, 当皮带机尾相对偏移大于某一设定值时,保护系统控制器根据信号采集器的输出状态可发出警报或停止皮带运输机的运行。 其等效电路图。
3 结语
随着自动化和监测监控技术的发展, 带式输送机的保护系统也在不断发展和完善,提高系统 稳定性和适应性是保护系统的发展方向。应不断从生产实践中, 特别是从生产现场发生的案例中不断总结出保护系统应具备的功能和性能,利用先进技术解决生产中的问题,这样才能为高炉的正常生产、安全顺行提供可靠保障。
参考文献
[1] 蒋卫良,韩东劲.我国煤矿带式输送机的现状与发展趋势[J].煤矿机电,2008(1):1-6.
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