斗輪堆取料機(jī)電動滾筒改造

張翔飛，王建濤

(華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261204)

0 引言

斗輪堆取料機(jī)(以下簡稱斗輪機(jī))是一種連續(xù)取料和堆料的大型煤場機(jī)械，在電廠應(yīng)用較多。斗輪機(jī)主要包括門架、活動梁、皮帶輸送機(jī)、尾車及控制等部分，皮帶輸送機(jī)包括取料、移動、斜升堆料(堆取料)3條膠帶輸送機(jī)，采用電動滾筒驅(qū)動方式。華電濰坊發(fā)電有限公司輸煤系統(tǒng)共安裝3臺門式堆取料機(jī)，分布于3個(#1，#2，#3)10萬t級儲煤場，擔(dān)負(fù)著華電濰坊發(fā)電有限公司來煤的接卸、存儲和向4臺機(jī)組上配煤的重任。

1 電動滾筒存在的問題及原因分析

1.1 存在的問題

斗輪機(jī)運(yùn)行中電動滾筒頻繁發(fā)生損壞，以#3堆取料機(jī)移動皮帶電動滾筒為例，經(jīng)調(diào)查和統(tǒng)計，在2009年4月至2009年6月的3個月內(nèi)，電動滾筒發(fā)生故障達(dá)6次之多，電動滾筒使用最短的時間是電動滾筒換上僅用23d就發(fā)生了損壞，其中電動滾筒內(nèi)部電動機(jī)燒壞和內(nèi)部減速機(jī)傳動機(jī)構(gòu)故障分別發(fā)生4次和2次。2009年上半年，僅電動滾筒外維費(fèi)用就花去了十幾萬元，維修費(fèi)用較高。電動滾筒是堆取料機(jī)運(yùn)行的重要部件，一旦損壞，會導(dǎo)致整臺斗輪機(jī)停運(yùn)，嚴(yán)重影響來煤接卸和鍋爐燃燒的正常用煤。

1.2 原因分析

電動滾筒損壞后，搶修工作量大，使安全生產(chǎn)陷入被動狀態(tài)。所以，消除電動滾筒故障頻發(fā)，保證斗輪機(jī)安全、可靠運(yùn)行已成必然的趨勢，根據(jù)存在的問題，應(yīng)從設(shè)計、維護(hù)的角度查找原因和發(fā)現(xiàn)問題。目前電動滾筒存在以下2個方面的問題:

(1)在裝電動滾筒為TDY75油冷電動滾筒，帶速為2.5 m/s，滾筒直徑為 630 mm，帶寬為1 400 mm，功率為22kW，在使用過程中多次出現(xiàn)電動機(jī)過流燒毀現(xiàn)象，通過查閱《電動滾筒設(shè)計與選用手冊》，結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備實(shí)際，對電動滾筒的功率計算如下:

1)輸送機(jī)所需電動機(jī)功率為

式中:PM為電動機(jī)功率;PA為輸送機(jī)軸功率;η為總機(jī)械效率，它是電動滾筒機(jī)械效率和滾筒表面效率之積，對包膠電動滾筒而言，其總機(jī)械效率約為0.89。

2)電動滾筒驅(qū)動功率通常由3部分組成，即輸送機(jī)空運(yùn)轉(zhuǎn)時所需的功率、輸送機(jī)水平運(yùn)送負(fù)荷所需的功率和輸送機(jī)提升負(fù)荷時所需要的功率。可采用下列公式進(jìn)行計算

式中:PA為電動滾筒的軸功率;C為輸送帶、軸承等處的阻力系數(shù)，查表得C=2.9;f為托輥的阻力系數(shù)，根據(jù)托輥質(zhì)量情況，f一般取值 0.025 0～0.0600，本文取其平均值為0.042 5;L為電動滾筒與改向滾筒中心距的水平投影，本文取L=25 m;Gm為輸送帶、托輥、改向滾筒等旋轉(zhuǎn)零件的質(zhì)量，可查表得到Gm=110 kg/m;v為帶速(m/s)，本文取v=2.5 m/s;Qt為輸送量，Qt=1500 t/h;b為帶寬，本文取b=1400 mm。將以上數(shù)據(jù)代入，經(jīng)過計算得

由此可見，原設(shè)計電動滾筒的功率22 kW＜24 kW，設(shè)計功率偏小，是電動機(jī)燒毀的主要原因。

(2)通過現(xiàn)場實(shí)際查看，發(fā)現(xiàn)部分皮帶的托輥運(yùn)轉(zhuǎn)不正常，嚴(yán)重時部分托輥軸承損壞，導(dǎo)致托輥不轉(zhuǎn)，這些故障是導(dǎo)致電動滾筒故障的主因。由原來的滾動摩擦改變?yōu)榛瑒幽Σ粒枇Υ蟠笤黾樱率闺妱訖C(jī)負(fù)荷加大，這些問題成為電動機(jī)損壞或內(nèi)部減速機(jī)傳動機(jī)構(gòu)故障的又一誘因。同時，冷卻油添加不及時或未按照規(guī)定周期更換冷卻油是導(dǎo)致冷卻效果下降是電動機(jī)過熱燒毀的次要原因。

2 改造方案

2.1 滾筒電動機(jī)升級改造

根據(jù)以上測算和論證的結(jié)果，決定將原電動機(jī)功率由22 kW升級為30 kW，成為滾筒專用電動機(jī)。

2.2 滾筒傳動機(jī)構(gòu)的改造

電動機(jī)升級后，因滾筒傳動機(jī)構(gòu)尺寸增大，必須對原定軸傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)改造。電動滾筒傳動機(jī)構(gòu)常用的主要有以下3種類型(見表1)。

經(jīng)過分析比較，傳動部分決定采用擺線針輪行星傳動類型，速比不變。

2.3 滾筒控制方式改進(jìn)

現(xiàn)在電動滾筒仍然采用接觸器控制電動機(jī)啟/停，仍屬于直接啟動控制，雖然控制簡單，但存在以下弊端:一是過大的啟動電流(空載啟動電流可達(dá)額定電流的4～7倍)，會造成接觸器觸頭過熱損壞，同時過大的啟動電流會使電動機(jī)繞組發(fā)熱，從而加速絕緣老化，影響電動機(jī)壽命，導(dǎo)致電動機(jī)損壞;二是過大的沖擊轉(zhuǎn)矩對電動機(jī)轉(zhuǎn)軸及減速機(jī)傳動機(jī)構(gòu)造成沖擊和損傷等。所以，對啟動方式進(jìn)行改造很有必要。目前比較先進(jìn)的控制方式主要有軟啟動器和變頻器，這2種控制方式的比較結(jié)果見表2。

表1 電動滾筒傳動機(jī)構(gòu)常用類型

表2 2種控制方式的比較

由于電動滾筒運(yùn)行不需要進(jìn)行調(diào)速，雖然完全可用變頻器替代，但投資成本較大，控制回路改造復(fù)雜，性價比不高。由以上比較可知，軟啟動器除了完全能夠滿足電動機(jī)平穩(wěn)啟動這一要求外，還具有可靠性高、維護(hù)量小、電動機(jī)保護(hù)良好、參數(shù)設(shè)置簡單及控制回路改動小等優(yōu)點(diǎn)。所以，決定采用電子式軟啟動器方式取代原接觸器全速、全壓啟動方式。

3 改造效果

斗輪堆取料機(jī)電動滾筒技術(shù)改造于2010年2月完成，從2010年2月投入使用至今，除#3斗輪機(jī)發(fā)生移動膠帶，使該電動滾筒出現(xiàn)2次故障外(一次是電源開關(guān)故障，開關(guān)一相觸頭過熱燒壞;另一次是電動機(jī)一次線故障，電動機(jī)接線盒松脫，導(dǎo)致電動機(jī)引線接地打火)，沒有出現(xiàn)電動滾筒電動機(jī)燒毀和減速機(jī)傳動機(jī)構(gòu)故障現(xiàn)象，經(jīng)濟(jì)和安全效益明顯，大大減輕了維修人員的勞動強(qiáng)度，保證了設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行。

4 結(jié)束語

目前，斗輪堆取料機(jī)在火力發(fā)電廠應(yīng)用的較為普遍，MDQ1000/1250.50和MDQ1500/1500.50類型的堆取料機(jī)皮帶輸送機(jī)大多數(shù)采用電動滾筒驅(qū)動方式。在使用過程中，電動滾筒總是會出現(xiàn)這樣或那樣的問題，本文論述的電動滾筒改造方法期望能對同類設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)的同類問題提供借鑒和參考。

［1］劉建勛.電動滾筒設(shè)計與選用手冊［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2000.