5.5m 搗固電機車快速減速的方法

李大斯

（寶鋼集團八鋼公司煉鐵分公司）

1 問題的提出

電機車是焦爐成套機械設備之一，是拖動裝載有紅熱焦炭或空載的焦灌車或濕熄焦車往返于焦爐與熄焦裝置之間的專用牽引車。

電機車運行在焦爐焦側的熄焦車軌道上，用于牽引和操縱濕熄焦車或焦罐車。要求該電機車既能滿足濕法熄焦的作業要求，又能滿足干法熄焦的作業要求。

5.5m搗固電機車是與碳化室高度為5.5m焦爐配套的移動機械設備，是人工駕駛的設備。牽引并控制焦罐車或熄焦車完成預定動作。

由于現場電機車盤式制動沒有投入使用，只有氣動抱閘裝置。電機車將滿罐運載車對準提升井架中心線時，電機車距離固定極限裝置只有5m。當電機車高速運行沖向提升井架位置時，即使強制氣動抱閘，電機車也會撞向固定極限裝置，使電機車出軌和固定極限裝置遭到破壞。

因操作人員疏忽易發生事故，此類事故會造成干熄焦作業無法正常。為保證設備進行本質化安全運行，對設備運行程序進行了改進。

2 5.5m搗固電機車技術參數

電機車車體形式為兩層固定雙軸式臺車。

（1）外型尺寸（長×寬×高）約7460（不含牽引座）×6500×6150mm。

（2）車輛自重約50t。

（3）牽引重量（不含電機車自重）約240t。

（4）電機車采用一點定位5-2推焦串序進行操作。電機車能完成如下操作：走行裝置、接焦操作（含干法熄焦時旋轉焦罐的控制）、熄焦操作及焦臺前放焦操作（濕法熄焦時）、干熄焦站的操作。電機車各操作能實現手動操作或單元程序控制。電機車司機通過工控機進行操作，工控機一臺工作，一臺熱備。

（5）走行裝置：軌道中心距2800mm；軌型QU100；軌面標高150mm。

走行傳動方式為雙軸傳動，交流電機。

走行控制采用變頻調速控制，走行電機功率的選取根據操作周期、加速度及牽引重量綜合確定。

（6）對位精度：±100mm（另設有自動對位裝置）。

（7）電機車周轉時間＜9.5min。其中：電機車在干熄站的操作時間約200sec（含自動對位裝置A.P.S.鎖住運載車→接受空焦罐→A.P.S.打開→電機車移位將滿罐運載車對準提升井架中心線→A.P.S.鎖住運載車→送出滿焦罐→A.P.S.打開）。

干法熄焦使用圓形旋轉焦罐時的接焦時間約140sec。濕法熄焦時的接焦時間約65sec。熄焦車在熄焦塔內的凈熄焦時間70～90sec。

（8）干法熄焦走行距離80～317m，濕法熄焦走行距離80～292m。

（9）走行速度高速為180～200m/min；中速為60～80m/min；低速為～10m/min。走行分四檔運行速度，一檔運行在5Hz，二檔運行在15Hz，三檔運行在30Hz，四檔運行在45Hz。由于該焦化廠只有一臺電機車負責2座60孔焦爐的熄焦作業，正常情況下電機車運行速度較高。

（10）制動裝置。采用電機車能耗制動，盤式制動。焦罐車或濕熄焦車采用氣動抱閘（帶手動制動）。

3 改進措施的實施

3.1 感應設施的安裝

在電機車前端左右兩邊各安裝1個接近開關，在導軌旁焊接2個感應設施（這兩個感應設施的位置是經過調整測試后確定的，使電機車減速和強制制動停車后能可靠停在提升井架前）。一個作為減速條件（I2.6），一個作為強制氣動抱閘條件(I2.7)。通過西門子PLC程序實現減速和強制氣動抱閘的功能。當電機車運行到減速條件位置時，減速條件I2.6=1，強行使電機車由高檔位（4檔45Hz或3檔30Hz）先降至2檔（15Hz）運行，2秒鐘后運行在1檔（5Hz）上。若電機車超出井架位置，運行到強制氣動抱閘位置時，氣動抱閘動作I2.7=1，強制電機車制動停車。感應設施安裝位置見圖1所示。

3.2 電機車保護控制程序的實施

電機車運行保護控制程序框圖見圖2。

圖2 電機車運行保護程序框圖

4.3 電機車減速保護控制程序的實施

右行減速信號到后開始減速保持程序見圖3。

減速條件位置信號為I2.6，當電機車右行至減速限位時，即I2.6=1，減速保持聯鎖有效。

不論其之前運行在3檔或4檔上，強制到2檔速度上運行2秒。

不論電機車運行在任何檔位，減速保持有效，見圖4。

不論之前運行過程中電機車檔位處于幾檔上，減速檔位保持有效。

電機車右行至減速限位后，三檔運行速度被屏蔽，見圖5。

圖5 電機車右行至減速限位后，三檔運行速度被屏蔽程序

電機車右行至減速限位后，四檔運行速度被屏蔽，見圖6。

圖6 電機車右行至減速限位后，四檔運行速度被屏蔽的程序

當電機車右行至減速限位時，三檔和四檔運行速度被屏蔽。

電機車在2檔速度上運行2秒的時間控制程序見圖7。

圖7 電機車在2檔速度上運行2秒的時間控制程序

電機車在2檔速度上運行2秒的程序見圖8。

電機車在2檔速度上運行2秒后，強制運行在1檔的速度上，見圖9。

圖8 電機車在2檔速度上運行2秒

圖9 強制運行在1檔程序

二檔速度維持2秒作為緩沖，這時，無論電機車駕駛員將運行速度打至幾檔，電機車都會以一檔速度走行。

強制氣動抱閘位置停車程序見圖10。

圖10 強制氣動抱閘位置停車

強制氣動抱閘位置信號為I2.7，當電機車超出正常停車位置后，運行到強制氣動抱閘位置I2.7=1，強制電機車氣動報閘，立即制動停車。添加右行極限位串到制動命令輸出語句中。

左行減速復位，恢復正常行走，見圖11。

圖11 左行復位程序

圖12 解除減速保持功能程序

在電機車到提升機井架側完成作業，左行離開井架后，運行中的電機車就可取消減速保持狀態(M25.0=1,則M25.1=0)，電機車就可以運行到2檔、3檔或4檔上。解除減速保持功能程序見圖12。

4 結束語

自從2014年10月某焦化廠電機車實現快速減速的方法以來，應用到生產現場效果很好，能夠有效避免電機車沖出軌道，在行駛的區域內能夠自動減速，方便了井架下的對位作業，杜絕了設備事故的發生。建議該焦化廠建立連鎖保護的測試機制，定期對各種保護設施進行檢測，確保保護設施完好，實現對機械設備的可靠保護。