管帶機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)運過程中，陜西北元化工集團有限公司化工分公司(以下簡稱北元化工)引進了一種特制的皮帶機用來輸送電石渣。這種皮帶機將普通的皮帶卷成圓筒狀，所以稱為管帶機。作為生產(chǎn)工藝流程中的重要物料銜接裝置，管帶機一旦發(fā)生故障停車，將會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)運電石的皮帶機數(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直接轉(zhuǎn)運至水泥料倉。所以，一旦管帶機發(fā)生故障，將會聯(lián)鎖第2期乙炔裝置停車或降流量。筆者針對管帶機常見電儀問題及解決方案進行總結(jié)探討，以供參考。

1 管帶機簡介

北元化工使用的管帶機跨度372 m，機尾提升高度38.4 m，皮帶口徑250 mm。該機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。管帶機的頭部、尾部、受料點、卸料點、拉緊裝置等位置與普通帶式輸送機基本相同。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。管帶機由驅(qū)動裝置及傳動滾筒、尾架、螺栓拉緊裝置、改向滾筒、過渡機架、皮帶、支柱、桁架、托輥、六邊形托輥組、水平翻帶裝置、中間機架、塔架等組成。管帶機具體結(jié)構(gòu)見圖1。

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

2 電儀聯(lián)鎖系統(tǒng)

管帶機機頭安裝有1臺90 kW變頻電動機，在料倉頂部安裝了1臺變頻器及控制柜。控制柜將變頻器控制給定信號通過光纖遠(yuǎn)傳至乙炔DCS，用來控制電動機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)管帶機輸送速度的控制。

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

(2)管帶機在機頭進料倉口安裝1個機械料位開關(guān)，當(dāng)皮帶卸料倉口堆積電石渣時將擠壓料位開關(guān)彈簧翻板，聯(lián)鎖管帶機停車。

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

(4)由于管帶機跨度比較大，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，操作人員可以拉動鋼絲繩連動機械限位開關(guān)，聯(lián)鎖管帶機緊急停車。

3 常見電儀故障及處理措施

3.1 限位開關(guān)故障

由于管帶機跨度較長，所有拉繩限位開關(guān)和跑偏開關(guān)的輔助觸點都并聯(lián)在2根故障信號電纜上，2個故障信號引至變頻器停車信號，當(dāng)十幾個拉繩或者跑偏開關(guān)中的1個觸點閉合時，即將這個故障信號傳至變頻器停止信號，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)穿線管進水或者由于開關(guān)觸點受潮粘連引起停車聯(lián)鎖，該故障點不明顯，排查難度比較大，現(xiàn)場采取的辦法是從中間一個限位開關(guān)處將故障信號電纜拆開測量，以便判斷故障限位開關(guān)的位置，現(xiàn)場檢修人員應(yīng)及時封堵限位開關(guān)的防爆接線管口，及時修復(fù)破損的接線盒，防止雨水進入引起限位開關(guān)誤動作。

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，運行比較穩(wěn)定，但是由于變頻電動機安裝在25 m高管帶機機頭，且變頻器與控制電動機之間存在通訊距離，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)機容易將電石粉塵吸入變頻器內(nèi)部，長時間運行會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)進行散熱。利用停車檢修時間，對變頻器進行清灰處理。

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

(3)為了防止由于進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臺變頻器主電源進出線都安裝斷路器進行隔離，在變頻器出線開關(guān)下端并聯(lián)在一起，引至管帶機變頻電動機。這樣既能方便單臺變頻器故障隔離維修，也能保證在引電源失電情況下及時切換導(dǎo)向開關(guān)，啟動備用變頻器，縮短故障停車時間。

3.3 通訊故障

變頻器控制柜內(nèi)使用PLC控制器進行通訊控制，柜內(nèi)采用雙絞線通訊。由于雙絞線通訊信號傳輸距離有限，信號容易嚴(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后臺電腦顯示變頻器控制信號丟失，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。經(jīng)過現(xiàn)場電儀檢修人員的多次溝通討論，發(fā)現(xiàn)在管帶機現(xiàn)場控制柜內(nèi)，由于光纖通訊線與變頻器動力電纜交叉敷設(shè)，動力電纜產(chǎn)生磁場干擾引起通訊故障，因而將動力電纜與通訊光纖進行了隔離，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行了分析，制定了切實可行的防范措施，從根本上消除了事故發(fā)生的根源，為管帶機的穩(wěn)定、可靠運行打下了堅實基礎(chǔ)。