75噸干熄焦裝入裝置國產化改造及使用中的改進

翟琪 高琳琳 耿彥軍 王江艷

摘 要：出于企業成本優化考慮，安鋼焦化廠75T干熄焦裝入裝置的電動缸實施了國產化改造，替換原有德國進口電動推桿，設備成本大大降低，也與另幾處干熄焦裝入裝置設備實現統一化。

關鍵詞：液壓推桿；限位；故障

原75噸干熄焦新建時配套的裝入裝置電器設備為德國進口成套的電動缸推桿及配套電氣柜元件，如果設備元器件損壞，必須選用相同的元件替換，電動機或電動缸損壞維修難度極大，基本不能通過自己維修修復，只能更換成套設備，這樣更換設備成本很高。如果更換國產設備，則有助于降低成本，減少維修時間，更重要的可以將幾座干熄焦裝入裝置的設備統一起來，減少備件的庫存，增強通用性。

一、裝入裝置簡述

裝入裝置位于干熄爐的四層平臺，裝入裝置的臺車上裝有爐蓋和導料斗，通過電動缸推拉臺車的平移完成爐蓋的打開、關閉，導料斗與爐口的對位，與提升機配合共同完成將焦罐的紅焦裝入爐內。裝入裝置在等待時爐蓋是蓋在干熄焦的爐口上，爐口上有一圈水封讓爐蓋座在水封上，確保干熄焦爐口密封。當提升機把裝滿焦炭的焦罐提升至井架的頂部準備平移時，向裝入裝置發出動作指令，電動缸開始動作，臺車先以低速運動慢慢提起爐蓋，當爐蓋慢慢被提起離開水封后再以正常速度打開爐蓋，最后再以低速完成裝在臺車導料口與干熄焦爐口的準確對位。裝完紅焦后，爐蓋的關閉也是以同樣的慢速、正常、慢速的方法把爐蓋緩慢的蓋好。

二、國產設備的選擇

原有設備為德國進口成套的電動推桿主要參數為電動機額定功率7.5kW，推桿最大力矩為60kN、最大行程為1600mm，根據原電動缸參數和實際生產的工藝要求我們選擇型號為DYTP20000最大力矩60kN，最大行程1600mm國產電液力推桿，液壓傳動具有慣性小，反應快，適合裝入裝置這種需要快速啟動、制動和頻繁換向的場合，液壓傳動還能有效的吸收負載的沖擊和振動作用，能減小啟、停時對設備帶來的沖擊。由于液壓推桿與原電動推桿結構的不同，要滿足技術參數要求，電動機的功率要適當的增加，我們選用15千瓦鼠籠型電動機，匹配施耐德A1tivar71 22kW30hp變頻器，選用的該套設備采用電液力推桿通過控制電動機的轉速來控制油路流量，從而控制推桿的運動速度，可實現無極調速。電動機的轉速也就是液壓推桿的運動速度都可以通過設定變頻器的輸出頻率、加減速時間等各種參數來進行調整，可以根據生產工藝的需要在調試中不斷的調整為最佳。最后是控制的核心PLC的選擇，整套系統控制并不復雜，主要是對一些數字量的采集和進行編程。為此，從基于對通用性，穩定性，易操作性的考慮，我們最終選擇三菱FX2N64MR小型PLC，這也是我們其它設備上常用的一種PLC，接線、編程都十分方便，還可以使用手持的編程器對程序進修改和監控。

三、安裝與調試

設備的安裝分為兩部分，一部分是在爐頂進行原電動缸的拆卸和國產液壓推桿的安裝。第二部分是在提升機配電室安裝新的配電柜和元器件的安裝（原配電柜的電器已不能和現設備匹配）。配電室到爐頂的線路上還是利用了原有的電機負荷線和操作線，原負荷線是10mm2的電纜線完全可以滿足現在15kW的電機負荷。電器上與原設備最大的不同在于限位的安裝位置。原進口設備限位與電機是一體的，通過電機的軸與許多齒輪，最后觸動動微動開關，這種限位控制精確高，但是調整與維修都不方便。現在限位開關選用施耐德215機械式限位，直接安裝在油缸上，再將撞塊固定在油缸推桿上，隨著推桿伸縮碰撞限位，這種方式更為直觀，調節維修都十分方便。限位開關采集的信號最后傳給PLC控制變頻器，完成液壓推桿的啟動、停止、加速、減速的控制。限位開關采集的信號我們通過了中間繼電器的過渡再傳給PLC，這樣避免因線路過長引起的干擾，確保信號傳輸的準確和穩定性。最后根據工藝的要求，對PLC進行編程和變頻器參數的設定。設備安裝完畢，調試時先進行現場手動試運行，根據裝入裝置臺車運動時加速、減速的位置，導料斗與爐口位置，爐蓋蓋嚴的位置來對四個限位開關位置進行調整。觀察臺車在運動的過程中爐蓋的擺動情況，蓋爐蓋最后進水封槽時的平穩度，推桿啟停時負載的沖擊情況，運行流程所需要的時間，加減速停機時爐蓋擺動的情況對變頻器的參數進行修改。最后進行聯機試車，再對變頻器的參數調整為最佳。最終我們給變頻器幾個重要的參數設定為：加速時間1秒，減速時間1.3秒，低速12HZ高速38HZ。經過反復的測試裝入裝置臺車運行的流暢度、穩定性完全滿足工藝要求。

四、使用中的改進

通過一段時間的使用，還是發現一些問題。一是，不定時的會出現變頻器報警減速過電壓，分析原因是因為減速時間設定太短，減速時的能量無法釋放，通過增加減速時間可以解決，但是會增加整個運行流程的時間，最后選擇的方案是增加制動電阻，通過增加與變頻器配套的制動電阻來吸收減速時能量釋放。二是，在運行了幾個月維修過程中，限位開關的故障率最高，最容易出現卡死現象。分析原因是現場限位開關裸露在戶外，雨天和現場的粉塵都會很大程度上影響到機械限位開關的使用壽命。最終我們采用的解決方法是采用無觸點的接近開關來取代機械的限位，選用的是TURCK Bi20cp40AP6x2型接近開關，并且安裝位置也從液力推桿上改到直接安裝到了裝入裝置臺車運行的軌道上，在裝入裝置的臺車上安裝感應的撞塊。該接近開關的密封性，可靠性更好，使用壽命更長，由于安裝位置的改變，也使得設備控制的精度更高，通過一段時間的使用，故障率明顯下降，取得良好效果。

五、結語

此次對75T干熄焦裝入裝置設備的國產化改造，通過長時間的設備運行觀察該套設備可以完全匹配全套干熄焦設備的運行，故障率較低，維修起來十分方便，大大降低了設備的更換和維修成本。

參考文獻：

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[2]朱慶廟，龐克亮，王超，劉冬杰，武吉.干熄焦系統穩定經濟運行的研究[J].鞍鋼技術，2018（02）：1620.

作者簡介：翟琪（1981），男，河南安陽人，助理工程師，安鋼工程技術公司維修人員。