垃圾吊故障分析及對策

潘培山

摘 要：該文結合垃圾吊的運行工況中存在甲硫醇、甲硫醚等異味氣體和H2S和CH4以及CO等腐蝕和危險爆炸性氣體，并且濕度大和粉塵大等的惡劣環境，對在實際工作中遇到的問題及故障進行了分析，并提出了有針對性的解決對策。該文對于垃圾吊在垃圾焚燒發電電廠中的實際應用具有一定的指導和借鑒意義。

關鍵詞：垃圾吊；爆炸性氣體；腐蝕；溜鉤

中圖分類號：X705 文獻標志碼：A

0 引言

垃圾吊是城市生活垃圾焚燒發電廠垃圾供料系統的核心設備，位于垃圾貯存料池的上方，主要承擔垃圾的投料、搬運、攪拌、取物和稱量工作。其安裝位置決定工作環境惡劣，主要存在爆炸性氣體、高濕度、高溫和粉塵等。垃圾在缺氧狀況下發酵，其過程中必然會產生H2S和CH4以及CO等腐蝕和危險爆炸性氣體；因垃圾倉下滲濾液的存在導致濕度高環境濕度常年保持在70 %以上；垃圾車傾倒卸料時產生大量揚塵；發酵過程中放熱加上垃圾貯存池相對密閉的環境，夏季高溫時溫度達到50 ℃。惡劣的環境對垃圾吊設備的壽命和整個系統的穩定性都有影響，較為嚴重時，會造成設備嚴重損壞。針對此情況，采取了相應的預防措施，減少外界環境對設備的影響，延長設備的使用壽命，減少設備損壞率，提高設備運行可靠性，保障機組的安全平穩運行。

1 背景

莒縣垃圾發電廠的垃圾吊由河南賽諾重工機械有限公司成套，其中控制系統采用西門子S7-300系列PLC，變頻器采用施耐德ATV71系列起重專用變頻器，抓斗采用的是上海佩納沙士吉打機械有限公司生產的桔瓣式電動液壓抓斗，重量5.6 t。運行一年中出現過溜鉤、大車行走不同步異音、限位開關損壞、接線箱接線氧化松動等諸多事故，嚴重影響了生產的連續穩定，甚至產生較大的安全隱患。

2 實際案例

2.1 溜鉤案例

2018年5月份，1#垃圾吊抓滿6 t垃圾料后提升后，平移到垃圾卸料口處，操作人員感覺提升高度不足，打算再升高半米，剛剛操作垃圾吊抓斗就溜鉤下滑，操作人員迅速拍急停按鈕，沒有能夠控制住抓斗下滑，抓斗下滑到下料口側壁，產生一個向外的分力，抓斗通過鋼絲繩把小車往外拽并脫軌，撞擊到垃圾倉壁后停止，抓斗掉落到卸料溜槽中。

2.2 大車行走不同步異音案例

2018年4月份，2#垃圾吊在大車行走起始時經常出現類似于2臺電機不同步、大車走平行四邊形工況的異音。

2.3限位開關損壞、接線箱接線氧化松動等案例

大車和小車限位開關最初廠家的原設計是采用LJ18A3三線直流 NPN型電感式傳感器接近開關，運行半年出現過4個開關損壞；接線箱采用的是普通型式的接線箱，運行半年后接線裸露的電纜全部出現氧化、虛接甚至斷路等現象。

3 原因分析

3.1 溜鉤案例原因分析

垃圾吊區別于一般起重機械的特點是有一個自身重量達5.6 t的大型抓斗，且頻繁抓料、投料操作。主起升機構是一臺變頻電機通過2臺減速器驅動2個卷筒上的4根鋼絲繩吊起四吊點液壓抓斗，在減速機主軸上安裝有起升機構的制動器（采用液壓推桿式制動器）。該次出現溜鉤的根本原因在于沒有調整好主起升電機建立驅動扭矩時間和液壓制動器釋放的動作時間，液壓制動器抱閘過早釋放，主起升電機驅動扭矩小于貨物和抓斗自重扭矩。

3.2 大車行走不同步異音案例原因分析

莒縣垃圾發電廠采用一臺變頻器驅動2臺大車電機的結構形式。出現異音首先從電氣方面排查：是否有1臺電機缺相、實際只有一臺電機驅動等原因，經過細致地測量2臺電機的三相電流、絕緣等各項指標，均正常；其次開始排查吊車導軌是否有變形、絞邊的問題，經測量分析數據均在合格范圍內，再次檢查大車與導軌是否垂直，經過一系列地檢查、測量、分析認定機械部分沒有異常。最終再轉到變頻器的參數設置，查閱變頻器的參數設置、咨詢賽諾設備制造廠家等試探性地把變頻器內部電機控制方式參數進行了優化設置，異音消失，設備運行正常。

ATV71系列施耐德變頻器對電機的控制方式有5種，分別是：

①SVC U開環電壓矢量控制模式；這種模式可以根據負載自動進行滑差補償。支持多個電機并聯在同一個變頻器上（如果為相同的電機）。

②SVC I 開環電流矢量控制模式；不支持多個電機并聯在同一個變頻器上。

③2點壓頻比開環V/F；適合使用場合。

多個電機并聯在同一個變頻器上。

高速電機。

額定功率比變頻器額定功率低的電機。

④5點壓頻比開環V/F控制模式和與V/F 2點壓頻比模式一樣，但支持避免諧振（飽和）。

⑤同步電機：僅用于帶有正弦曲線電動勢（EMF）的同步永磁電機。

3.3 限位開關損壞、接線箱接線氧化松動等案例原因分析

原設計的這種接近開關適合比較行程精密的場合，像垃圾吊這種粗大笨重的設備，每一次的行走路徑都會有一定的偏差，嚴重時可能達到10 mm以上，偏遠了可能檢測不到大車/小車已經到位，偏近可能沒有及時停車就把傳感器剮蹭損壞。普通的接線箱內部不能隔絕氣體，內部的潮濕且充滿了危險爆炸性氣體容易把接線氧化，接線氧化后接觸電阻增大，出現接線松動甚至斷路的情況。

4 措施和解決方法

4.1 溜鉤案例措施和解決方法

首先從運行操作上規范，要求在垃圾倉內部抓起垃圾后一步提升到位，提升到位后再進行前后和左右方向的平移到垃圾投料口，在進行前后和左右方向的平移過程中液壓制動器處于抱閘狀態，抓斗不會下滑。存在溜鉤的可能時間是剛提升到位驅動力矩消失而液壓制動器還沒有及時抱閘，在垃圾倉內部溜鉤相對于在投料口溜鉤危險性小一些，一方面高度高，可以給操作人員應急反應時間，另一方面即使溜到倉內垃圾上一般不會引起太大危害。

其次要從根本上解決主起升電機建立驅動扭矩時間和液壓制動器動作時間的配合問題，主要是設置合適的變頻器參數：剎車釋放電流：236 A，剎車機構釋放時間：0.3 s，剎車釋放頻率：+2.3 Hz，抱閘頻率：+2.0 Hz，剎車抱閘時間：0.0 s，變轉向頻率跳變值：自動，再啟動等待時間：0.5 s。

再次是進行每月一次定期的“自整定”，主要是抑制“零飄”，進行自整定時需要將抓斗放到平臺上，提升電機空載狀況下整定，且需要在“冷態”下進行，一般的電機空閑2小時，變頻器能夠比較準確地檢測到電機的冷態定子電阻值。

4.2 大車行走不同步異音案例措施和解決方法

對變頻器內部電機控制方式參數進行優化設置，由原先的矢量控制方式改為2點壓頻比控制方式。2點壓頻比控制方式雖然在低轉速時輸出轉矩稍差一些，但是這種方式更適合一臺變頻器驅動兩臺電機的“一拖二”并機運行工況。

4.3 限位開關損壞、接線箱接線氧化松動等解決措施

將原有的電磁式接近開關全部更換成機械式限位開關，這種開關相對行程距離比較大，適合行車這種每次行走的位置不確定的場合，且抗干擾能力強，接線密閉也能夠克服爆炸性氣體和潮濕的環境。普通的接線箱全部更換為防爆密閉接線箱，且內部防止生石灰作為干燥機能夠吸潮。

5 結語

起重機的正確使用與維護保養對安全生產和起重機的使用壽命有很大關系，因此，必須對起重機進行定期檢查和檢測，檢查或檢測必須符合 GB6067《起重機械安全規程》和其他有關文件規定的要求。

莒縣垃圾發電廠的垃圾吊通過一系列的技術改造和優化完善參數配置，并嚴格按照規程操作和定期維護保養；保障了安全穩定運行。

參考文獻

[1]唐顯聰，焦建耀，唐躍順.垃圾吊車電控系統的設計[J].中國科技投資，2018（8）：154.