選煤廠破碎機失速保護技術(shù)研究

李 彪

（山西汾西礦業(yè)（集團）有限責任公司雙柳煤礦，山西 柳林 033300）

引言

分級破碎是選煤廠煤炭洗選重要環(huán)節(jié)之一，根據(jù)煤炭洗選采用破碎工藝將原煤破碎成一定粒度，從而為后續(xù)煤炭洗選做準備[1-2]。為了提高煤炭破碎效果，某選煤廠現(xiàn)階段普遍采用SSC型破碎機，該破碎機具有電動機綜合保護、液力耦合軟啟動以及雙齒輥失速保護等保護措施。其中雙齒輥失速保護通過實時監(jiān)測破碎機齒輥轉(zhuǎn)速進行失速保護，當監(jiān)測到由于堵料或者其他故障導致齒輥轉(zhuǎn)速低于設定值時，系統(tǒng)即會發(fā)出報警信號并立即停止破碎機運行，以便避免破碎機其他部件出現(xiàn)損壞[3-5]。某選煤廠破碎機通過應用失速保護系統(tǒng)后可在一定程度上降低齒輥失速帶來的影響，但是現(xiàn)階段使用的齒輥失速保護系統(tǒng)仍存在一定的問題。為此，提出一種新的失速保護系統(tǒng)。

1 破碎機失速保護現(xiàn)狀分析

1.1 失速保護原理

某選煤廠應用的破碎機通過電機、耦合器、減速機等帶動齒輥運轉(zhuǎn)，破碎機上的兩個破碎齒對向運轉(zhuǎn)，需要破碎的原煤在齒輥作用下產(chǎn)生劈裂、剪切或者刺破破壞，并從破碎機下部排出，具體見圖1所示。

圖1 破碎機齒輥破碎原理圖

齒輥轉(zhuǎn)速傳感器（磁感應傳感器）一般布置在破碎機外殼側(cè)并在輥軸斷面安裝有磁鐵，當磁鐵經(jīng)過傳感器時，傳感器即會發(fā)出脈沖信號并傳輸給轉(zhuǎn)速測控儀，當轉(zhuǎn)速測控儀依據(jù)脈沖信號頻率測算齒輥轉(zhuǎn)速。

為了降低電動機啟動給破碎機兩個齒輥的沖擊，破碎機通過分步啟動護同步運轉(zhuǎn)方式，兩個齒輥非同步運行。破碎機在兩個齒輥上均安裝有轉(zhuǎn)速傳感器用以監(jiān)測齒輥轉(zhuǎn)速，具體失速保護流程為：當齒輥轉(zhuǎn)動后失速保護即開始工作，當監(jiān)測到任一齒輥轉(zhuǎn)速低于設定值時，保護系統(tǒng)機會發(fā)出報警信號同時兩個齒輥均停止運行，具體失速保護流程見圖2所示。

圖2 傳統(tǒng)破碎機失速保護控制流程

1.2 存在問題

現(xiàn)有的破碎機齒輥失速保護方法可對破碎機破碎的矸石、鐵器或者物料堆積等導致的堵轉(zhuǎn)進行保護。但是在實際應用過程中齒輥轉(zhuǎn)速傳感器脈沖信號在外界干擾、傳感器性能衰退等因素作用下常出現(xiàn)信號中斷、誤報警問題，從而頻繁引起破碎機生產(chǎn)中斷。為了降低失速保護系統(tǒng)誤報警發(fā)生率，部分選煤廠在失速保護系統(tǒng)中設定延時時間，即轉(zhuǎn)速傳感器脈沖信號丟失或者中斷2 s內(nèi)，失速保護系統(tǒng)不動作，破碎機繼續(xù)保持運行；當時間超過2 s后，脈沖信號仍未恢復，則保護系統(tǒng)動作不僅發(fā)出報警信息而且破碎機停機運行。采用上述方法雖然可降低誤報警發(fā)生率，但是也降低了失速保護速度，不能對破碎機主要零部件進行快速保護。即現(xiàn)有的破碎機失速保護技術(shù)存在誤報警率高、保護速度慢等問題。

2 破碎機失速保護改進研究

為了提高破碎機失速保護效率以及可靠性，提出一種新的失速保護技術(shù)方法，該方法在提高失速保護響應速度同時可顯著降低誤報警率。具體提出的失速保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖3所示，在齒輥上布置兩類傳感器，一類對齒輥啟動信息進行監(jiān)測，另一類對齒輥速度進行監(jiān)測。齒輥啟動信號直接傳輸給PLC、齒輥轉(zhuǎn)速信號則傳輸給轉(zhuǎn)速測控儀以及PLC，轉(zhuǎn)速測控儀型號為SSC-2A型。

圖3 新型失速保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

破碎機在正常運轉(zhuǎn)過程中齒輥轉(zhuǎn)速基本保持一致，當出現(xiàn)堵塞時會造成兩個齒輥同時失速，因此通過對比兩個齒輥速度即可對破碎機失速進行監(jiān)測。現(xiàn)以第一齒輥先啟動為例，失速保護過程為以下幾方面。

1）破碎機第一齒輥率先啟動，此時第二齒輥未啟動，PLC按照程序I執(zhí)行；若PLC接收到轉(zhuǎn)速測控儀發(fā)出的失速信號后則第一齒輥停止運行，若未接收到失速信號則第一次輥正常工作。

2）當?shù)谝弧⒌诙X輥均正常運行后，PLC按照程序II執(zhí)行，第一、第二轉(zhuǎn)速測控儀均為發(fā)出失速信號則表明兩齒輥運處于正常運行狀態(tài)；當兩個轉(zhuǎn)速測控儀同時發(fā)出失速信號時，則PLC立即停止電動機供電，并發(fā)出報警信號；當任一轉(zhuǎn)速測控儀同時發(fā)出失速信號，則對發(fā)出失速信號側(cè)的齒輥進行檢查。具體破碎機失速保護系統(tǒng)工作流程見圖4所示。

圖4 破碎機失速保護系統(tǒng)工作流程

3 結(jié)語

將改進后的失速保護系統(tǒng)推廣應用在某選煤廠破碎機上，基本消除了失速保護系統(tǒng)誤報警以及反應速度慢等問題。現(xiàn)該失速保護系統(tǒng)應用時間已超過6個月，現(xiàn)場應用時未再發(fā)生誤報警引發(fā)的破碎機停機問題，實現(xiàn)了破碎機連續(xù)生產(chǎn)，在一定程度上提高了選煤廠生產(chǎn)效率。