浅谈降低输煤皮带电气故障率措施

浅谈降低输煤皮带电气故障率措施

贾越

（国家能源集团神东洗选中心陕西榆林719315）

摘要：通过更换新型皮带保护开关、中间隔离继电器线圈两端并联电容消除感应电、PLC程序联锁优化、PLC控制系统以太网网络结构冗余、现场端子箱、保护开关密封灌胶处理措施，有效降低输煤皮带电气故障率。

关键词：输煤皮带电气故障；降低措施；方法

随着我国经济的发展，对于电力的需求不断增强，我国的电力结构主要以火力发电为主，各大火力发电厂主要使用煤做为主要燃料，在进行煤炭的输送过程中，皮带机必不可少，其能平稳高效的进行煤炭输送，且噪音小，效率高。，但是皮带机在使用的过程中不可避免的会出现一些问题，从而影响发电煤炭的正常输送任务，从而对电力生产造成影响。

1皮带机的简介

皮带机是带式输送机的简称，有固定式和移动式，结构简单，效率高。以挠性输送带作物料承载和牵引构件的连续输送机械。一条无端的输送带环绕驱动滚筒和改向滚筒。两滚筒之间的上下分支各以若干托辊支承。物料置于上分支上，利用驱动滚筒与带之间的摩擦力曳引输送带和物料运行。适用于水平和倾斜方向输送散粒物料和成件物品，也可用于进行一定工艺操作的流水作业线。结构简单，工作平稳可靠，对物料适应性强，输送能力较大，功耗小，应用广泛。皮带机的结构形式有：槽型皮带机、平型皮带机、爬坡皮带机、转弯皮带机、伸缩皮带机等多种形式，输送带上还可增设提升挡板、裙边等附件，能满足各种工艺要求。皮带机驱动方式有：减速电机驱动、电动滚筒驱动。皮带机调速方式有：变频调速、无极变速。

2工程概况

陕西未来能源化工有限公司是由兖矿集团有限公司、兖州煤业股份有限公司、陕西延长石油（集团）有限责任公司共同出资组建的股份制公司，下属两个分公司，一个是煤制油分公司，另一个是金鸡滩煤矿。其中煤制油分公司，是国家”十二五”煤炭深加工示范项目，陕西省、榆林市、榆阳区和兖矿集团“十二五”重点建设项目，概算投资164亿元，年产能为110万吨油品和化工产品，年转化利用煤炭500万吨，所需煤炭采用西门子PLCS7-400为控制核心的输煤皮带进行输送，由于电气系统原因造成输煤皮带故障率频发，导致输煤皮带无法正常运行，影响生产系统负荷，甚至停车，因此必须降低电气系统故障率，确保输煤皮带长周期稳定运行。通过对电气系统故障原因分析，寻找末端因素，采取了以下五个措施，对电气系统进行优化、改造，以实现降低输煤皮带电气故障率。

3更换新型皮带保护开关

原有拉绳、跑偏、堵料、撕裂、打滑保护开关，由输煤皮带厂家配套供应，已投入使用3年，在实际使用中运行不稳定且腐蚀严重，经常出现误动、拒动或接触不良现象，导致输煤皮带故障跳车。同时，打滑检测保护装置存在缺陷，原打滑检测器如下图所示，位于上层皮带下方，由皮带带动小轮转动判断是否存在打滑现象。小轮经常出现卡涩、不转动，无法检测到信号引起皮带联锁跳车。严重时造成皮带划伤，甚至撕裂。通过与皮带保护开关生产厂家和相关用户企业进行技术交流，选择更换了目前市场上使用率较高、用户反映好的保护开关，消除原打滑检测器存在的缺陷，目前安装的打滑检测器位于下皮带上方，靠检测轮的自重紧贴皮带表面，通过摩擦阻力随皮带转动，具有两个检测轮，其本身为平滑轴承滑动，不会对皮带本身造成损伤。检测器数据采样为二选一模式，确保采样数据的可靠性，即使一个检测轮出现问题，也不会引起故障联锁跳车，提高保护动作的可靠性。更换新型皮带保护开关后，大大减少因保护开关误动、拒动或接触不良现象，导致输煤皮带故障跳车现象发生。

原打滑检测器更换后打滑检测器

4消除继电器线圈两端感应电

由于配电室至输煤现场用电设备之间的部分控制电缆和动力电缆共用一层电缆桥架敷设，之间无屏蔽隔板，线路较长，电磁磁场互相影响，造成控制电缆存在感应电压，引起PLC柜内中间隔离继电器线圈两端存在感应电，导致部分继电器失电后线圈不释放（感应电压58～67V之间），造成输煤皮带系统无法正常开、停车。通过查阅资料和咨询PLC控制系统技术人员，选择使用1μF电容并联继电器线圈两端方法消除感应电。利用皮带系统间歇停车空闲时间，组织班组人员对柜内继电器逐个进行排查，对因感应电造成线圈失电不释放的继电器并联电容，并联电容后，经过多次测量线圈两端感应电压，感应电压稳定在2.5～3.2V范围之间，效果十分明显，达到了消除继电器两端感应电压对继电器造成的影响。

5PLC程序联锁优化

由于公司输煤方式存在改变，造成PLC程序无法满足实际生产系统需要。主要体现在以下两个方面缺陷：（1）气化炉所需原料煤原设计为单一煤种使用，因此最初PLC程序设计为煤仓203、204堆取料机和皮带输煤系统为单线运行上煤，但由于气化炉工艺生产需求，需要将两个煤仓配比上煤，由于单独启动的设备与联锁启动的流程之间没有程序联锁，这样一旦出现联锁故障停车时，单独启动的设备无法第一时间立刻停车，就会造成后续皮带系统出现积煤、堵煤情况，需要耗费大量人力和物力进行清煤工作，严重影响输煤时间；

（2）汽车受煤坑为公司原料煤来源的主要渠道，现有的12台振动给料机为单台手动控制，人工单台连续操作，经常出现皮带运输量不均衡造成下料口堵煤故障联锁跳车。针对上述两个方面存在的联锁缺陷，（一）：增加了203-204堆取料机共同输煤流程，完善程序联锁，确保其中任意一台设备出现故障，均能实现系统联锁停车。（二）：将12台振动给料机的单台手动控制方式修改为四组的组循环控制，即每组3台设备，可自由选择1、2、3台进入联锁自动循环启停程序，这样解决了输煤皮带运输量不均衡，造成下料口堵煤故障联锁跳车问题。

6PLC控制系统以太网网络冗余

原输煤皮带PLC控制系统西门子S7-400CPU至控制服务器、控制服务器与操作子站之间均为以太网单网连接，这样一旦出现单根网线断线、接口损坏、接触不良等问题，将直接影响控制室操作系统的正常使用，输煤皮带系统无法联锁开、停车，对输煤皮带安全生产运行产生致命影响，即人员、设备安全无法得到保障，又增加了现场操作人员的劳动强度，生产效率大大降低，因此，对PLC控制系统以太网进行网络结构冗余，将S7-400CPU至控制服务器、控制服务器与操作子站之间改造为双环网冗余网络结构，同时增加服务器和设备间网络监控功能，一旦出现网络异常时会出现相关报警提示信息，便于巡检维护人员第一时间发现和处理，保证控制系统网络安全可靠。

7现场端子箱、保护开关密封灌胶处理

虽然现场端子箱体、保护开关均为防爆型，防护等级IP65，电缆口采用格兰头锁紧装置，密封较好，但由于现场环境较差存在煤粉，同时，每次输煤皮带停车工艺交班前，现场操作人员都会使用高压水枪清理地面卫生，这样就存在粉尘、水滴进入现场端子箱体、保护开关的可能，造成接线端子腐蚀、短路、接触不良、开关损坏等，因此，为了更好的做到防护，对端子箱、保护开关接线格兰头进行密封灌胶处理，提高箱体、开关的密封性能，确保箱体、开关不因进水和粉尘损坏，即降低了输煤皮带电气系统故障，又节省了更换电气元件造成的成本浪费。

8输煤机系统的电源故障处理

在整个输煤系统的每台皮带机上有一台由交流接触器、热继电器和中间继电器所组成的MNS抽屉开关，在整个系统运行过程中经常会出现由于抽屉开关无法进行推入而导致的这个系统无法运行的故障，经过分析后发现在，造成这种故障的原因多是由于操作人员送电

过程中对抽屉开关的不当操作而造成的，所以，为了减少此类故障的发生，操作人员需要按照抽屉开关的操作规范进行操作，同时在推入抽屉开关前需要在到导轨上抹上足够的润滑脂，确保推入过程的顺利进行，而在拉开时抽屉开关的底部导向槽与导轨进行分离则是由于拉动的过程中用力错位造成的。抽屉开关的旋钮损坏，由于在操作过中未等开关旋钮旋转到位就将旋钮开关拉起很容易使其塑料结构遭到破坏，从而致使旋钮开关损坏。

9做好皮带机的检测开关的日常维护工作

输煤皮带机主要由以下3种检测开关作为安全保护装置：双向拉绳开关、跑偏开关以及堵煤检测开关等，由于这些检测开关所处的环境较为恶劣，因此，发生故障的几率较高，如发生故障时造成误报、漏报等问题将会对皮带机的正常运行和人员安全造成严重的隐患，因此需要在日常维护过程中加强对于检测开关的检查维护工作。

结束语

输煤皮带机是火电厂运行的重要装置，由于皮带机的工作环境较为恶劣，对皮带机的机械和电气方面都提出了不小的考验。通过上述几个方面措施的有效实施，对电气系统进行优化、改造。经过近一年多，对输煤皮带系统运行状况中电气故障次数进行统计，相比原未优化、改造前电气系统，故障停车的次数大幅较少，实现了降低输煤皮带电气系统故障率的目的，为公司的“安、稳、长、满、优”作出了自己的微薄之力。

参考文献：

[1]杜佳.火电厂输煤皮带机常见电气故障及解决措施[J].科技风，2017（19）：149+151.

[2]周游.输煤皮带机的电气组成与故障分析处理[J].中国新技术新产品，2015（02）：77.

[3]李根.火电厂输煤皮带机常见电气故障及解决措施[J].电力安全技术，2014，16（06）：42-44.

[4]林楚楷.输煤斗轮机电动滚筒电气故障原因分析及预防处理[J].科技资讯，2010（24）：135-136.

[5]高晓芳，等.输煤皮带机电源开关电气改造[J].科技情报开发与经济，2010.

[6]黄强.智能电机控制器在输煤皮带机上的应用[J].设备管理与维修，2006（02）.

[7]张军.输煤皮带机导料槽的密封改造[J].电力安全技术，2013（03）.