選煤廠刮板輸送機斷鏈保護裝置研究

戴 峰

（山西汾西中興煤業(yè)有限責任公司， 山西 交城 030500）

引言

刮板輸送機具有占用空間小、運輸距離長、安全可靠以及運輸量大等優(yōu)點，在煤炭開采、洗選等行業(yè)中應用較為廣泛[1-2]。選煤廠布置的刮板輸送機主要是對原煤、精煤、煤泥等進行運輸，當運輸?shù)奈锪蠅K度較大、硬度較高或者水分含量大等時，在運行過程中刮板輸送機容易出現(xiàn)刮板鏈斷鏈故障，從而影響選煤廠物料運輸[3-5]。相關(guān)統(tǒng)計資料顯示[6]，選煤廠刮板輸送機斷鏈事故占運輸事故總數(shù)的20%左右，因此，采取針對性措施降低刮板輸送機斷鏈發(fā)生率對提高選煤廠生產(chǎn)效率具有重要意義。現(xiàn)階段刮板輸送機斷鏈保護裝置多是在機頭、機尾處布置檢測點，當檢測到刮板鏈出現(xiàn)事故后通過斷電停止刮板輸送機運行，存在斷鏈故障發(fā)現(xiàn)時間晚、后續(xù)保護不及時等問題[7]。為此，對山西某選煤廠刮板機斷鏈原因進行分析，并提出一種斷鏈保護裝置提高刮板輸送機工作效率。

1 工程背景及刮板鏈斷鏈原因分析

1.1 工程背景

山西某選煤廠共有5 條型號XGZ20/800 刮板輸送機，刮板輸送機運輸距離在50～80 m，額定運輸能力為3 500 t/h、運輸速度1.23 m/s，采用雙電機驅(qū)動、電機功率為400 kW。刮板輸送機是實現(xiàn)選煤廠物料運輸?shù)闹饕O(shè)備之一，但是現(xiàn)場應用過程中常發(fā)生斷鏈事故。斷鏈事故發(fā)生后，由于未能及時發(fā)現(xiàn)往往會導致刮板、刮板鏈等損壞嚴重，在一定程度上增加了選煤廠生產(chǎn)安全風險，影響了刮板輸送機運輸效率。

1.2 刮板鏈斷鏈原因

1）刮板鏈條損傷。刮板輸送機在運行時，由于運輸?shù)奈锪喜町悾瑢е鹿伟彐溎ズ某潭炔灰弧．敼伟遢斔蜋C長時間處于重載荷工作狀態(tài)時，刮板鏈及鏈環(huán)等磨耗增加，會在一定程度上減少連接鏈環(huán)、鏈條強度及斷面直徑。若不能及時維修，運輸物料時會導致鏈環(huán)出現(xiàn)斷鏈事故。

2）刮板鏈條松緊度不合理。刮板輸送機在運行過程中鏈條過緊、過松或者兩側(cè)長度不一致，均容易導致鏈條出現(xiàn)斷鏈事故。同時刮板輸送機重載荷啟動、運輸物料粒徑及硬度較大、槽箱變形以及超載運行等均會導致刮板鏈鏈條松緊度出現(xiàn)變化，嚴重時導致斷鏈事故。

3）刮板連接環(huán)、鏈條等存在質(zhì)量問題。若刮板輸送機上使用的鏈條、刮板、連接環(huán)等零部件性能、質(zhì)量等存在質(zhì)量問題時，會導致刮板鏈出現(xiàn)斷鏈故障，從而影響設(shè)備運行效率。

4）刮板機頭尾鏈輪、刮板及鏈條等有充填有雜物。運輸?shù)奈锪现袏A雜的木頭、錨桿等雜物進入到刮板鏈、機頭尾鏈輪等位置時會改變刮板鏈運行位置或者卡住刮板，導致刮板鏈斷鏈。

5）落料不正。刮板輸送機上布置的檔煤板安裝存在問題，從而使得物料集中在刮板輸送機一側(cè)，刮板輸送機長時間運行時導致兩側(cè)刮板鏈受力存在差異，磨損程度出現(xiàn)變化。當一條刮板鏈受到張力超過極限強度時，刮板鏈會出現(xiàn)斷鏈。

2 刮板鏈斷鏈保護裝置分析

刮板輸送機運行過程中存在運行工況不穩(wěn)定、負載變化較大，而現(xiàn)有的電子檢測元器件無法直接檢測刮板運行狀態(tài)，同時存在抗干擾能力差、易損壞等問題。使用電子檢測元器件間接對刮板輸送機工作狀態(tài)檢測時存在準確度低、同步性差問題，無法及時對刮板輸送機存在的斷鏈故障進行診斷，往往導致故障擴大。

為此，文中提出采用電磁耦合傳感器直接對刮板輸送機鏈條、刮板鏈等運行情況進行檢測，并在刮板輸送機機頭、機尾處分別安裝斷鏈保護裝置，當發(fā)現(xiàn)斷鏈后及時停止刮板輸送機運行。刮板輸送機斷鏈故障判定主要通過刮板鏈運行同步性實現(xiàn)。

使用電磁耦合器對刮板及鏈條運行情況進行直接檢測，從而提升檢測結(jié)果精準度。在刮板輸送機機頭、機尾通過斷鏈、鏈條保護組合使用，可顯著減低保護裝置誤動作率。具體刮板輸送機斷鏈保護安裝見圖1 所示。

圖1 刮板輸送機斷鏈保護裝置安裝示意圖

刮板輸送機開始運行超過7 s 后，刮板鏈兩側(cè)的斷鏈開關(guān)1、2 對刮板鏈運行同步情況進行判定；若斷鏈開關(guān)1、2 檢測到的信號時間差在3 s 以上時，則判定刮板鏈出現(xiàn)斷鏈故障，此時同步觸發(fā)故障閉鎖設(shè)備停機。具體斷鏈保護裝置運行控制原理見圖2所示。

圖2 斷鏈保護裝置運行控制原理

3 應用效果分析

傳統(tǒng)的選煤廠刮板輸送機在應用過程中，由于安裝的斷鏈或者跳鏈保護裝置誤動作等導致刮板輸送機頻繁出現(xiàn)停機問題，給選煤廠物料運輸帶來較大影響。同時當刮板輸送機出現(xiàn)斷鏈故障時，保護裝置不能及時動作往往會造成斷鏈事故擴大，增加設(shè)備檢修、維護工作量并引起一定的經(jīng)濟損失。

在選煤廠刮板輸送機在安裝斷鏈保護裝置后，實現(xiàn)了刮板輸送機斷鏈故障的精準判定。現(xiàn)場應用6 個月內(nèi)，斷鏈保護裝置實現(xiàn)了刮板鏈斷鏈故障的高效、精準保護，有效降低了刮板鏈斷鏈故障擴大，提高了刮板輸送機運輸效率。