翻車機內(nèi)車輛脫軌事故原因分析及措施

鄭微波

(華電貴港發(fā)電有限公司，廣西 貴港 537138)

0 引言

翻車機是一種采用機械動力將車輛翻轉(zhuǎn)到一定角度而卸出其中物料的設(shè)備，是目前大中型火力發(fā)電廠普遍采用的一種卸車設(shè)備，該機卸車效率高，對車輛損傷小，節(jié)省了勞動力，能夠適應(yīng)現(xiàn)代化大運量、高速度的要求。雖然翻車機的設(shè)計技術(shù)已日趨成熟，但每年仍有不少翻車機發(fā)生機內(nèi)車輛脫軌事故，對企業(yè)造成了嚴(yán)重?fù)p失。因此必須采取有效措施，以防止車輛脫軌事故的發(fā)生。

1 翻車機概況

1.1 主要性能參數(shù)

華電貴港發(fā)電有限公司(以下簡稱貴港發(fā)電公司)配備2臺FZC1－2 C型轉(zhuǎn)子式翻車機作為主要卸煤設(shè)備，該型翻車機于2006年11月投入運行。該機主要適用于翻卸C60～C65A型車輛，也可翻卸C70型車輛。該機的額定翻轉(zhuǎn)質(zhì)量為100 t，最大翻轉(zhuǎn)質(zhì)量為110 t，回轉(zhuǎn)角度165°，回轉(zhuǎn)周期為56～60 s，驅(qū)動電動機功率為2×45 kW;變頻調(diào)速范圍為0～1.1 r/min;液壓系統(tǒng)工作壓力為3.0～4.5 MPa。

1.2 主要組成機構(gòu)及其作用

C型翻車機主要由轉(zhuǎn)子、壓車裝置、靠車裝置、托輥裝置、傳動裝置和液壓系統(tǒng)等組成。轉(zhuǎn)子的作用是承載待卸車輛并與車輛一起翻轉(zhuǎn)、卸料;壓車裝置的作用是由上向下壓緊車輛，在翻車機翻轉(zhuǎn)過程中支承車輛并避免車輛受到?jīng)_擊;靠車裝置的作用是側(cè)向靠緊車輛，在翻車機翻轉(zhuǎn)過程中支承車輛并避免車輛受到?jīng)_擊;托輥裝置的作用是支承翻車機翻轉(zhuǎn)部分在其上旋轉(zhuǎn);傳動裝置的作用是驅(qū)動翻車機轉(zhuǎn)子部分翻轉(zhuǎn);液壓系統(tǒng)的作用是控制靠車板及壓車梁上的油缸伸縮。

2 翻車機卸車方式及工作流程

2.1 卸車方式

翻車機可分為自動卸車、手動卸車及調(diào)試卸車3種卸車方式，其中在自動卸車及手動卸車時，翻車機與重調(diào)機以及翻車機各機構(gòu)之間存在聯(lián)鎖保護，當(dāng)前一流程未完成時，不啟用翻車機下一流程。在調(diào)試方式下，翻車機與重調(diào)機的聯(lián)鎖保護被解除，翻車機各機構(gòu)之間的聯(lián)鎖保護部分被解除。

2.2 卸車工作流程

2.2.1 自動方式

當(dāng)翻車機在零位且與重車線軌道對齊時，車輛由重調(diào)機牽入翻車機定位，重調(diào)機自動摘鉤并駛離翻車機翻轉(zhuǎn)區(qū)域。翻車機壓車梁向下壓緊車輛，當(dāng)油壓滿足設(shè)定值要求時，靠車板從車輛側(cè)面靠出到限位，翻車機開始正向翻轉(zhuǎn)卸料。當(dāng)翻轉(zhuǎn)至70°時，進行一次油壓檢測，若車輛未壓緊則停止翻轉(zhuǎn)并返回零位，壓緊后繼續(xù)翻轉(zhuǎn)。當(dāng)翻轉(zhuǎn)至165°時，翻轉(zhuǎn)機減速并緩慢停止制動，5 s后翻車機回翻返回零位。當(dāng)接近零位時，翻車機轉(zhuǎn)速降至1/6～1/5額定轉(zhuǎn)速，呈爬行狀態(tài)平穩(wěn)回零?；氐搅阄磺覍R軌道后，壓車梁抬起到限位，靠車板收回到限位后停止動作，重調(diào)機將翻車機內(nèi)的空車推出平臺并牽入下一輛重車，至此完成一個工作流程。

2.2.2 手動方式

手動方式與自動方式的不同之處在于每個工作流程完成后，不能自動進入下一個流程，需要手動操作才能進入下一個工作流程。例如翻車機壓緊車輛且油壓滿足條件后，需手動進行靠車操作，靠車到位后，再進行翻車機正翻操作。

2.2.3 調(diào)試方式

若采用調(diào)試方式，翻車機各機構(gòu)的動作執(zhí)行可不按正常流程進行。在正常情況下，翻車機應(yīng)先壓車再靠車，但在調(diào)試方式下可先靠車再壓車。該方式主要用于檢修人員檢修翻車機某機構(gòu)時進行單體試運以及異形車輛的翻卸。

3 事故原因分析及對策

3.1 翻轉(zhuǎn)中誤按“松壓”按鈕

3.1.1 事故過程

2007－01－24 T 18:10，翻車機值班員手動操作#1翻車機進行翻車作業(yè)。當(dāng)翻車機卸煤完畢后按“回翻”按鈕時，誤按成“松壓”按鈕，此時壓車梁松壓，車輛脫軌。

3.1.2 事故原因分析

(1)翻車機值班員進行翻車作業(yè)時精力不集中，由于“回翻”按鈕在“松壓”按鈕的正上方，2個按鈕之間的垂直距離較近(約1 cm)，因此夜間操作極易按錯按鈕，造成設(shè)備誤動。

(2)事故發(fā)生后，經(jīng)現(xiàn)場試驗和與廠家技術(shù)人員聯(lián)系，確認(rèn)翻車機可編程邏輯控制器(PLC)在設(shè)計上存在重大漏洞，即翻車機在手動方式卸車過程中，按下“松壓”按鈕，壓車梁能夠松壓抬起，在翻轉(zhuǎn)中沒有對壓車梁松壓進行閉鎖。一旦值班員在翻車機翻轉(zhuǎn)過程中按下“松壓”按鈕會使壓車梁松壓，造成車輛脫軌。

3.1.3 采取的措施

(1)組織全體翻車機值班員對此事故深刻反思，吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，加強教育和培訓(xùn)，強化員工安全意識，提高崗位操作和反違章技能，杜絕類似誤操作事故再次發(fā)生。

(2)對翻車機PLC邏輯及保護進行全面排查，修改手動翻車時壓車梁松壓PLC邏輯。修改邏輯后，在翻車機翻轉(zhuǎn)過程中，按下“松壓”按鈕，由于沒有翻車機零位信號，松壓動作條件不滿足，壓車梁將不會松壓。這樣即使值班員在手動翻車過程中誤按“松壓”按鈕，壓車梁也不會松開，從根本上避免了因誤按按鈕而引發(fā)的車輛脫軌事故。

3.2 翻轉(zhuǎn)中靠車板未靠到位

3.2.1 事故過程

2009－03－09 T 21:10，#1翻車機按自動方式卸車。當(dāng)翻車機正翻到30°時，遷車臺側(cè)值班員突然發(fā)現(xiàn)翻車機出車端上、下靠車板未完全靠出，車輛正沿著靠車板緩慢滑動，于是立即按下遷車臺就地操作箱上的“急停”按鈕，#1翻車機系統(tǒng)總電源跳閘，翻車機系統(tǒng)設(shè)備全部停止運行，檢查發(fā)現(xiàn)翻車機出車端側(cè)車輛的2個行走輪脫出軌道約3 cm，行走輪的彈簧及其他部件未脫落。

3.2.2 事故原因分析

(1)由于翻車機值班員工作經(jīng)驗不足，對設(shè)備運行中的重點監(jiān)視部位不清楚。遷車臺側(cè)值班員只注意監(jiān)視遷車臺的運行狀態(tài)，沒有同時注意翻車機翻轉(zhuǎn)過程中靠車板及壓車梁狀態(tài)，導(dǎo)致沒有及時發(fā)現(xiàn)翻車機出車端靠車板未靠到位，造成車輛部分脫軌。

(2)靠車板的4個靠車液壓油缸動作速度不一致，進車端上、下油缸伸出速度快于出車端上、下油缸。當(dāng)進車端上、下油缸伸出到位時，由于靠車桿被車輛的車梆壓入，使靠車板到位限位開/關(guān)動作，發(fā)出靠車到位信號，同時控制油缸伸出的4個電磁換向閥線圈失電閥芯關(guān)閉，導(dǎo)致出車端上、下油缸未伸出到位，出車端靠車板未靠到位，靠車板傾斜。

(3)翻車機的PLC邏輯設(shè)計存在安全隱患。其正翻邏輯為:車輛在翻車機內(nèi)定位→靠車板從車輛側(cè)面靠出，靠車板到位(滿足條件為有靠車到位信號)→翻車機正翻慢速啟動，同時壓車梁向下壓車→當(dāng)翻車機翻轉(zhuǎn)至35°時，壓車梁將車輛壓緊。如果值班員未注意到靠車板未靠到位，但靠車信號已發(fā)出，翻車機滿足翻轉(zhuǎn)條件開始翻車，就很容易出現(xiàn)上述脫軌事故。

3.2.3 采取的措施

(1)加強翻車機值班員崗位技能培訓(xùn)，應(yīng)重點培訓(xùn)翻車機系統(tǒng)重點監(jiān)控部位的值班人員。培訓(xùn)后進行考試，考試不合格者內(nèi)部待崗，直到培訓(xùn)合格后再上崗。

(2)對4個靠車液壓油缸的動作速度進行檢測，對于動作速度明顯過慢的油缸，通過調(diào)節(jié)油缸上的單向節(jié)流閥，提高其動作速度，使4個油缸的動作速度盡量保持一致，不同步時間小于1 s。

(3)對翻車機自動及手動方式下的正翻邏輯進行修改完善。將其邏輯修改為:選擇自動或手動方式→翻車機在零位(滿足條件為有零位信號)→檢測車輛是否在翻車機內(nèi)(滿足條件為在翻車機內(nèi))→檢測重調(diào)機是否在翻車區(qū)域(滿足條件為不在翻車區(qū)域)→壓車梁壓車到位檢測(壓力達到設(shè)定值3 MPa，壓力繼電器發(fā)壓車到位信號)→靠車到位信號檢測(限位開/關(guān)動作延時3 s后發(fā)靠車到位信號)→翻車機啟動正翻。靠車到位信號在限位開/關(guān)動作后延時3 s發(fā)出，給值班員留出充足的時間在啟動正向翻轉(zhuǎn)前對靠車板靠出情況進行檢查，有助于及時發(fā)現(xiàn)問題，防止脫軌事故的發(fā)生。即便值班員在啟動前未發(fā)現(xiàn)靠車板未完全靠出，由于壓車梁已將車輛壓緊，翻轉(zhuǎn)中車輛脫軌的概率至少比原來降低80%以上。

3.3 壓車梁未壓車就翻轉(zhuǎn)

3.3.1 事故過程

2013－04－05 T 14:25，#1翻車機按自動方式卸車。當(dāng)重車牽入翻車機本體并定位后，重調(diào)機離開翻車區(qū)域抬起大臂返回時，翻車機壓車梁未下壓就自動翻轉(zhuǎn)，當(dāng)翻轉(zhuǎn)超過90°時，車輛沿靠車板滑落到壓車梁上。#1遷車臺值班員聽到強烈撞擊聲后立即按下遷車臺就地操作箱上的“急停”按鈕，檢查發(fā)現(xiàn)#1翻車機內(nèi)車輛的車輪已全部脫軌，車輪彈簧松脫掉出。

3.3.2 事故原因分析

(1)值班員工作責(zé)任心不強，在翻車過程中未嚴(yán)格履行崗位職責(zé)，運行監(jiān)護不到位。從壓車梁未壓車就開始翻轉(zhuǎn)到車輛脫軌共有15 s，但翻車機進、出車端2個值班員都沒有及時發(fā)現(xiàn)壓車梁未壓車，而是在出現(xiàn)異常響聲后才按下“急?！卑粹o，此時車輛已脫軌。

(2)處理好脫軌車輛后，對翻車機相關(guān)的電氣控制回路及電纜絕緣、熱工設(shè)備進行檢查，沒有發(fā)現(xiàn)異常?，F(xiàn)場的設(shè)備狀態(tài)顯示以及監(jiān)視系統(tǒng)顯示均正常，PLC模塊的輸入、輸出信號正常。

(3)翻車機在自動方式下正翻的PLC邏輯為:選擇自動方式→翻車機在零位(滿足條件為有零位信號)→檢測車輛是否在翻車機內(nèi)(滿足條件為在翻車機內(nèi))→檢測重調(diào)機是否在翻車區(qū)域(滿足條件為不在翻車區(qū)域)→壓車梁壓車到位檢測(壓力達到設(shè)定值3 MPa，壓力繼電器發(fā)壓車到位信號)→靠車到位信號檢測(限位開/關(guān)動作3 s后發(fā)出靠車到位信號)→翻車機正翻。調(diào)取當(dāng)時的監(jiān)控視頻進行查看，翻車機在零位且車輛已在翻車機內(nèi)，重調(diào)機不在翻車區(qū)域。車輛脫軌后，檢修人員到達現(xiàn)場檢查，靠車板靠到位未見異常。壓車到位信號由4個壓力繼電器觸發(fā)，4個壓力繼電器兩兩串聯(lián)，當(dāng)4個壓力繼電器的工作壓力都不低于3 MPa時，其全部動作導(dǎo)通，同時與之連接的2個中間繼電器線圈帶電，常開點閉合，向PLC輸入2個220 V的交流電壓信號，當(dāng)PLC同時接收到2個220 V的電壓信號時，PLC發(fā)出壓車到位信號。

其PLC外部的電氣接線為:4個壓力繼電器的4組電源線分別接入翻車機轉(zhuǎn)子內(nèi)的中轉(zhuǎn)端子箱上的端子排，在端子排一側(cè)兩兩串聯(lián)后，由端子排另一側(cè)出端子箱到達地面中轉(zhuǎn)端子箱，然后經(jīng)過2個中間繼電器的常開點接入PLC，如圖1所示。檢修人員進入轉(zhuǎn)子內(nèi)對中轉(zhuǎn)端子箱進行檢查，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子內(nèi)壓車梁底座固定螺栓孔部分磨損變大，翻車機在翻轉(zhuǎn)過程中，除塵裝置噴水除塵，部分水流通過螺栓孔進入轉(zhuǎn)子內(nèi)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子內(nèi)地面積水。雖然轉(zhuǎn)子內(nèi)端子底部穿線孔處經(jīng)過封堵且有密封，但翻轉(zhuǎn)中部分積水仍然能從端子箱底部的穿線孔滲入到端子排上，造成端子排受潮，當(dāng)時端子排上還掛有少量小水珠。因此基本確定事故發(fā)生時轉(zhuǎn)子內(nèi)端子箱上端子排受潮，壓力繼電器的公共端2017(24 V DC)與壓車到位信號線4101，4103同時瞬間短路，使2個中間繼電器電源線圈帶電后常開點閉合，向PLC輸入2個220 V交流電壓信號，PLC同時輸出壓車到位信號。由于壓車到位信號已發(fā)出，壓車梁不會再下壓，但此時翻車機其他翻車條件滿足，因此翻車機在壓車梁未下壓的情況下開始翻轉(zhuǎn)。

3.3.3 采取的措施

(1)對此次事故的翻車機值班員進行考核，同時對所有翻車機值班員進行集中培訓(xùn)學(xué)習(xí)，重新學(xué)習(xí)本崗位工作職責(zé)以及相關(guān)運行操作規(guī)程。培訓(xùn)完成后重新進行上崗考試，考試合格后方可繼續(xù)上崗，否則調(diào)離原崗位，以此加強值班員的工作責(zé)任心。

(2)對轉(zhuǎn)子內(nèi)的積水進行全面清理，同時對翻車機壓車梁底座固定螺栓孔進行全面檢查，對磨損的螺栓孔進行補焊封堵處理，徹底消除轉(zhuǎn)子內(nèi)部積水問題。

圖1 壓車到位信號電氣外部接線及PLC邏輯

(3)將轉(zhuǎn)子內(nèi)電氣箱端子排上串聯(lián)的壓力繼電器接線改為在地面中轉(zhuǎn)電氣箱內(nèi)的端子排上串聯(lián)，這樣可將壓力繼電器線路因短路而造成壓車到位信號誤發(fā)的概率降低50%。

(4)對自動和手動方式下的翻車機正翻邏輯進行修改，加上無松壓到位信號為正翻條件。這樣即使發(fā)生上述情況，由于壓車梁未下壓，松壓到位信號存在，正翻條件不滿足，翻車機不會正翻，因此車輛不會脫軌，可從根本上消除隱患。

4 結(jié)論

通過對上述3起翻車機內(nèi)車輛脫軌事故的原因分析可以看出，翻車機值班員的工作責(zé)任心不強、工作經(jīng)驗不足以及翻車機PLC邏輯存在漏洞是造成翻車機內(nèi)車輛脫軌的主要原因。因此首先要重視對翻車機值班員職業(yè)素養(yǎng)及崗位技能的培訓(xùn)工作，可以通過定期考試、現(xiàn)場考問以及獎金掛鉤等方式來提升其綜合素質(zhì);其次應(yīng)加強翻車機PLC邏輯的檢查完善工作，查找邏輯上存在的漏洞，將事故消除在萌芽狀態(tài);最后應(yīng)將電氣端子箱遠離潮濕環(huán)境，做好日常防雨水措施。另外，由于翻車機的壓車梁及靠車板是由液壓油缸控制的，還應(yīng)定期檢查液壓系統(tǒng)的閥組及油缸，避免發(fā)生因液壓系統(tǒng)內(nèi)漏造成的脫軌事故。

［1］張磊，馬明禮.燃料運行與檢修［M］.北京:中國電力出版社，2006.