燒結(jié)機在線監(jiān)測連鎖保護系統(tǒng)設計與應用

王運興 曾輝 馮立艷

摘 要：為保障燒結(jié)機設備長周期穩(wěn)定運行，將設備故障，隱患控制在最低值，設計一套具備能夠檢測設備狀態(tài)，及時反饋設備問題的連鎖保護裝置，能夠及時指導處理設備問題，避免發(fā)生重大設備隱患有著現(xiàn)實的意義。文中基于燒結(jié)設備故障數(shù)據(jù)，設計并應用了多種檢測模塊，針對不同的故障類型，分別設計了相應的檢測系統(tǒng)，并利用檢測信號進行連鎖保護，并根據(jù)故障的嚴重程度分別采取不同級別的保護，進而指導設備調(diào)整與維護，提高了設備穩(wěn)定性，降低了小設備故障率和重大設備故障發(fā)生概率。實現(xiàn)了保護與控制一體化，保障了燒結(jié)機運行的高穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)機;設備狀態(tài);檢測;連鎖保護

1? 背景

燒結(jié)機是燒結(jié)工藝中的主體設備，設備工作具有工作連續(xù)、設備復雜，影響面大等特點。燒結(jié)設備運行中出現(xiàn)各種設備隱患，早期的發(fā)現(xiàn)與控制設備隱患能夠有效避免重大設備故障的發(fā)生，如燒結(jié)機跑偏現(xiàn)象，臺車起拱現(xiàn)象，通過在線調(diào)整臺車運行能夠逐漸將設備調(diào)整至最佳運行狀態(tài)，避免發(fā)生燒結(jié)機停機等故障的發(fā)生而影響生產(chǎn)。設備運行監(jiān)測技術(shù)的應用能夠提高設備運行穩(wěn)定，提高設備運行穩(wěn)定率。

2? 易發(fā)故障診斷技術(shù)

對首鋼股份公司的燒結(jié)機歷史故障停機分體統(tǒng)計，不難發(fā)現(xiàn)，燒結(jié)機設備發(fā)生故障具有一定預判性，在發(fā)生故障停機前能夠出現(xiàn)一些設備信號，通過觀察信號，能夠預判設備問題，采取積極措施處理設備隱患，可以排除或者降低設備故障影響，有利于設備長周期穩(wěn)定運行。

本文針對頻繁發(fā)生的設備故障，如燒結(jié)機上層臺車起拱，臺車跑偏，臺車欄板外閃，燒結(jié)機尾星輪頂臺車，燒結(jié)機二層起拱等，通過設計合理技術(shù)方案，形成監(jiān)測、保護、處理問題處理閉環(huán)模塊，監(jiān)控設備運行，從而避免或者降低設備停機產(chǎn)生的影響。

2.1燒結(jié)機臺車上層起拱及尾星輪頂臺車檢測保護裝置

在燒結(jié)機運行過程中，上層臺車起拱后，如果不能及時消除設備隱患，設備繼續(xù)運轉(zhuǎn)，將出現(xiàn)嚴重的后果，如機頭部位吐齒擠壓彎道變形，剮蹭鋪底料斗、剮蹭九輥布料器等，機尾臺車起拱出現(xiàn)錯齒，頂壞彎道，甚至臺車掉道等重大設備故障。現(xiàn)有技術(shù)主要是通過電流過載保護或者安裝在線檢測裝置，但因電流監(jiān)控可靠性不高，在線檢測結(jié)構(gòu)復雜等問題影響系統(tǒng)穩(wěn)定。

分析原因，燒結(jié)機機頭位置起拱主要原因是燒結(jié)機上層臺車運行阻力大，造成臺車不能正常吐齒入位，加上臺車之間擠壓;機尾臺車起拱主要是燒結(jié)機機尾移動架位置不合適后，不能正常入齒，出現(xiàn)機尾星輪齒板頂臺車。結(jié)合現(xiàn)場實際，我部燒結(jié)作業(yè)區(qū)在燒結(jié)機機頭機尾各設計安裝了一種簡單起拱監(jiān)測保護機械裝置，有效預判臺車起拱，并與設備電氣系統(tǒng)實現(xiàn)信號連鎖保護。在燒結(jié)機機頭部位機頭、機尾因設備問題出現(xiàn)起拱后，起拱檢測裝置接收信號，該信號接受后，起拱檢測裝置常閉點打開，斷開燒結(jié)機運行控制回路，燒結(jié)機停機，同時PLC控制系統(tǒng)接收到起拱檢測裝置的動作信號，發(fā)出報警信息。待隱患消除后，結(jié)構(gòu)自動復位，報警信號消除，設備方能連鎖開機。

2.2燒結(jié)機臺車跑偏監(jiān)測保護

引起燒結(jié)機臺車跑偏現(xiàn)象的原因具有多樣性。如上下層軌道、彎道中心不重合，軌道垂直中心線相同同位置高度差超標，主、尾星輪中心線與軌道中心線不重合，主、尾星輪中心線不平行，臺車體寬度不一致，臺車及軌道變形不均勻等均能引起臺車跑偏，且各種影響因素具有累積性。

燒結(jié)機臺車運行速度較慢，通過預判臺車跑偏，檢測跑偏數(shù)據(jù)，建立數(shù)學模型，能夠有效監(jiān)測臺車運行情況，并預判臺車跑偏傾向，指導設備跑偏調(diào)整。在燒結(jié)機臺車的一側(cè)臺車體外部安裝紅外距離檢測裝置，并設定跑偏上下限報警值，連續(xù)檢測，發(fā)現(xiàn)臺車有跑偏異常信號，及時報警，指導燒結(jié)機跑偏調(diào)整，從而避免臺車跑偏引起設備故障停機。

2.3燒結(jié)機欄板外閃監(jiān)測保護裝置

在燒結(jié)機運行過程中，如果臺車欄板外閃后就容易出現(xiàn)布料不平，臺車漏風率增加，燒結(jié)斷面邊緣效應明顯等影響燒結(jié)參數(shù)，同時，燒結(jié)機臺車進入點火器前，欄板外閃刮蹭點火器，將導致燒結(jié)機點火器上部煤氣管道斷裂泄露?，F(xiàn)在沒有專門的技術(shù)和措施可以有效防止臺車欄板外閃剮蹭點火器。我部燒結(jié)作業(yè)區(qū)為了消除隱患，杜絕此類安全事故的發(fā)上，提高設備運行狀態(tài)，在燒結(jié)機點火器前不安裝一種限位機構(gòu)，有效預判臺車外閃，實現(xiàn)保護。

提供了一種燒結(jié)機臺車欄板外閃檢測、保護裝置。解決了或部分解決了現(xiàn)燒結(jié)過程中，燒結(jié)機臺車欄板外閃檢測和保護動作裝置。

根據(jù)臺車欄板外閃情況，設計安裝一種限位機構(gòu)，圖1所示當臺車外閃后觸發(fā)限位器動作停機，現(xiàn)場根據(jù)情況恢復限位后燒結(jié)機繼續(xù)運行。

2.4燒結(jié)機單輥運行保護

單輥破碎機是燒結(jié)生產(chǎn)工藝中重要的設備，它的作用是破碎從燒結(jié)機卸出的大塊熱燒結(jié)礦餅，以滿足燒結(jié)礦的后續(xù)工藝要求。單輥破碎機由于其重量大，拆卸復雜，更換或修復費時費力，發(fā)生故障后，直接制約燒結(jié)正常生產(chǎn)。目前，包括首鋼股份7臺燒結(jié)機的單輥破碎機發(fā)生故障主要形式有機械部件本體故障、過載停機，安全銷剪切停機等。一般燒結(jié)生產(chǎn)工藝都具備設備運行連鎖保護系統(tǒng)，即單輥設備單體停機后，其上一個工藝設備燒結(jié)機連鎖停機，這里不再贅述。

還有一種形式，即單輥傳動安全銷切后，電機運行正常，但是單輥輥體停止運行，如果不能及時發(fā)現(xiàn)，就會造成結(jié)燒結(jié)機臺車結(jié)礦積滿輥體倉，處理此類問題，需要進行清料，工作量巨大，長時間影響設備運行。針對此類問題，在單輥轉(zhuǎn)動部位設計安裝一種可以隨軸轉(zhuǎn)動的可檢測欠速牌，并配合安裝欠速器，將信號引入PLC控制系統(tǒng)，作為輔助保護信號。能夠有效解決此類問題，需要注意的是，需要定期測試檢測設備，防止檢測設備本身問題，而無法采集到故障信號。

2.5燒結(jié)小格拉鏈運行檢測與保護

首鋼股份有6臺燒結(jié)機二層掉料使用小格拉鏈輸送，小格拉鏈設備將料拉運至結(jié)礦倉中，其停機后，如果小格拉鏈故障后不能及時發(fā)現(xiàn)、處理，積料積累過多，燒結(jié)機需要被迫停機，直接制約燒結(jié)設備運行。現(xiàn)在設備運行沒有安排專人看護，而是設備自動運行和崗位人員周期巡檢。尤其現(xiàn)場將小格拉鏈作業(yè)率控制在50%以內(nèi)，需要頻繁開停機。

小格拉鏈主傳動安全銷切故障，其特點是電機運行，工作負荷低，對于這類問題，直接在控制系統(tǒng)中采用低電流報警，監(jiān)控崗位能夠及時發(fā)現(xiàn)并通知崗位人員進行檢查確認。同理，對于傳動過程中過載鏈條犯卡等故障，需要在控制系統(tǒng)中設計一個合理的數(shù)值進行高電流參控，已保證設備在一個正常的電流運行區(qū)間。其中電流的設置需要根據(jù)現(xiàn)場狀態(tài)分別進行設置，具體設置值可以通過現(xiàn)場拆除安全銷采集電流數(shù)值并增加1-2A進行的方法進行確定，但是其中還會遇到一些問題，如設備在啟動過程中或者瞬時過負荷，控制系統(tǒng)需要設定延時保護停機等待時間以防止發(fā)生假信號。

3結(jié)論

隨著燒結(jié)機在線檢測連鎖保護系統(tǒng)各個組合部分的應用，燒結(jié)設備的運行狀態(tài)得到良好的監(jiān)控，設備技術(shù)狀況便于及時改善，設備連續(xù)運行穩(wěn)定性得到極大提升，故障率和重大故障率明顯下降，取得了良好的效果并具有很好的推廣前景。

綜上，大型設備出現(xiàn)問題。后果嚴重，通過一定的技術(shù)手段發(fā)現(xiàn)問題，控制隱患重于搶修故障，設備運行趨于精細化，自動化控制，以后隨著在新型檢測技術(shù)，控制技術(shù)的發(fā)展，設備的智能化水平越來越高，機電一體化發(fā)展，有利于設備管控。

參考文獻：

[1] 陳方述，聶松恢，周卓林. 燒結(jié)礦單輥破碎機抗磨技術(shù)研究]. 機械設計與制造，2011（5）：110-111.

作者簡介：

王運興? 職務：燒結(jié)設備點檢員 職稱：機械工程師 單位北京首鋼股份有限公司煉鐵作業(yè)部

（1.華北理工大學;河北唐山063210. 北京首鋼股份有限公司，河北唐山064404）