王 銳，閻貴柱，王洪霞,張建國(guó)

Sinowalk冷卻機(jī)原理及其故障分析與處理

Faults Analysis and Treatment on Sinowalk Grate Cooler

王 銳1，閻貴柱2，王洪霞2,張建國(guó)2

Sinowalk步進(jìn)式冷卻機(jī)是中材裝備集團(tuán)有限公司熱工分公司近年來(lái)主推的成熟產(chǎn)品，采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，擁有多項(xiàng)專利技術(shù)，具有獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)，在客戶中建立了良好的口碑。

Sinowalk冷卻機(jī)基于先進(jìn)的模塊化設(shè)計(jì)理念，由新穎而緊湊的模塊組建而成，能適應(yīng)于不同規(guī)模水泥廠的需求。模塊的優(yōu)化組合減少了用于設(shè)計(jì)、制造和安裝的時(shí)間，且易于維護(hù)；進(jìn)料端優(yōu)化的固定斜坡設(shè)計(jì)，使得固定斜坡段熟料停留時(shí)間短、堆積少，熟料在整個(gè)篦床上分布均勻，可提高入口段的熱交換效率；精妙的四連桿機(jī)構(gòu)專利技術(shù)突破了以往的冷卻機(jī)傳動(dòng)方式，經(jīng)過(guò)計(jì)算和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，使得四連桿機(jī)構(gòu)能夠進(jìn)行100%的線性運(yùn)動(dòng)，巧妙通過(guò)三角架的旋擺運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生篦床的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)（見(jiàn)圖1）；篦冷機(jī)在運(yùn)行中，當(dāng)篦床往前送料時(shí)所有列一起前進(jìn)，而篦床回退時(shí)1/3列錯(cuò)位間隔后退；獨(dú)有的穩(wěn)流閥流量調(diào)節(jié)功能優(yōu)化冷卻風(fēng)分布，依料床變化自動(dòng)穩(wěn)定冷卻風(fēng)量、無(wú)漏料，提高了熱交換效率。總體而言，Sinowalk冷卻機(jī)用風(fēng)量少，磨損少，輸送效率高，熱回收效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)率高，冷卻效果好（見(jiàn)圖2）。

Sinowalk冷卻機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)如下：?jiǎn)挝惑髅娣e產(chǎn)量：44～46 t/m2d；單位冷卻風(fēng)量：1.7～1.9m3（標(biāo)）/kg熟料；熱回收率：75%；運(yùn)轉(zhuǎn)率：＞98%；出料溫度：65℃+環(huán)境溫度（粒度≤25mm）。以上指標(biāo)均達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。

隨著Sinowalk冷卻機(jī)在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的不斷推廣和使用，其良好的冷卻效果、可靠的使用性能及優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)得到了廣大用戶的認(rèn)可和好評(píng)。然而Sinowalk冷卻機(jī)在使用過(guò)程中也會(huì)因各種情況產(chǎn)生一些故障，下面筆者將要介紹的就是在某個(gè)現(xiàn)場(chǎng)篦冷機(jī)運(yùn)行中曾產(chǎn)生的故障現(xiàn)象及判斷處理過(guò)程的相關(guān)內(nèi)容，供同行參考。

1 篦冷機(jī)第一列篦床無(wú)法正常并列運(yùn)行

該現(xiàn)場(chǎng)使用的篦冷機(jī)為四代冷卻機(jī)，型號(hào)為T(mén)CFC5500；熟料破碎機(jī)為錘式破碎機(jī)，型號(hào)為φ1000mm×3900mm（見(jiàn)圖3）。

圖1 四連桿機(jī)構(gòu)原理

圖2 篦床運(yùn)動(dòng)原理

1.1 故障現(xiàn)象描述

篦冷機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，第一列篦床與其他列篦床的運(yùn)行步調(diào)明顯不一致。每次啟動(dòng)篦床時(shí)，篦冷機(jī)液壓缸的推動(dòng)壓力正常，前后限位開(kāi)關(guān)信號(hào)的接收顯示也正常。但約過(guò)2min之后，就會(huì)出現(xiàn)第一列篦床和其他列篦床前后運(yùn)行步調(diào)明顯不一致的現(xiàn)象（見(jiàn)圖4中黑色手柄），即所謂的“亂列”現(xiàn)象抑或說(shuō)“滯后”現(xiàn)象。例如：本來(lái)12列篦床都應(yīng)該前進(jìn)，而第1列篦床有時(shí)卻處在后退的位置上。由于電氣控制系統(tǒng)的保護(hù)作用，待延遲時(shí)間過(guò)后，篦冷機(jī)就會(huì)跳停，同時(shí)伴隨篦冷機(jī)備妥信號(hào)丟失。此時(shí)如果啟動(dòng)篦床運(yùn)行，就需要斷掉PLC電源后才可重新啟動(dòng)，給中控人員進(jìn)行自動(dòng)操作帶來(lái)極大不便，所以用戶停掉第一列，使第一列篦床處于屏蔽狀態(tài)。

從故障現(xiàn)象分析，第一列篦床屏蔽的原因可能與機(jī)械運(yùn)行阻力、液壓管路或閥門(mén)的故障以及電氣控制系統(tǒng)的故障有關(guān)，應(yīng)該從這三大方面入手查找原因。

1.2 機(jī)械與液壓故障原因的查找和判斷

1.2.1 檢查篦床是否有“帶列”現(xiàn)象

從車間現(xiàn)場(chǎng)檢查的篦床實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，各列篦床在行程距離范圍內(nèi)運(yùn)行速度平穩(wěn)、均勻，并不存在“帶列”現(xiàn)象。補(bǔ)油管路的安裝對(duì)防止“帶列”問(wèn)題的發(fā)生確實(shí)起到了關(guān)鍵作用，因此故障原因可排除“帶列”問(wèn)題（見(jiàn)圖5）。

1.2.2 檢查液壓管路中各種閥體的工作情況

（1）從現(xiàn)場(chǎng)屏顯畫(huà)面上來(lái)看，比例閥開(kāi)度的給定值和反饋值相差不大，比例閥開(kāi)度顯示均正常。（2）經(jīng)手動(dòng)操作篦床的黑色檢修手柄來(lái)推動(dòng)第一列運(yùn)行，感覺(jué)比例閥開(kāi)度靈敏，操作靈活，不存在比例閥、梭閥、單向閥等閥體卡滯故障。（3）檢查液壓管路，未發(fā)現(xiàn)漏油、AB口接反及閥門(mén)反向等故障現(xiàn)象。因此排除液壓系統(tǒng)本身存在問(wèn)題（見(jiàn)圖6、圖7）。

1.2.3 檢查接近開(kāi)關(guān)的工作情況

經(jīng)檢查，現(xiàn)場(chǎng)第五風(fēng)室內(nèi)的接近開(kāi)關(guān)上面沒(méi)有太多灰塵，接近開(kāi)關(guān)和信號(hào)擋板距離在5mm左右，雖然信號(hào)接收距離較遠(yuǎn)，但也基本符合接近開(kāi)關(guān)安裝距離的要求（見(jiàn)圖8）。同時(shí)，篦床運(yùn)行到行程限位時(shí)，接近開(kāi)關(guān)上的紅色指示燈均能正常顯示。所以，不存在因接近開(kāi)關(guān)上面灰塵多或者距離信號(hào)擋板過(guò)遠(yuǎn)造成的信號(hào)不穩(wěn)、不強(qiáng)的現(xiàn)象，因此初步排除了第五風(fēng)室內(nèi)接近開(kāi)關(guān)存在故障。

1.2.4 檢查篦床帶料運(yùn)行情況

將第一列篦床暫時(shí)解除屏蔽，并入程序運(yùn)行，同時(shí)對(duì)包括第一列在內(nèi)的各列篦床運(yùn)行情況進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)篦床有“脈動(dòng)、爬行”等運(yùn)行阻力現(xiàn)象，液壓缸的工作壓力均在12.0MPa左右（見(jiàn)圖9），因此也可以排除篦冷機(jī)設(shè)備本體運(yùn)行異常。

圖3 TCFC篦冷機(jī)及錘式破碎機(jī)

圖4 圖中左側(cè)第一列手柄不同步

圖5 紅色油漆所示為“補(bǔ)油”管路

圖6 液壓管路中的梭閥

通過(guò)以上分析，基本排除篦冷機(jī)設(shè)備本體及液壓傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生故障，故對(duì)第一列篦床運(yùn)行不正常的原因分析重點(diǎn)放在電氣控制方面。

1.3 電氣控制故障原因的查找和判斷

1.3.1 車間現(xiàn)場(chǎng)電控柜的檢查

（1）在車間現(xiàn)場(chǎng)打開(kāi)電氣控制柜，發(fā)現(xiàn)柜子里沉積大量灰塵，以致電控柜內(nèi)有些指示燈表面模糊不清。因粉塵的塵粒荷電性、吸水性，易造成電氣元件的誤動(dòng)作和線路短路等，據(jù)此判斷，如此多的灰塵覆蓋在電氣元件表面和控制線路中，肯定會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，隨之對(duì)電控柜進(jìn)行了清掃。

（2）清掃處理后，接著觀察限位開(kāi)關(guān)在電控柜上的指示燈運(yùn)行情況。發(fā)現(xiàn)第一列篦床運(yùn)行時(shí)其前后限位指示燈有異常閃爍現(xiàn)象，收到的信號(hào)不明朗，初步懷疑該現(xiàn)象是由信號(hào)擋板與接近開(kāi)關(guān)的距離偏大所致。于是進(jìn)入第五風(fēng)室再次對(duì)接近開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢查、調(diào)整，使信號(hào)擋板和接近開(kāi)關(guān)的距離調(diào)到最小，在2mm左右。但上述措施實(shí)施后，接近開(kāi)關(guān)限位指示燈的閃爍現(xiàn)象仍未消除，即第一列篦床運(yùn)行仍不正常，據(jù)此判斷并非接近開(kāi)關(guān)距離不合適導(dǎo)致篦床故障。

1.3.2 電控柜內(nèi)指示燈工作情況的進(jìn)一步檢查分析

如圖10（DI開(kāi)關(guān)量輸入模塊）所示：DI模塊上的數(shù)字0～7分別表示模塊的8個(gè)通道。其中，該現(xiàn)場(chǎng)的0、1通道分別代表某列篦床接近開(kāi)關(guān)的前后限位，后面依次類推。經(jīng)仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)，DI模塊通道0、1兩處的指示燈有異常閃爍現(xiàn)象，也就是說(shuō)篦床的前進(jìn)和后退與指示燈亮起和關(guān)閉的時(shí)間不匹配，表明系統(tǒng)收到了較為混亂的指示信號(hào)，導(dǎo)致篦床無(wú)法按指示運(yùn)行，從而造成第一列篦床“亂列”現(xiàn)象產(chǎn)生，控制系統(tǒng)的延遲判斷時(shí)間一到，篦冷機(jī)就跳停了，即柜子內(nèi)指示燈的異常閃爍造成篦床運(yùn)行故障。如果把該列篦床屏蔽，行程開(kāi)關(guān)不動(dòng)作，控制系統(tǒng)就無(wú)法收到故障信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)屏蔽了第一列后并不影響篦床的整體運(yùn)行。因此，我們需要查明是何原因造成了控制柜內(nèi)指示燈異常閃爍的現(xiàn)象。

1.3.3 電控柜內(nèi)接線端子的檢查

針對(duì)控制柜內(nèi)指示燈不正常閃爍現(xiàn)象，如前所述，調(diào)整了接近開(kāi)關(guān)信號(hào)板的距離后仍未消除故障現(xiàn)象。于是進(jìn)一步對(duì)控制柜內(nèi)部的各接線端子進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有幾處的端子接線松動(dòng)，產(chǎn)生虛接。至此，困擾現(xiàn)場(chǎng)多日的第一列篦床運(yùn)行故障的原因找到了，是由接線端子虛接造成，遂用工具緊固。

圖7 車間現(xiàn)場(chǎng)控制柜屏顯畫(huà)面

圖8 篦下風(fēng)室內(nèi)接近開(kāi)關(guān)

圖9 液壓缸工作壓力曲線

圖10 車間現(xiàn)場(chǎng)控制柜內(nèi)部運(yùn)行情況

第一列篦床產(chǎn)生運(yùn)行故障的原因看似簡(jiǎn)單，然而在原因的查找、分析及處理的整個(gè)過(guò)程中，涉及到了多方面因素，對(duì)檢修人員的技術(shù)能力和綜合判斷能力要求較高。端子虛接的原因，有以下幾種：（1）在安裝時(shí)接線松動(dòng)；（2）運(yùn)行一段時(shí)間后因其他設(shè)備振動(dòng)影響而產(chǎn)生虛接；（3）粉塵環(huán)境及高溫環(huán)境下對(duì)電氣元件的影響。

1.4 故障處理結(jié)果

將現(xiàn)場(chǎng)電控柜內(nèi)的灰塵徹底清掃、吹凈并將控制柜內(nèi)電氣通道上的端子接線重新緊固后，電控柜內(nèi)部信號(hào)指示燈的不正常閃爍現(xiàn)象消除，并且與篦冷機(jī)風(fēng)室內(nèi)的接近開(kāi)關(guān)指示燈同步顯示，第一列篦床正常并列運(yùn)行。

這個(gè)案例的分析、處理過(guò)程提示我們：接近開(kāi)關(guān)的信號(hào)指示正常，并不完全表明控制系統(tǒng)一定能收到正確信號(hào)，還要觀察控制柜內(nèi)部的指示燈是否接收到了正常信號(hào)，控制信號(hào)換向動(dòng)作不明朗就會(huì)造成篦床運(yùn)行產(chǎn)生故障。此外，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制柜的維護(hù)和保養(yǎng)也應(yīng)引起大家的重視，要做到防塵、防振和防高溫，并對(duì)控制柜定期檢查。

2 篦冷機(jī)液壓站的備用泵投入運(yùn)行后短時(shí)間內(nèi)篦床跳停

篦冷機(jī)液壓站共有5臺(tái)液壓泵，其中1～4號(hào)泵是工作泵，5號(hào)為備用泵（見(jiàn)圖11）。

2.1 故障現(xiàn)象描述

篦冷機(jī)在正常生產(chǎn)運(yùn)行了一段時(shí)期以后，業(yè)主為了試驗(yàn)1～4號(hào)液壓泵能否與5號(hào)備用泵正常切換，分別用1～4號(hào)工作泵依次與5號(hào)備用泵切換。其結(jié)果是：任意一臺(tái)工作泵與備用泵切換后，都會(huì)出現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)篦冷機(jī)跳停的現(xiàn)象，而此時(shí)車間現(xiàn)場(chǎng)的5號(hào)備用泵仍然能夠正常運(yùn)行。這種情況下需要崗位人員在現(xiàn)場(chǎng)重新啟動(dòng)后，篦冷機(jī)才能夠正常運(yùn)行，但過(guò)一段時(shí)間又會(huì)出現(xiàn)同樣的跳停故障，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)“緊急停車”故障報(bào)警信號(hào)，但有時(shí)該信號(hào)卻又不出現(xiàn)（見(jiàn)圖12）。

2.2 故障原因的查找及分析

2.2.1 備用泵的檢查

每次切換備用泵導(dǎo)致篦冷機(jī)跳停后，雖然有時(shí)會(huì)伴隨出現(xiàn)“緊急停車”的故障報(bào)警信號(hào)，但5號(hào)備用泵仍在正常運(yùn)行，且運(yùn)行電流平穩(wěn)正常，泵體本身運(yùn)行溫度正常，備用泵運(yùn)行時(shí)也無(wú)任何雜音。這說(shuō)明泵體本身沒(méi)有任何問(wèn)題，因此首先排除備用泵本身問(wèn)題而導(dǎo)致備用泵不能正常切換。

2.2.2 篦床帶料運(yùn)行情況的檢查

經(jīng)對(duì)篦床各列運(yùn)行情況的檢查，篦床運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)沖擊、振動(dòng)和刮蹭現(xiàn)象，不存在任何運(yùn)行阻力，各液壓缸工作壓力均在12.0MPa以下（見(jiàn)圖13）。故此，備用泵不能正常切換排除了設(shè)備、液壓方面的原因。

通過(guò)以上的檢查、分析，技術(shù)服務(wù)人員與業(yè)主檢修人員把故障原因重點(diǎn)放在對(duì)電氣控制系統(tǒng)的檢查上。

圖11 液壓站中的五臺(tái)液壓泵

圖12 “緊急停車”故障信號(hào)

圖13 篦冷機(jī)工作畫(huà)面

圖14 備用泵與各工作泵切換

2.2.3 控制柜及控制程序的檢查

通過(guò)在車間現(xiàn)場(chǎng)檢查控制柜，發(fā)現(xiàn)篦冷機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)丟失，這說(shuō)明系統(tǒng)可能接收到了“緊急停車”的指令，從而迫使篦冷機(jī)運(yùn)行終止。所以，我們應(yīng)該從DCS控制系統(tǒng)來(lái)檢查5號(hào)備用泵切換投入運(yùn)行后，是哪一條控制指令讓篦冷機(jī)跳停的（見(jiàn)圖14）。

2.2.4 控制程序的進(jìn)一步檢查

通過(guò)和業(yè)主的自動(dòng)化工程師溝通，在工程師站上發(fā)現(xiàn)1～4號(hào)泵工作時(shí)驅(qū)動(dòng)程序運(yùn)行正常，設(shè)備運(yùn)行也正常，但只要5號(hào)備用泵切換投入運(yùn)行，超過(guò)15min篦冷機(jī)就會(huì)跳停。據(jù)此可以判斷備用泵的投入使用是導(dǎo)致篦床跳停的根本原因，應(yīng)重點(diǎn)檢查該部分的控制程序編制是否合理。

通過(guò)對(duì)DCS控制程序的詳細(xì)檢查、分析后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)控制程序中沒(méi)有工作泵與備用泵的允許切換程序，這就是備用泵切換后篦冷機(jī)跳停的原因。

2.3 故障處理結(jié)果

加入了1～4號(hào)工作泵與5號(hào)備用泵的允許切換信號(hào)，修正了控制程序，圓滿解決了上述故障現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了備用泵與各工作泵的正常切換，篦床運(yùn)行正常。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在Sinowalk篦冷機(jī)的使用和維護(hù)中，除了對(duì)設(shè)備本體和液壓系統(tǒng)的維護(hù)檢查，電氣控制系統(tǒng)的維護(hù)和檢查也應(yīng)引起大家的高度重視，尤其在使用過(guò)程中遇到問(wèn)題的時(shí)候，要從設(shè)備、液壓、電氣控制等幾方面綜合考慮，把與故障現(xiàn)象相關(guān)聯(lián)的所有原因一一列出，逐項(xiàng)加以分析，利用故障分析排除法，最終找到問(wèn)題原因所在。

[1]陳友德,劉繼開(kāi).四代篦冷機(jī)的技術(shù)進(jìn)展[J].中國(guó)水泥,2007.（6）.

[2]陶從喜,孫義飛.TCFC第四代行進(jìn)式篦冷機(jī)的研發(fā)及應(yīng)用[J].中國(guó)水泥,2011.（2）.

TQ172.622.4

A

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2013-04-10； 編輯：呂 光