張 巖

（秦皇島港股份有限公司第七港務(wù)分公司，河北秦皇島 066000）

0 引言

秦皇島港煤四期碼頭作業(yè)堆場煤種眾多，濕煤、黏煤煤種占相當(dāng)大比重，對取裝作業(yè)帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。煤四期取裝系統(tǒng)整套設(shè)備于1996 年投產(chǎn)，在嚴(yán)峻的環(huán)保壓力下，堆場灑水覆蓋面大、頻次高，天氣轉(zhuǎn)冷后，轉(zhuǎn)接塔斗內(nèi)容易粘煤，極易發(fā)生轉(zhuǎn)接塔內(nèi)料斗堵料故障。堵料故障對設(shè)備的危害極大，不僅會造成煤炭溢出，刮蹭皮帶、滾筒，還存在埋塔、埋大機(jī)的危險(xiǎn)，對設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)造成不可逆損傷，甚至存在重大機(jī)毀風(fēng)險(xiǎn)，大量的堵料后續(xù)處理也存在諸多難點(diǎn)。轉(zhuǎn)接塔內(nèi)料斗堵料故障對設(shè)備的危害極大，大量的堵料后續(xù)處理也存在諸多難點(diǎn)。

原有塔內(nèi)堵斗監(jiān)測方案存在諸多弊端，不適用現(xiàn)場工況。結(jié)合設(shè)備現(xiàn)狀，為了最大程度保證作業(yè)設(shè)備的安全和相關(guān)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，確保料斗堵塞檢測的及時(shí)、穩(wěn)定、可靠，研發(fā)出一套針對性強(qiáng)、覆蓋面廣、穩(wěn)定性高的料斗堵塞報(bào)警裝置。模塊化無損安裝思路，檢測裝置檢查、維修、更換方便，大幅提升維修便捷度，同時(shí)縮減了維修停機(jī)時(shí)間。

1 料斗堵塞報(bào)警裝置布設(shè)

轉(zhuǎn)接塔料斗上口皮帶由轉(zhuǎn)接塔頂層落料口位置落料，經(jīng)由擋板控制落料方向，物料落向下層皮帶。由轉(zhuǎn)接塔落料路徑可以推斷，塔內(nèi)物料堵斗不僅是落料口堵塞一種情況，還應(yīng)考慮斗內(nèi)堵料、出料口堵料等多種情況。因此，針對此前各類堵斗故障引發(fā)原因進(jìn)行分析比對，考慮現(xiàn)場實(shí)際安裝位置，制定一套自上而下的“五位一體”式堵料報(bào)警開關(guān)布置方案，堵料報(bào)警開關(guān)布置方案如圖1 所示。

圖1 中A 位置為落料口頭罩內(nèi)部頂端，在此位置懸掛一水銀式垂釣萬向開關(guān)，當(dāng)斗內(nèi)上部發(fā)生堵料時(shí)，堆積的物料會頂?shù)酱贯為_關(guān)，當(dāng)垂釣開關(guān)偏離垂直位置大于25°時(shí)，開關(guān)動作，觸發(fā)報(bào)警信號。

圖1 堵料報(bào)警開關(guān)布置方案

圖1 中B 位置為落料口前端皮帶側(cè)方。此處安裝一翻板接煤斗式堵斗報(bào)警開關(guān)。當(dāng)檢測皮帶落料口堵斗時(shí)，從皮帶兩側(cè)涌出的灑落煤將順著引料護(hù)板進(jìn)入集料口，達(dá)到一定重量時(shí)壓動壓料翻板動作，從而帶動接近開關(guān)處動作，觸發(fā)信號報(bào)警。翻板接煤斗式堵斗報(bào)警裝置如圖2 所示。

圖2 翻板接煤斗式堵斗報(bào)警裝置

圖1 中C 位置為落料口側(cè)壁，此處設(shè)有翻板式觀察孔。當(dāng)料斗內(nèi)發(fā)生堵料時(shí)，積煤將從側(cè)口溢出，落到翻板處觸發(fā)堵斗信號報(bào)警。此處堵料開關(guān)的設(shè)計(jì)利用連桿結(jié)構(gòu)將電氣限位（電信號觸發(fā)裝置）改造安裝在出煤口上方，可以有效避免煤塊對限位的沖擊，保證限位工作的穩(wěn)定性；設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)配重結(jié)構(gòu)，方便根據(jù)現(xiàn)場情況搭配配重塊數(shù)量從而設(shè)定最優(yōu)靈敏度；采用萬向尼龍撥桿作為位移觸發(fā)機(jī)構(gòu)，簡化了安裝工藝，提升了動作信號的可靠性，同時(shí)優(yōu)化接煤裝置，降低斗壁高度，方便堵斗裝置的清理和檢查工作。落料口側(cè)壁處堵斗檢測裝置設(shè)計(jì)如圖3 所示。

圖3 落料口側(cè)壁處堵斗檢測裝置

圖1 中D 和E 位置為轉(zhuǎn)接塔出料口，當(dāng)發(fā)生斗內(nèi)底部堵斗時(shí)，處于出料口非拋料面?zhèn)缺谖恢玫姆迨介_關(guān)會觸發(fā)動作，產(chǎn)生報(bào)警信號。

2 料斗堵塞報(bào)警控制系統(tǒng)安裝

在煤四期初始設(shè)計(jì)時(shí)，原有堵斗報(bào)警為2 個(gè)報(bào)警開關(guān)信號串聯(lián)后接入繼電器動作。此設(shè)計(jì)并無程序信號點(diǎn)預(yù)留；現(xiàn)場出現(xiàn)堵斗故障時(shí)，因?yàn)樾盘柎?lián)動作并不知道堵斗具體位置；同時(shí)出現(xiàn)開關(guān)故障時(shí)現(xiàn)場無法暫時(shí)封甩單個(gè)限位進(jìn)行檢修，影響作業(yè)流程，給維修和生產(chǎn)帶來諸多不便。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需要，同時(shí)考慮今后生產(chǎn)穩(wěn)定和設(shè)備維修便捷，特設(shè)計(jì)并制作擴(kuò)展控制箱，安裝于原有現(xiàn)場控制箱旁。堵斗開關(guān)的控制線路采取星形連接方式，全部匯集于擴(kuò)展控制箱內(nèi)。堵料報(bào)警線路全部匯入控制箱內(nèi)，每個(gè)線路單獨(dú)引設(shè)1個(gè)中間繼電器。控制箱內(nèi)部并列排放5 個(gè)中間繼電器。每個(gè)中間繼電器取一組常開和一組常閉輔助觸點(diǎn)。5 個(gè)繼電器的常閉輔助觸點(diǎn)串聯(lián)一路總回路，接到原控制箱內(nèi)堵斗信號接線端子上；5 個(gè)繼電器的常開輔助觸點(diǎn)各自引入塔內(nèi)Micro850 PLC 控制器內(nèi)，每個(gè)繼電器常開輔助觸點(diǎn)單獨(dú)引用一組PLC 控制器I/O 端子。當(dāng)單個(gè)堵料開關(guān)動作時(shí)，觸發(fā)所在一路的中間繼電器動作，繼電器兩組輔助觸點(diǎn)動作，觸發(fā)堵料硬線總信號動作以及PLC 程序單獨(dú)所在故障點(diǎn)動作。擴(kuò)展控制箱接線原理如圖4 所示。

現(xiàn)場安裝布置完畢之后，在接入原有現(xiàn)場堵料信號報(bào)警硬線點(diǎn)的基礎(chǔ)上，利用PLC 進(jìn)行上位機(jī)程序編程，在可編程控制器內(nèi)定義5 個(gè)堵料開關(guān)對應(yīng)點(diǎn)位，將PLC 端子上的采集到的限位動作信號編入程序。

3 結(jié)語

增加的安全保護(hù)系統(tǒng)五位一體，疊加保護(hù)的設(shè)計(jì)大幅提升了安全保護(hù)裝置的可靠性，故障可檢測能力接近100%。模塊化無損安裝思路，對于原有設(shè)備的改動影響小，安裝效率極高。檢測裝置檢查、維修、更換方便。當(dāng)某個(gè)單獨(dú)檢測機(jī)構(gòu)需要檢查、維修、更換時(shí)，只需要將對應(yīng)的中間繼電器撥片撥動到強(qiáng)制位置，即可實(shí)現(xiàn)暫時(shí)封線，無需現(xiàn)場操作端子線排。同時(shí)也不影響其余裝置的保護(hù)作用，整套系統(tǒng)正常運(yùn)行。大幅提升維修便捷度，縮減維修停機(jī)時(shí)間，同時(shí)具有極高的通用性。由于是模塊化思路設(shè)計(jì)，可以將每類報(bào)警裝置單獨(dú)應(yīng)用于全現(xiàn)場類似設(shè)備，實(shí)現(xiàn)同樣的保護(hù)效果。