在能源形勢日趨緊張、環(huán)保與節(jié)能工作日益迫切的世界格局影響下，電煤運輸對可靠性、經(jīng)濟性以及節(jié)能減排的要求不斷提高，長距離帶式輸送機運煤系統(tǒng)成為火電廠的首選運煤方式。廠外輸煤系統(tǒng)是連結(jié)元寶山露天礦與元電的長距離輸煤系統(tǒng)。系統(tǒng)全長5557公里，共由9條帶式輸送機和7個轉(zhuǎn)載站組成，設(shè)計運煤能力為每年470萬噸，額定出力為1500t/h，最大單機水平投影長度為1.96km，系統(tǒng)落差為84m。本文針對該系統(tǒng)試生產(chǎn)期問發(fā)塵的滾筒竄軸、帶式輸送機溜坡、液壓自動拉緊裝胃缺陷、CST nr控啟動裝置缺陷、輸送帶跑偏等設(shè)備缺陷逐-進行了原因分析，并總結(jié)了治理措施，對提高長距離輸煤系統(tǒng)的健康水平具有借鑒意義。
1、滾筒竄軸及改進措施
在元電的燃料設(shè)備檢修史和故障匯編中，還沒有滾筒竄軸的記載，但足在廠外輸煤系統(tǒng)試生產(chǎn)的初期就發(fā)生了典型的滾筒竄軸。隨著試生產(chǎn)時間的推移，帶式輸送機系統(tǒng)在裝的69部滾筒在不同程度上都表現(xiàn)出竄軸傾向，其中104段、106段、107段帶式輸送機有7處滾筒發(fā)生嚴重竄軸，直接影響到設(shè)備的穩(wěn)定運行。
1.1原因分析
1.1.1造成竄軸的直接原因是滾筒軸承沒仃可靠的軸向定位�，F(xiàn)檢查場表明，在裝的滾筒均沒有軸
肩。如圖3所示，滾筒軸承為帶緊定套的雙列調(diào)心滾子軸承，軸承的軸向定位完全依靠緊定套實現(xiàn)。當初始緊定力過小時緊定套會在運行中逐漸松動，而初始緊定力過大則造成緊定套在長期運行后發(fā)生蠕變、斷裂。
1.1.2雙列調(diào)心滾子軸承存在裝配缺陷也是造成竄軸的原因�，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)的問題是：①裝配時，緊定螺母沒有與內(nèi)圈接觸，止動墊無法起到止動作用；②裝配時沒有保證緊定套與軸的良好接觸狀態(tài)，緊定套存在扭應(yīng)力，運行一定時間后配合松弛，，緊定力降低；⑨安裝時軸承的潤滑保養(yǎng)不良，造成運行后軸承潤滑失效。這些問題往往經(jīng)過長期運行后才暴露出來，出現(xiàn)緊定螺母脫落、滾筒竄軸、軸頸嚴重刮傷等缺陷。
1.1,3滾筒、軸承座的安裝偏差大是誘發(fā)竄軸的原因�，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，以下因素容易造成竄軸：①當機架地腳的跨度大于滾筒軸承的跨度時，按常規(guī)工藝安裝往往使軸承座產(chǎn)生指向外側(cè)的拉力，使緊定套逐漸趨于松弛；②滾筒軸線與帶式輸送機縱向中心線的垂直度、滾筒軸線的水平度、前后滾筒軸線的平行度偏差大，產(chǎn)生較大的軸向載荷，誘發(fā)滾筒軸向竄動；③軸承座的垂直度偏差大，墊片放置不規(guī)范，造成運行中軸承座擺動，使?jié)L筒的工作位置不穩(wěn)定，造成滾筒竄軸。
1.2改進措施
1.2.1對改向滾筒采用加裝定位板的措施
如圖4所示，在改向滾筒的軸承內(nèi)側(cè)加裝定位板，對軸承進行軸向定位，也可防止?jié)L筒發(fā)生竄軸。這種方案較可靠，且簡單易行，但受軸承座內(nèi)裝配空間的限制，當定位板與軸承端蓋相干涉時需要修改軸承端蓋。
1.2.2使用液壓螺母完成緊定套的安裝與緊固
液壓螺母是SKF集團提供的專用于圓錐孔軸承的安裝工具，操作方便，可以準確控制預(yù)緊量，使緊定套松動或斷裂的機率大大降低，從而降低了竄軸的機率。
1.2.3對軸承座使用反松弛安裝工藝
根據(jù)軸承座跨度偏小時易造成緊定套松弛的特點，在安裝時適度增大軸承座的跨度，在偏差允許的范圍內(nèi)使軸承座產(chǎn)生指向滾筒內(nèi)側(cè)的預(yù)應(yīng)力，此應(yīng)力的方向與緊定套松動的方向相反，能夠很好的起到防止竄軸的目的。
1.2.4對傳動滾筒可采用加裝定位軸套的方案
如圖6所示，處理方案為在傳動滾筒的軸承內(nèi)側(cè)加裝定位軸套，對軸承進行軸向定位。但在制作、安裝定位軸套時必須考慮以下因素，才能保證方案的可行性：①定位軸套應(yīng)為剖分式，使其能在不解體傳動滾筒及相關(guān)聯(lián)的聯(lián)軸器、制動器的條件下進行安裝，以保證作業(yè)效率；②定位軸套尺寸應(yīng)核算準確，保證工作強度和扳手空間；③應(yīng)做好定位軸套與軸承端蓋密封裝置的裝配，防止密封不嚴或密封盤外竄。
2帶式輸送機溜坡及對策
溜坡是下運帶式輸送機在重負荷停機過程中發(fā)生制動失效，造成物料在頭部大量堆積的缺陷。元電廠外輸煤系統(tǒng)在帶負荷試驗過程中曾多次發(fā)生溜坡，造成頭部大量窩煤。溜坡是長距離下運帶式輸送機的較難治理的缺陷。一旦發(fā)生溜坡后，制動器在合閘狀態(tài)下長時間摩擦，造成制動輪、閘瓦嚴重磨損。制動器的自動補償性能、制動性能下降后，在下次急停中難以有效制動，從而引起制動性能的惡化，造成更嚴重的溜坡和制動性能的進一步下降，形成惡性循環(huán)。
2.1原因分析
在下運帶式輸送機中，物料會在運行過程中做功，將自身的勢能轉(zhuǎn)化為動能，抵消了輸送帶的運行阻力，而在制動時則需要克服慣性，使設(shè)備由額定轉(zhuǎn)速逐漸減速至停機。下運的角度越大，物料驅(qū)動做功的能力越大，同時在帶載停機時，產(chǎn)生的慣性也越大。在制動有效的情況下，帶式輸送機能夠在3～5秒內(nèi)停止，而當制動失效時則會發(fā)生溜坡，造成帶式輸送機長時間惰走，大量物料堆積在頭部。當下運傾角、下運落差過大，而承載量又超過限值時，帶式輸送機會發(fā)生飛車，使電動機成為發(fā)電機。
對于距離較長的下運帶式輸送機，單一的頭部制動往往不能滿足動態(tài)下的制動需要，制動方式不合理，是造成溜坡的根本原因。廠外輸煤系統(tǒng)105段帶式輸送機為頭部制動，其水平機長達1068米，下運落差達31米。在帶負荷急停試驗中，既使頭部處于制動減速狀態(tài)，尾部卻仍然處于運動狀態(tài)。制動減速度a在向尾部傳導(dǎo)的過程中，與粘彈性的膠帶所儲存的能量相抵消、減弱，使尾部輸送帶減速過慢，造成輸送帶和煤料長時間惰走，最終形成溜坡。
制動器安裝、調(diào)整不當是加劇溜坡的因素。制動器的制動力矩設(shè)置值較小、制動閘瓦與制動輪間的間隙過大時，會造成制動不力；制動閘瓦的上、下口間隙偏差大，會造成運行中閘瓦的偏磨，使制動面積減小，難以有效制動。一旦制動不力后，會使制動器長時間磨損，制動輪的表面硬度下降，制動閘瓦出現(xiàn)明顯的張口，造成制動性能惡化。
2.2治理措施
2.2.1 改進設(shè)計，將單一的頭部制動方式改進為頭尾部雙制動。廠外輸煤系統(tǒng)105段帶式輸送機原設(shè)計為頭部制動，經(jīng)試驗不能滿足制動要求，現(xiàn)已實施改進，在尾部加裝盤動制動器，以保證有效制動。
2.2.2調(diào)整制動器，減小安裝偏差，并保證其自動補償性能。不論是電力液壓塊式制動器還是液壓盤閘式制動器，對制動閘瓦與制動輪（或制動盤）的間隙、兩側(cè)閘瓦的對稱度、閘瓦面與制動面的平行度都有嚴格要求，必須按操作說明進行調(diào)整，減小偏差。
2.2.3更換磨損的制動閘瓦，將閘瓦材料改進為新型耐磨材質(zhì)，如將石棉瓦改進為耐磨合金冗，提高摩擦力，增強制動效果。
3、液壓自動拉緊裝置故障及對策
廠外輸煤系統(tǒng)102段、104段、105段、107段帶式輸送機安裝使用了YZLA型液壓自動拉緊裝置，其設(shè)計初衷是使輸送帶張力能夠保持在較理想的范圍，防止打滑，防止張力過大對輸送帶接頭造成損傷，防止運行中膠帶的瞬時擾動。在調(diào)試過程中，該裝置發(fā)生了拉緊側(cè)膠帶喘振、張緊力超限、緩沖油缸裂紋、拉緊小車沖頂?shù)热毕荨?br />
3.1 膠帶喘振的原因分析與對策
拉緊側(cè)膠帶喘振的原因是液壓自動拉緊裝置的張力值設(shè)置不合理。雖然各段帶式輸送機包括上運、下運、水平長距離運輸?shù)刃问�，但液壓自動拉緊裝置的張緊力卻均為同一設(shè)置值( 3MPa)，沒有針對各段帶式輸送機的特點進行有針對性的設(shè)定。當張緊力設(shè)置較小時，雖然沒有造成打滑，卻使回程段膠帶（特別是拉緊滾筒處）的松邊張力過小，使鋼繩芯膠帶出現(xiàn)間歇性的下垂和上彈，發(fā)生喘振。針對七述問題，技術(shù)人員按下表對張緊力進行r設(shè)置和調(diào)整（表q，的k值為張緊力設(shè)定值與膠帶工作張緊力的比值），有效消除了喘振現(xiàn)緣。
3.2張緊力超限的原因分析與對策
張緊力超限的主要原因是蓄能器的安裝和設(shè)置存在問題，不能起到吸收膠帶脈動的作用。畜能器安裝時，原則上要求垂直布置，而現(xiàn)場則為水平布置，造成緩沖性能差，而且在氣囊泄漏時易造成油氣混合，難以修復(fù)。蓄能器調(diào)整時，要求按工作性質(zhì)、液壓系統(tǒng)的最大沖擊壓力和最低工作壓力設(shè)定充氣壓力，以保證效果，而現(xiàn)場則統(tǒng)一將充氣壓力設(shè)定為SMPa。岡蓄能器充氣壓力偏高，而液壓系統(tǒng)設(shè)置壓力低，使蓄能器的緩沖貯能作用大打折扣，出現(xiàn)調(diào)節(jié)過限的情況。
對策：改進蓄能器布置方式，使其垂直布置，使液壓管路、閥件連接處位于下方，使其出口液壓管至緩沖油缸的長度盡量短，以提高其響應(yīng)速度：對蓄能器的充氣壓力按各段帶式輸送機的拉緊力進行重新調(diào)整，保證其拉緊力調(diào)節(jié)的可靠性和吸收脈動的穩(wěn)定性。
3.3緩沖油缸裂紋的主要原因足缸壁材質(zhì)差、韌性低，在缸壁的過渡處存在應(yīng)力集中點，同時緩沖油缸沒有活塞行程的限位保護，造成活塞伸出過力，外腔及缸壁受到附加載荷，超過其許用強度而發(fā)生裂紋：相應(yīng)的對策為進行全部在裝油缸的換型，將原YZLA-HC-125型油缸更換為安全系數(shù)較高的YZLA-HC-140型，提高其工作可靠性。
3.4拉緊小車沖頂?shù)脑蚴卿摻z繩固定端松動，由于卡扣安裝不當，有效緊固的卡扣過少，固定后的聯(lián)接強度不能滿足工作需要，運行一段時間后使鋼絲繩發(fā)生松動，最終崩開，使拉緊小車沖頂飛出。其對策為進行固定端鋼絲繩夾的全面檢查和重新緊固，保證繩夾數(shù)量不少于6個，緊固后的聯(lián)接強度不低于鋼絲繩強度的80%，經(jīng)處理后，徹底消除了拉緊小車沖頂?shù)娜毕荨?br />
4 、CST可控啟動裝置缺陷及對策
元電廠外輸煤系統(tǒng)104段、107段帶式輸送機為雙電機雙滾筒驅(qū)動，各安裝有2臺CST可控啟動裝置，可實現(xiàn)起動過程t}-在90秒內(nèi)按反S曲線逐漸達到滿速。但在系統(tǒng)調(diào)試中，107段始終無法完成CST的曲線起動。經(jīng)試驗和檢查，發(fā)現(xiàn)前部傳動滾筒的轉(zhuǎn)動慣量遠遠小于后部，當前部滾筒設(shè)為主驅(qū)時，使得CST剛進入嚙合狀態(tài)就出現(xiàn)瞬間超速和功率平衡超限，并造成急停機：而將后部傳動滾筒設(shè)為主驅(qū)，則達到了較理想的曲線起動效果，如圖8所示�，F(xiàn)場試驗同時證明，對起動力矩較大、轉(zhuǎn)動慣量較大的帶式輸送機，按曲線方式起動往征出現(xiàn)一次速度曲線的窄幅振蕩，而按線性方式起動，實際上卻可得到較平滑的速度曲線。
CST可控啟動裝置在試生產(chǎn)過程中曾發(fā)生聯(lián)動急停、寒冷季節(jié)起動失敗、流量變送器損壞等缺陷，其原因分析與對策如表3所示。
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現(xiàn)象 |
原因 |
對策 |
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CST聯(lián)動急停 |
CST可控啟動裝置與程序控制系統(tǒng)、驅(qū)動電機、制動器、6KV配電柜開關(guān)柜之間均存在連鎖關(guān)系。CST在程序控制系統(tǒng)中為從控方式，在邏輯上不控制驅(qū)動電機，但是與電機保持聯(lián)動。經(jīng)檢查程控系統(tǒng)的PLC程序，發(fā)現(xiàn)其中存在的邏輯錯誤是：當系統(tǒng)停機時，只向CST發(fā)出了停機指令（未向電機發(fā)出停機指令），使CST發(fā)出故障信號并造成系統(tǒng)連鎖停止，而當系統(tǒng)再次啟動時，電機卻仍然保持上次運行時的指令狀態(tài)（實際應(yīng)為停止），使CST再次發(fā)出故障信號而造成急停機。 |
修改程控系統(tǒng)的邏輯錯誤，使系統(tǒng)停機時同時向CST和驅(qū)動電機發(fā)出停機指令，故障現(xiàn)象相應(yīng)消除。 |
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冬季時CST起動失敗 |
CST的液壓控制系統(tǒng)布置于驅(qū)動機箱外側(cè)，系統(tǒng)壓力、離合器壓力由其驅(qū)動機箱上的齒輪油泵提供。齒輪油泵的出口段油管與驅(qū)動機箱分開布置，當環(huán)境溫度較低時，齒輪油泵及油管的溫度較低，油的動力粘度明顯提高。在啟動時，溫度低、動力粘度高的油經(jīng)過液壓控制閥組時壓差明顯增大，導(dǎo)致“系統(tǒng)壓力超低”的故障信號觸發(fā)，造成急停。 |
完善程序，使CST在啟動前自動將油溫加熱到高于35℃，實現(xiàn)了一次啟動成功。 |
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CST的流量變送器燒損 |
CST的流量變送器靈敏度、準確度較高，但是對外界的電磁干擾較敏感。在調(diào)試期間，施工單位進行電焊作業(yè)時二次線接引不規(guī)范，導(dǎo)致部分焊接電流經(jīng)過帶式輸送機機架而燒損了2塊CST流量變送器的芯板。在試生產(chǎn)期間再次發(fā)生了CST流量變送器損壞事件，現(xiàn)場調(diào)查仍為施工單位在附近使用電焊機，并以帶式輸送機作為地線所至。 |
將原流量變送器改型為壓力變送器，由控制器進行運算和控制，并在人機界面上實時顯示流量數(shù)值，可靠性明顯提高。
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5輸送帶跑偏及治理措施
跑偏是指帶式輸送機在運轉(zhuǎn)過程中輸送帶中心線偏離輸送機中心線的現(xiàn)象。跑偏會造成輸送帶邊緣與機架相摩擦，導(dǎo)致輸送帶過早磨損。由于輸送帶是輸送機中的重要部件，其價格約占輸送機總價格的50%。因此，分析、研究跑偏原因并消除跑偏現(xiàn)象，是提高帶式輸送機健康水平的重要內(nèi)容。由于輸送帶既是牽引件，又是承載件，既起到傳遞動力和運動的作用，又起到支撐物料載荷的作用，所以工作情況較為復(fù)雜，引起跑偏的原因和處理措施如下表所示。
表4輸送帶跑偏的原因與處理措施
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序號 |
現(xiàn)象 |
原因 |
處理措施 |
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1 |
頭、尾部跑偏
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滾筒軸線與輸送機縱向中心線不垂直。 |
在滾筒兩端軸承座適當加減墊片。 |
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滾筒軸線不水平。 |
調(diào)整緊側(cè)的軸承座位置，以使膠帶兩側(cè)的張力相等。 |
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滾筒表面粘附物料。 |
清除粘煤，加裝清掃器，減少物料和粘附或灰塵聚積。 |
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2 |
中部跑偏
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承載段或回程段托輥軸線與輸送帶運行中心線不垂直。 |
將跑偏側(cè)托輥向輸送帶運行方向調(diào)整，需調(diào)整相鄰幾組托輥，每組的調(diào)偏角度不宜過大。
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輸送帶的接頭直線度超標。
機架剛度不足，晃動明顯。 |
重新粘接膠帶接頭。
加固機架，必要時加固基礎(chǔ)。 |
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3 |
落煤點處跑偏
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落煤點不正。
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在落煤筒、導(dǎo)料槽處加裝擋板、調(diào)整落煤點。
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6、結(jié)論
長距離運煤系統(tǒng)與鐵路運煤、汽車運煤相比有生產(chǎn)率高、總成本低、可靠性高的優(yōu)點，同時其缺陷處理也更具復(fù)雜性和技術(shù)性，需要對滾筒竄軸、帶式輸送機溜坡、液壓自動拉緊裝置故障、CST可控啟動裝置故障、輸送帶跑偏等缺陷進行有針對性的治理。元電廠外輸煤系統(tǒng)通過有效的缺陷治理，使單日最大運煤量達1.8萬噸，瞬時最大出力達2200噸／小時，單日最長連續(xù)運行時間達16小時。他山之石，可以攻玉。元電廠外輸煤系統(tǒng)在火電廠長距離運煤系統(tǒng)中具有一定代表性，其缺陷處理的實踐經(jīng)驗值得借鑒和參考。
