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干熄焦提升機時動時不動故障排查

發布日期:2021-10-19   來源:《變頻器世界》21-09期   作者:張志杰(Zhang Zhijie)   瀏覽次數:2514
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【摘   要】:干熄焦提升機是鋼鐵冶煉流程中不可或缺的鏈條,一旦停止運動會造成焦化生產轉入濕熄焦狀態,給高爐的正常生產帶來波動。本文基于安徽皖西鋼城干熄焦提升機正常生產中突然停止運動故障進行了分析,結合30年冶金生產維護中遇到的類似故障,給出了排查方向和解決故障的3條措施。

 

關鍵詞:干熄焦;提升機;焦罐;升降;停機;急停

Abstract: Coke dry quenching hoist is an indispensable chain in iron and steel smelting process. Once the movement stops, coking production will turn into wet quenching state, which will bring fluctuation to the normal production of blast furnace. In this paper, based on the failure of sudden stop of CDQ hoist in normal production in Wanxi Steel City, Anhui Province, combined with the similar failures encountered in metallurgical production and maintenance for 30 years, three troubleshooting directions and measures are given.

Key words: CDQ; Hoist; Coke tank; Lifting; Stop; Emergency stop

 

1  引言

位于安徽皖西鋼城的干熄焦項目,由濟鋼設計院設計,中鋼設備EPC總包,河北冶建施工。該工程與2×65孔焦爐配套,每天生產127爐、3654噸,集干熄焦和發電于一身,投產后獲得了較好的經濟效益。

 

2  干熄焦提升機工作流程

干熄焦工藝流程是通過電機車對焦罐車進行牽引,將裝滿的紅焦炭送至干熄焦裝置的提升架底部,然后由提升機將焦罐緩慢提升,運至干熄爐頂部,再將焦炭平移裝入干熄爐內部。惰性氣體與焦炭在干熄爐內進行交換,當焦炭在干熄爐內逐漸冷卻至200℃以下時,排焦裝置將其卸到膠帶輸送機上,由膠帶輸送機將其輸送至篩貯焦系統中。

提升機作為在井架和干熄爐之間運行的行車,其任務就是在井架處進提升搬運焦罐。在編程設計時,首先計算提升速度和橫移速度,繪制出運行曲線圖,按照順序,完成一系列的運行控制。在裝入裝置將爐蓋打開,并將需要裝入的紅焦炭與爐口對準,提升機緩慢放下焦罐,將焦罐的底閘門打開,緩慢的將紅焦炭送至干熄爐內。在完成裝焦任務后,提升機將已經處于空置狀態的焦罐提起,并橫移至井架位置,將其放下,將空焦罐置于運載車上,張開吊鉤,完成一個循環的工作任務。圖1所示為提升機工藝流程圖。

                                        

                                   圖1  提升機工藝流程圖

3  提升機電氣自動化控制

提升機控制系統由PLC、整流單元、逆變單元、操作臺、計算機組成,在PLC程序的控制下,一鍵運行,具備聯鎖和安全保護功能,在生產過程中,自動循環。圖2是進線電源電氣原理圖。

                                                                                                 

 

                                              圖2  進線電源電氣原理圖

4  故障現象描述

該項目2019年投產后一直運行平穩,2020年11月13次、2021年5月6次出現焦罐在升降過程中突然不動,被迫轉入濕法熄焦。期間雖然對自動化控制元器件如接近開關、中間繼電器、接觸器、網絡控制器等進行了更換,但是始終沒有從根本上消除;現場技術分析會曾經判斷負責整流后,配套的500kW逆變的西門子逆變器中的IGBT原件性能出現了臨界不穩態,產生了更換逆變器的想法。但考慮體積巨大和采購周期,沒有實施。圖3為西門子逆變器實物。

                                      

                                             圖3  西門子逆變器

5  干熄點提升機時動時不動的原因分析

5.1  2020年的分析意見

1)事故經過描述

2020年11月26日上午9點45分至11月28日13點38分,提升機非周期性發生13次提升機制動器故障。發生故障后大多數情況下能夠立即復位再啟動,有時需要很長時間才可復位啟動,故障撲朔迷離,難以判斷。電氣人員對所有與制動器故障相關的電纜、開關、接觸器、繼電器、控制器、端子排進行了更換或檢查,積極與廠家及編程人員進行實時勾通尋求解決方法未果。設備部、自動化部等技術力量全程進行技術支持,幫助查找故障根源。對所有疑點進行逐項排查。始終沒有定質性解決問題,故障仍不能完全消除。11月28日下午自動化部在對提升機控制程序進行逐段檢查時發現PLC有一段程序有疑點,安排做了故障模擬試驗。在提升機運行時撥除提升機“起動/停止”繼電器后故障重現。28日18點對此繼電器進行更換,更換后故障至今沒有發生。此次故障未造成焦炭產量損失,濕熄焦炭6爐,少發電量約15000kWh。

2)事故分析

故障處理完畢后,對替換下的繼電器(歐姆龍)進行手動試驗檢測,未發現問題,吸合良好,阻值正確。根據產量統計,繼電器在線動作次數約14萬2千5百次,已經接近或達到壽命?赡苡捎谛阅懿涣荚斐删軇踊蚪佑|不良,引發此類故障。

3)預防措施

定期更換接近或已經達到壽命的繼電器或其他部件。

加強電氣人員技術培訓,增強其故障判斷的能力。

對所有可以監控的硬件如開關、接觸器、繼電器、控制器、進行有效監控并在監視畫面上顯示。

在控制柜內放置電路圖紙,便于故障查找。

5.2  2021年的分析意見

2021年5月6次出現焦罐在升降過程中突然不動,等于推翻了2020年的分析結論,實質沒有完全解決干熄焦提升機出現運行中挺急的故障,此故障不根除會給提升機系統造成巨大的破壞,甚至威脅到干熄焦工藝流程。

提升機的一個運行流程主要包括以下幾點:在自待機點將空焦罐放下,然后電機車橫移至該位置,將空焦罐運走,隨后將滿載的焦罐運送至井架的底部位置,橫移至干熄爐頂,進行裝料、當干熄爐頂移至井架底部位置時,將其下降到待機點。通常情況下,完成一次上述運行流程的時間為7分鐘,并且包括換罐和移車過程中的130秒,25秒即可完成裝焦工作,關于提升機的提升以及橫移速 度和工作周期要按照實際情況進行綜合考慮后再確定:提升機的提升速度大概分為三種:40m/min、20m/min和4m/min,橫移速度大概為40m/min、3.5m/min。在提升機的運行狀態下,對其觀測了一段時間后,筆者發現,在提升機將焦罐進行提升的過程中,機械設備運行比較平穩,沒有出現晃動的情況。

為了徹底根除隱患,筆者遠程連通了山信軟件和佰能公司工程師,聯合通過對現場觸電狀態觀察,通過5天獨立觀測,發現急停常閉點信號狀態不穩晃動,經過現場查看急停按鈕,其中一根線頭松動,緊固后沒有再次發生。

針對于此原因造成的提升機停機問題,一下子聯想到之前在濟鋼三煉鋼奧鋼聯1#連鑄機生產中遇到的類似故障了,急停信號的線頭松,造成時停時動的類似故障。

 

6  解決晃動故障的主要措施

1)定期緊固急停按鈕接線。

2)定期檢查繼電器,更換燒灼的繼電器、嘯叫的繼電器。

3)建立后臺軟件監控觸點機制。

4)培訓操作人員,搞清楚計算機畫面。急停信號畫面如圖4所示,變頻器狀態畫面如圖5所示。

 

 

參考文獻:

[1]霍邱. 300萬噸鋼鐵項目干熄焦及發電工程[Z]. 濟鋼國際工程公司,2013.10

[2]徐德武, 劉長旭. 關于干熄焦提升機晃動故障分析及處理對策探討[Z]. 煤化干熄焦運行技術交流學習平臺,2020-04-14

 

作者簡介:

張志杰(1970年-),男,碩士,教授級高工,研究方向為冶金自動化、信息化、智能化技術開發與應用。

 
 
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