斗轮堆取料机电动滚筒改造

2011-04-24张翔飞王建涛

综合智慧能源 2011年11期

张翔飞，王建涛

(华电潍坊发电有限公司，山东潍坊 261204)

0 引言

斗轮堆取料机(以下简称斗轮机)是一种连续取料和堆料的大型煤场机械，在电厂应用较多。斗轮机主要包括门架、活动梁、皮带输送机、尾车及控制等部分，皮带输送机包括取料、移动、斜升堆料(堆取料)3条胶带输送机，采用电动滚筒驱动方式。华电潍坊发电有限公司输煤系统共安装3台门式堆取料机，分布于3个(#1，#2，#3)10万t级储煤场，担负着华电潍坊发电有限公司来煤的接卸、存储和向4台机组上配煤的重任。

1 电动滚筒存在的问题及原因分析

1.1 存在的问题

斗轮机运行中电动滚筒频繁发生损坏，以#3堆取料机移动皮带电动滚筒为例，经调查和统计，在2009年4月至2009年6月的3个月内，电动滚筒发生故障达6次之多，电动滚筒使用最短的时间是电动滚筒换上仅用23d就发生了损坏，其中电动滚筒内部电动机烧坏和内部减速机传动机构故障分别发生4次和2次。2009年上半年，仅电动滚筒外维费用就花去了十几万元，维修费用较高。电动滚筒是堆取料机运行的重要部件，一旦损坏，会导致整台斗轮机停运，严重影响来煤接卸和锅炉燃烧的正常用煤。

1.2 原因分析

电动滚筒损坏后，抢修工作量大，使安全生产陷入被动状态。所以，消除电动滚筒故障频发，保证斗轮机安全、可靠运行已成必然的趋势，根据存在的问题，应从设计、维护的角度查找原因和发现问题。目前电动滚筒存在以下2个方面的问题:

(1)在装电动滚筒为TDY75油冷电动滚筒，带速为2.5 m/s，滚筒直径为 630 mm，带宽为1 400 mm，功率为22kW，在使用过程中多次出现电动机过流烧毁现象，通过查阅《电动滚筒设计与选用手册》，结合现场设备实际，对电动滚筒的功率计算如下:

1)输送机所需电动机功率为

式中:PM为电动机功率;PA为输送机轴功率;η为总机械效率，它是电动滚筒机械效率和滚筒表面效率之积，对包胶电动滚筒而言，其总机械效率约为0.89。

2)电动滚筒驱动功率通常由3部分组成，即输送机空运转时所需的功率、输送机水平运送负荷所需的功率和输送机提升负荷时所需要的功率。可采用下列公式进行计算

式中:PA为电动滚筒的轴功率;C为输送带、轴承等处的阻力系数，查表得C=2.9;f为托辊的阻力系数，根据托辊质量情况，f一般取值 0.025 0～0.0600，本文取其平均值为0.042 5;L为电动滚筒与改向滚筒中心距的水平投影，本文取L=25 m;Gm为输送带、托辊、改向滚筒等旋转零件的质量，可查表得到Gm=110 kg/m;v为带速(m/s)，本文取v=2.5 m/s;Qt为输送量，Qt=1500 t/h;b为带宽，本文取b=1400 mm。将以上数据代入，经过计算得

由此可见，原设计电动滚筒的功率22 kW＜24 kW，设计功率偏小，是电动机烧毁的主要原因。

(2)通过现场实际查看，发现部分皮带的托辊运转不正常，严重时部分托辊轴承损坏，导致托辊不转，这些故障是导致电动滚筒故障的主因。由原来的滚动摩擦改变为滑动摩擦，阻力大大增加，致使电动机负荷加大，这些问题成为电动机损坏或内部减速机传动机构故障的又一诱因。同时，冷却油添加不及时或未按照规定周期更换冷却油是导致冷却效果下降是电动机过热烧毁的次要原因。

2 改造方案

2.1 滚筒电动机升级改造

根据以上测算和论证的结果，决定将原电动机功率由22 kW升级为30 kW，成为滚筒专用电动机。

2.2 滚筒传动机构的改造

电动机升级后，因滚筒传动机构尺寸增大，必须对原定轴传动机构进行相应改造。电动滚筒传动机构常用的主要有以下3种类型(见表1)。

经过分析比较，传动部分决定采用摆线针轮行星传动类型，速比不变。

2.3 滚筒控制方式改进

现在电动滚筒仍然采用接触器控制电动机启/停，仍属于直接启动控制，虽然控制简单，但存在以下弊端:一是过大的启动电流(空载启动电流可达额定电流的4～7倍)，会造成接触器触头过热损坏，同时过大的启动电流会使电动机绕组发热，从而加速绝缘老化，影响电动机寿命，导致电动机损坏;二是过大的冲击转矩对电动机转轴及减速机传动机构造成冲击和损伤等。所以，对启动方式进行改造很有必要。目前比较先进的控制方式主要有软启动器和变频器，这2种控制方式的比较结果见表2。

表1 电动滚筒传动机构常用类型

表2 2种控制方式的比较

由于电动滚筒运行不需要进行调速，虽然完全可用变频器替代，但投资成本较大，控制回路改造复杂，性价比不高。由以上比较可知，软启动器除了完全能够满足电动机平稳启动这一要求外，还具有可靠性高、维护量小、电动机保护良好、参数设置简单及控制回路改动小等优点。所以，决定采用电子式软启动器方式取代原接触器全速、全压启动方式。

3 改造效果

斗轮堆取料机电动滚筒技术改造于2010年2月完成，从2010年2月投入使用至今，除#3斗轮机发生移动胶带，使该电动滚筒出现2次故障外(一次是电源开关故障，开关一相触头过热烧坏;另一次是电动机一次线故障，电动机接线盒松脱，导致电动机引线接地打火)，没有出现电动滚筒电动机烧毁和减速机传动机构故障现象，经济和安全效益明显，大大减轻了维修人员的劳动强度，保证了设备的平稳运行。