抑尘设备故障分析及使用探讨*

钱久年

(上海铁路装卸服务集团有限公司淮南分公司，上海 232000)

1 前言

铁路提速后运行列车会车时的相对速度已超过200 km/h，铁路运输线路上的散堆装煤炭扬尘日益加大，为确保铁路运输安全，减少煤炭运输过程中煤炭颗粒扬尘给铁路沿线的环境带来的污染，降低运输过程中散装矿物粉料的损耗，减少其对线路内道床、铁路信号和接触电网等铁路设备造成的破坏，上海铁路局经充分调研后，决定投资新建抑尘站。采取在货物列车煤层表面喷淋抑尘剂法，通过给列车煤层表面喷洒一层抑尘剂，使煤层表面形成以煤块、煤粒和煤尘黏结在一起的直径较大的固化层，用以避免气流加速引起的扬尘污染，以达到防止煤炭扬尘污染的效果。

淮南矿务局日均从淮南西站铁路发送超过2000车煤炭，为进一步加强和规范散装煤炭铁路运输抑尘作业管理，从2010年5月起上海局在淮南西站辖区相继建立了五个固定抑尘站，两个流动站。随着出矿煤炭量的增加，抑尘设备昼夜不停运转，其运行时间长，开关频率高，对于治理煤炭扬尘达到了预期的效果。由于抑尘设备属于新型设施，无先前的经验可循，加上设计制造有缺陷，在实际运用过程中出现过各类故障，影响了现场的工作秩序。

淮南地区各抑尘站自投入运营以来每次发生设备故障工作人员都认真做好统计记录，如图1所示是发生的设备故障与时间比较变化规律。

由图1中设备发生故障与时间比较可见，随时间推移，抑尘设备的故障率逐步增加，如何降低抑尘设备的故障成为兹待解决的问题。

图1 设备发生故障与时间

抑尘设备主要是由供水系统、预溶加料系统、罐体管道系统、液压系统、喷洒系统、电控系统组成，其工作原理是由加料机把原料加入搅拌罐与清水混合，混合均匀后由潜水泵提升至储液罐里，当有煤炭列车需要喷洒时，喷洒管在液压转向阀的带动下转向合适的方位，与储液罐相连的电磁阀打开，喷洒泵开启吸入喷洒管道进行喷洒，期间遇到列车钩档时喷洒管被遮挡，避免误喷。

自设备运营开始笔者统计发现，从设备发生故障的类型统计来看大致可分为以下几类:潜水泵、管道系统、预溶加料系统、液压系统、喷洒系统、电控系统六大系统故障，下面介绍一下各类故障发生的原因及排除故障的方法，及在日常使用设备的注意事项。

2 潜水泵故障

潜水泵由水泵、潜水电机、输水管和控制开关四部分组成，潜水泵最常见故障之一是漏电，故障现象是合上闸刀时，漏电保护器便自动跳闸。2010年6月潘集抑尘站发生此故障，查找原因发现是由于绝缘胶布缠绕不当，水进入电缆内部造成潜水电机发生漏电而烧坏电机导致的。工作人员可通过听抽水泵声音判断其是否正常，如水泵声音运转平稳无异声、无杂音，则无异常;如噪音较大，有“嗡嗡”的交流声，则发生故障，应立即切断电源，检查进水口过滤网是否堵塞，当潜水泵不能启动时，可用万用表检查电源电路是否短路，保险是否熔断，如无异常可能是潜水电机损坏。制液人员平时要注意观察输水管道阀门是否关闭严实和有无漏水现象，如关闭不严管道将有回流声响。

3 罐体管道系统

抑尘设备配备有四个罐体:搅拌罐、储液罐、储水罐和清洗灌，各罐体之间的管道及排污口由手动闸阀、电磁阀进行联通与关闭。由于各站用水量大，使用地下水较多，因此罐体底部清洁非常重要，罐底的淤泥很容易造成电磁阀关闭不严而失效，淮南五个固定抑尘站都出现过电磁阀损坏的故障，如潘集站发生过电磁阀通电不动作衔铁无吸力的现象，检查发现是线圈烧坏所致，后经更换线圈解决故障。如果电磁阀打开时液体流量变小、工作压差不符要求，一个原因可能是阀芯与动磁芯周围混入杂垢、杂质导致阀前过滤器或导阀孔堵塞，可对其内部进行清洗，要及时清洗过滤器或导阀孔，另一种原因可能是使用频率高导致弹簧变形或寿命到期，可加垫片或更换弹簧并清洗阀座上的粘附赃物来处理故障，各管道连接处松动或密封件损坏也会出现压力变小的现象，这就需拧紧螺栓或更换接管螺纹密封件来解决此问题。

由于搅拌罐是低于地平面的卧式罐体，要确保罐体外无水泄露，避免发生罐体变形漂移。2011年9月，谢桥抑尘站发生搅拌罐外渗水导致的罐体漂移外部压力加大致使罐体变形，搅拌轴脱焊的故障。搅拌罐和清洗罐都有搅拌轴，为避免不必要的磨损其转动轴套需要及时进行润滑并要确保搅拌减速器不缺油。

4 预溶加料系统

抑尘站加料系统主要由加料电机、螺旋推进轴、料斗、流量器组成，由于抑尘剂的粘附性较强，极易发生异物堵塞加料机的现象，保持加料机清洁卫生非常重要，可在料斗口增加过滤网清除异物。

抑尘粉剂颗粒较小，易钻入各传动部件，可在加料电机处加不锈钢防护罩来预防该问题。各站都出现过螺旋推进轴不同程度的损坏，要解决此共性问题，必须确保加料机传动部件润滑良好，螺旋轴承无润滑孔可以添加机油进行润滑，也可以在螺旋轴加工润滑油孔，以便加注黄油把抑尘剂挤出进行润滑。制液员要注意观察螺旋轴有无异声、卡死、发热烫手等现象，如出现发热、烫手等现象要立即切断电源，否则有可能烧坏电机。及时拆下轴和查找发热原因，如腐蚀严重无法拆卸可以用柴油浸泡半小时以上来解决。笔者采取对各站螺旋轴进行加工改装的处理方法，在螺旋轴上打眼扩孔增加润滑油孔，经处理后大大降低了加料系统的故障率。

由于现场使用地下水情况杂质较多，流量计作为抑尘溶液混合配制的重要部件，易出现卡滞压力达不到漩涡无力现象，要经常对流量器进行清洗清除里面污秽物质确保其清洁。

5 液压系统

液压系统有两个部件十分重要，也是故障的高发点，一个是液压泵，另一个是转向油缸。对于液压泵平时要注意检查工作油泵液压油面是否符合要求:①缺油及时补充，加油时不能过满;②液压阀是否起作用，指示灯是否亮。要经常检查液压油是否变质以便及时更换，进入冬季温度较低，液压油粘度变大，要及时更换粘度小的液压油，可适当调整表压力大于5 MPa小于8 MPa，不然急速转动易造成钢结构变形。

对于摆臂式抑尘设备油缸来回转动极易造成固定螺丝松动，严重时会造成油缸脱落，排除故障十分复杂。2011年8月望峰岗抑尘站发生摆臂无法转动现象，经检查发现油缸固定螺丝孔损坏，螺丝紧固失效，油缸脱落，考虑到设备在线路一侧附近，为确保行车安全，必须利用天窗点进行修复，工作人员租用吊机进行吊装，把油缸拆下选择合适位置攻丝再重新安装，耽误了4 h才处理好故障，设备恢复运行。分析故障产生原因主要是平时不注意保养造成的摆臂式油缸脱落，由此可见，经常检查油缸固定螺丝是否紧固十分重要，还要确保升降油缸转动轴的润滑良好。

经现场调研，笔者对摆臂式油缸设计进行了优化改动。如图2所示，摆臂式喷洒设备来回转动摆臂进行喷洒，带动固定螺丝来回旋转，极易造成固定螺丝松动，出现故障;为限制底座铁块随着转动惯性跟着联动，笔者在固定底座两侧分别焊接了止位铁块用于限制底座移位。这样平时只要进行螺固定螺丝紧固就行了，笔者对管内的4个摆臂设备进行了同样的处理，通过现场试用至今未发生油缸脱落的现象。

图2 摆臂式设备油缸示意图

摆臂转动盘在室外工作极易进入杂质造成磨损，要避免磨损平时要检查转盘轴部位是否缺油，当转盘转动不灵活时可加注黄油润滑，润滑不良时，采取加注机油或(有油嘴处)加注润滑油脂解决此问题。

由于摆臂来回转动惯性较大，经常出现喷洒软管和液压管磨损开裂等现象，可采取在易磨损的液压管附近增加耐磨橡胶垫的方法解决此类问题。

6 喷洒系统

喷洒系统主要有喷洒泵、滚筒(挡板)、翻转电机和喷嘴组成，喷洒泵主要是将具备压力的抑尘溶液，通过吸入室向喷嘴高速喷出，将溶液的压力能变为动能，形成高速喷出的液体，喷洒泵要定期排气，如出现喷洒泵只“嗡嗡”响而不能喷洒的现象就说明是未排气的原因。

由于电脑程序设计滚筒(挡板)翻转步进值已固定，如出现翻转与喷嘴不能同步对齐的现象，一般是机械故障，多数是翻转轴阻力较大，不能灵活翻转，因此要及时进行润滑。要保证喷洒过程中喷嘴较好的雾化效果，就要及时清除喷嘴杂质，疏通堵塞物。

7 电控系统

电控设备主要是由一组PLC控制器、变频器、伺服驱动器、接触器、保护继电器、转换开关等电气元件组成，为避免灰尘、潮湿及其他信号干扰，所有电控设备都集中安装在电器控制柜中。

由于农用电电压不稳定，在配电柜上安装电流、电压表指示便于现场观察，平时要时刻关注其显示是否正常。PLC控制器是整个变频恒压喷洒控制系统的核心部分，直接对系统中的工况、压力、报警信号进行采集，对来自人机接口和通讯接口的数据信息进行分析实施控制算法，得出对执行机构的控制方案，通过变频调速器和接触器对执行机构进行控制。2012年6月颍上抑尘站出现输入电压过高造成PLC控制器无反应的故障，经检查发现PLC控制器内部线路板被击穿，后更换PLC控制器解决故障。

伺服驱动器出现故障频率较高的是显示故障代码AL003，主要原因是主回路电压值低于规格电压值，需检查主回路输入电压，检查输入电源是否符合要求，当出现故障代码AL22时，表示主回路电源缺相，应该检查电源线连接是否松动。2011年3月谢桥抑尘站出现伺服驱动器故障，现象是驱动器乱码，遮挡板误动作，工作人员发现输入电压过高，把电变压器调压位置放在Ⅲ位置，降低二次输出电压，解决了此问题;当出现故障代码AL11时，一般是编码器接线错误或编码器故障，应仔细检查编码器连接线并检电机屏蔽线是否连接驱动器。对于伺服驱动器其他故障可参照三菱伺服驱动器说明书加以解决。

谢桥、颍上、潘集经常发生停电现象，由于突然停电来电造成的电压冲击较大，极易造成开关电源(220 V转24 V)的损坏，因此停电时要及时关闭控制柜总开关，观察电指示灯亮时再依次按顺序合闸送电。笔者通过视频监控装置把视频部分采集到电脑硬盘上，而视频部分和控制系统是相互独立的两套系统，可在电脑上分别备份应用软件以防止电脑病毒侵袭带来的数据丢失。如果电脑控制软件上储液罐液位显示不起作用，多数可以判定是液位传感器损坏，应予以更换。

为实现对喷洒液体的恒压、恒流量的控制，抑尘喷洒很好的利用了变频技术，使防尘喷洒智能控制系统的喷洒水泵具有显著的节能效果，且实现了软启软停，减少对电网的冲击，且操作简便。当列车经过喷洒设备时，首先进行光电测速，之后根据火车速度的大小由PLC控制变频器调节频率，由此来控制喷洒量，使喷洒流量与车速符合铁道部规定的设计标准。当运煤列车通过时，待牵引机车通过后，发出信号给PLC控制步进电机传动减速箱，与此同时PLC控制变频器启动喷洒泵，测速仪检查列车速度反馈给PLC，PLC控制变频器可给定电机不同频率，进行流量和恒压的控制。光电检测系统在列车钩档间发出信号给PLC，用以控制变频器输出，同时伺服电机通过传动连接装置，旋转遮挡装置实现停喷和喷洒作业。变频器出现故障最简便的解决方法是脱开电机电缆进行空载启动检测，能启动的话可测试三相输出电压是否平衡，如果平衡一般是电机和电缆的问题，用摇表检查电机电缆和电机就可以。各抑尘站都使用西门子430变频器，其故障分为主线路、控制线路、变频器三步处理法，针对西门子变频器出现F0001故障代码的情况较多点，主要原因是平时未及时清除变频器里的灰尘，导致变频器受潮，里面的高压短路到低压的驱动部分，造成元器件烧毁造成;另一种原因是变频器长时间的工作，超温、超负荷而使变频器元件老化，性能下降导致模块烧毁、驱动电路烧毁、检测电路坏、主板坏、CUP坏、电源电路坏等故障。如果出现其他故障代码工作人员可以参照变频器使用说明书进行判断，如主线路无其他问题，有可能是控制板和功率板接口的插针接触不良或者污损所造成的故障。

8 结语

总之，要降低抑尘设备故障，提高设备的利用率，除了要做好故障记录不断积累经验外，还要加强抑尘设备的清洁、润滑、检查、调整等日常保养工作;要确保机械、电控部分和安全防护等各种装置良好，各单元原件完整、运转灵活，保持抑尘设备润滑良好、内外清洁;要对职工更新知识和加强教育培训，让每名抑尘站职工了解掌握设备日常保养的内容及步骤，懂得处理抑尘设备的简单故障，如确保掀尘工作的顺利开展。

［1］ 向晓汉，陆 彬.西门子PLC高级应用实例精解［M］.北京:机械工业出版社，2010.

［2］ 张英书，叶文孙.电工技术［M］.北京:机械工业出版社，1990.

［3］ 机械设计手册联合编写组.机械设计手册下册液压传动和气动［M］.北京:石油化学工业出版社，1976.