管带机电仪故障分析及处理措施

2018-03-08李专成阎建国高骞

聚氯乙烯 2018年7期

李专成，阎建国，高骞

(陕西北元化工集团股份有限公司，陕西榆林 719319)

在乙炔发生工序产生乙炔气后，在电石渣的转运过程中，陕西北元化工集团有限公司化工分公司(以下简称北元化工)引进了一种特制的皮带机用来输送电石渣。这种皮带机将普通的皮带卷成圆筒状，所以称为管带机。作为生产工艺流程中的重要物料衔接装置，管带机一旦发生故障停车，将会引起停车降流量事故[1]。

北元化工在10万t/a聚氯乙烯装置稳定运行的基础上，建成了100万t/a聚氯乙烯循环综合利用和220万t/a工业废渣再利用制水泥装置。主要工艺是采用电石生产聚氯乙烯，电石加水产生乙炔气，电石渣输送至水泥装置做原料。在乙炔装置中，转运电石的皮带机数量较多，第1期乙炔装置中使用湿法乙炔发生器，产生的电石渣浆经过浓缩沉淀、压滤等工艺后，压制成含水质量分数为6%～10%的粉末状输送至水泥原料仓。由于生产工序较多，节能效果不明显；在第2期乙炔装置中选用了18台干法乙炔发生器，电石经过多次喷淋洗涤产生乙炔气，生成的含水质量分数6%～10%的电石渣用皮带传输至料仓，料仓中的电石渣通过管带机直接转运至水泥料仓。所以，一旦管带机发生故障，将会联锁第2期乙炔装置停车或降流量。笔者针对管带机常见电仪问题及解决方案进行总结探讨，以供参考。

1 管带机简介

北元化工使用的管带机跨度372 m，机尾提升高度38.4 m，皮带口径250 mm。该机由呈六边形布置的托管边缘相互搭接成圆筒状来输送物料，是一种新型带式输送机。管带机的头部、尾部、受料点、卸料点、拉紧装置等位置与普通带式输送机基本相同。输送带在尾部过渡段受料后，逐渐将其卷成圆筒状进行物料密闭输送，到头部过渡段再逐渐展开，直至卸料。管带机由驱动装置及传动滚筒、尾架、螺栓拉紧装置、改向滚筒、过渡机架、皮带、支柱、桁架、托辊、六边形托辊组、水平翻带装置、中间机架、塔架等组成。管带机具体结构见图1。

1—尾架；2—螺旋拉紧装置；3—改向滚筒；4—过渡机架；5—六边形托辊组；6—水平翻带装置；7—中间机架；8—支架；9—头架；10—驱动装置及传动滚筒；11—垂直翻带装置；12—塔架。图1 管带机结构图Fig.1 Structural diagram of tubular-belt conveyor

2 电仪联锁系统

管带机机头安装有1台90 kW变频电动机，在料仓顶部安装了1台变频器及控制柜。控制柜将变频器控制给定信号通过光纤远传至乙炔DCS，用来控制电动机转速，实现管带机输送速度的控制。

(1)管带机机尾料仓出料口安装1个机械料位开关，当皮带上堆积电石渣时，将挤压料位开关弹簧翻板，联锁卸料机停车。

(2)管带机在机头进料仓口安装1个机械料位开关，当皮带卸料仓口堆积电石渣时将挤压料位开关弹簧翻板，联锁管带机停车。

(3)为了防止管带机支柱、托辊损坏，引起皮带跑偏，在皮带机周围间隔安装机械限位开关，当发生皮带跑偏时联锁管带机停车。

(4)由于管带机跨度比较大，支架高度达20 m左右，为了防止其他紧急情况发生，在皮带两侧安装了拉绳机械限位开关，并用钢丝绳连接起来，以便在发生紧急情况时，操作人员可以拉动钢丝绳连动机械限位开关，联锁管带机紧急停车。

3 常见电仪故障及处理措施

3.1 限位开关故障

由于管带机跨度较长，所有拉绳限位开关和跑偏开关的辅助触点都并联在2根故障信号电缆上，2个故障信号引至变频器停车信号，当十几个拉绳或者跑偏开关中的1个触点闭合时，即将这个故障信号传至变频器停止信号，联锁停变频器。

经常出现的故障现象是限位开关穿线管进水或者由于开关触点受潮粘连引起停车联锁，该故障点不明显，排查难度比较大，现场采取的办法是从中间一个限位开关处将故障信号电缆拆开测量，以便判断故障限位开关的位置，现场检修人员应及时封堵限位开关的防爆接线管口，及时修复破损的接线盒，防止雨水进入引起限位开关误动作。

3.2 变频器故障

北元化工采用美国AB罗克韦尔20BC170A0ANNANC0 90 kW变频器，运行比较稳定，但是由于变频电动机安装在25 m高管带机机头，且变频器与控制电动机之间存在通讯距离，所以将变频器安装在料仓顶部。现场粉尘和水汽比较大，变频器散热风机容易将电石粉尘吸入变频器内部，长时间运行会引起变频器散热不畅、高温故障停车。

针对变频器故障引起停车降流量故障采取以下措施。

(1)在料仓顶部为变频器控制柜搭建彩钢房并做好密封处理，为了防止变频器高温故障引起停车，在变频器室内安装10P空调进行散热。利用停车检修时间，对变频器进行清灰处理。

(2)为了防止变频器在运行中突然故障引起系统停车降流量，在原有1台变频器控制的基础上，重新安装1台变频器及控制系统，2台变频器柜内的启动、反馈、给定、故障等信号都进行并联，在每台变频器柜内对各信号增加空开进行隔离，平时将运行变频器控制柜内的信号空开合闸，将备用变频器信号空开断开。改造后，远程DCS既能切换控制2台变频器的任一台，又能有效保证备用变频器正常维护保养。

(3)为了防止由于进线电源故障引起变频器停车，在原有变频器从化工配电室引一路电源的基础上，又从水泥公司配电室引一路电源给备用变频器提供电源。2台变频器主电源进出线都安装断路器进行隔离，在变频器出线开关下端并联在一起，引至管带机变频电动机。这样既能方便单台变频器故障隔离维修，也能保证在引电源失电情况下及时切换导向开关，启动备用变频器，缩短故障停车时间。

3.3 通讯故障

变频器控制柜内使用PLC控制器进行通讯控制，柜内采用双绞线通讯。由于双绞线通讯信号传输距离有限，信号容易严重衰减，所以在现场控制柜至DCS远程控制之间采用光纤通讯，DCS控制室和现场变频器控制柜都采用光模通讯转换。

常见的故障有DCS后台电脑显示变频器控制信号丢失，引起通讯中断，变频器不能远程控制。

针对以上通讯中断问题进行多次排查，光纤接线盒、双绞线通讯接头、DCS卡件都没有发现明显故障点。经过现场电仪检修人员的多次沟通讨论，发现在管带机现场控制柜内，由于光纤通讯线与变频器动力电缆交叉敷设，动力电缆产生磁场干扰引起通讯故障，因而将动力电缆与通讯光纤进行了隔离，从根本上解决了由于磁场干扰引起的通讯故障。