垃圾吊故障分析及对策
2019-05-21潘培山
潘培山
摘 要:该文结合垃圾吊的运行工况中存在甲硫醇、甲硫醚等异味气体和H2S和CH4以及CO等腐蚀和危险爆炸性气体,并且湿度大和粉尘大等的恶劣环境,对在实际工作中遇到的问题及故障进行了分析,并提出了有针对性的解决对策。该文对于垃圾吊在垃圾焚烧发电电厂中的实际应用具有一定的指导和借鉴意义。
关键词:垃圾吊;爆炸性气体;腐蚀;溜钩
中图分类号:X705 文献标志码:A
0 引言
垃圾吊是城市生活垃圾焚烧发电厂垃圾供料系统的核心设备,位于垃圾贮存料池的上方,主要承担垃圾的投料、搬运、搅拌、取物和称量工作。其安装位置决定工作环境恶劣,主要存在爆炸性气体、高湿度、高温和粉尘等。垃圾在缺氧状况下发酵,其过程中必然会产生H2S和CH4以及CO等腐蚀和危险爆炸性气体;因垃圾仓下渗滤液的存在导致湿度高环境湿度常年保持在70 %以上;垃圾车倾倒卸料时产生大量扬尘;发酵过程中放热加上垃圾贮存池相对密闭的环境,夏季高温时温度达到50 ℃。恶劣的环境对垃圾吊设备的寿命和整个系统的稳定性都有影响,较为严重时,会造成设备严重损坏。针对此情况,采取了相应的预防措施,减少外界环境对设备的影响,延长设备的使用寿命,减少设备损坏率,提高设备运行可靠性,保障机组的安全平稳运行。
1 背景
莒县垃圾发电厂的垃圾吊由河南赛诺重工机械有限公司成套,其中控制系统采用西门子S7-300系列PLC,变频器采用施耐德ATV71系列起重专用变频器,抓斗采用的是上海佩纳沙士吉打机械有限公司生产的桔瓣式电动液压抓斗,重量5.6 t。运行一年中出现过溜钩、大车行走不同步异音、限位开关损坏、接线箱接线氧化松动等诸多事故,严重影响了生产的连续稳定,甚至产生较大的安全隐患。
2 实际案例
2.1 溜钩案例
2018年5月份,1#垃圾吊抓满6 t垃圾料后提升后,平移到垃圾卸料口处,操作人员感觉提升高度不足,打算再升高半米,刚刚操作垃圾吊抓斗就溜钩下滑,操作人员迅速拍急停按钮,没有能够控制住抓斗下滑,抓斗下滑到下料口侧壁,产生一个向外的分力,抓斗通过钢丝绳把小车往外拽并脱轨,撞击到垃圾仓壁后停止,抓斗掉落到卸料溜槽中。
2.2 大车行走不同步异音案例
2018年4月份,2#垃圾吊在大车行走起始时经常出现类似于2台电机不同步、大车走平行四边形工况的异音。
2.3限位开关损坏、接线箱接线氧化松动等案例
大车和小车限位开关最初厂家的原设计是采用LJ18A3三线直流 NPN型电感式传感器接近开关,运行半年出现过4个开关损坏;接线箱采用的是普通型式的接线箱,运行半年后接线裸露的电缆全部出现氧化、虚接甚至断路等现象。
3 原因分析
3.1 溜钩案例原因分析
垃圾吊区别于一般起重机械的特点是有一个自身重量达5.6 t的大型抓斗,且频繁抓料、投料操作。主起升机构是一台变频电机通过2台减速器驱动2个卷筒上的4根钢丝绳吊起四吊点液压抓斗,在减速机主轴上安装有起升机构的制动器(采用液压推杆式制动器)。该次出现溜钩的根本原因在于没有调整好主起升电机建立驱动扭矩时间和液压制动器释放的动作时间,液压制动器抱闸过早释放,主起升电机驱动扭矩小于货物和抓斗自重扭矩。
3.2 大车行走不同步异音案例原因分析
莒县垃圾发电厂采用一台变频器驱动2台大车电机的结构形式。出现异音首先从电气方面排查:是否有1台电机缺相、实际只有一台电机驱动等原因,经过细致地测量2台电机的三相电流、绝缘等各项指标,均正常;其次开始排查吊车导轨是否有变形、绞边的问题,经测量分析数据均在合格范围内,再次检查大车与导轨是否垂直,经过一系列地检查、测量、分析认定机械部分没有异常。最终再转到变频器的参数设置,查阅变频器的参数设置、咨询赛诺设备制造厂家等试探性地把变频器内部电机控制方式参数进行了优化设置,异音消失,设备运行正常。
ATV71系列施耐德变频器对电机的控制方式有5种,分别是:
①SVC U开环电压矢量控制模式;这种模式可以根据负载自动进行滑差补偿。支持多个电机并联在同一个变频器上(如果為相同的电机)。
②SVC I 开环电流矢量控制模式;不支持多个电机并联在同一个变频器上。
③2点压频比开环V/F;适合使用场合。
多个电机并联在同一个变频器上。
高速电机。
额定功率比变频器额定功率低的电机。
④5点压频比开环V/F控制模式和与V/F 2点压频比模式一样,但支持避免谐振(饱和)。
⑤同步电机:仅用于带有正弦曲线电动势(EMF)的同步永磁电机。
3.3 限位开关损坏、接线箱接线氧化松动等案例原因分析
原设计的这种接近开关适合比较行程精密的场合,像垃圾吊这种粗大笨重的设备,每一次的行走路径都会有一定的偏差,严重时可能达到10 mm以上,偏远了可能检测不到大车/小车已经到位,偏近可能没有及时停车就把传感器剐蹭损坏。普通的接线箱内部不能隔绝气体,内部的潮湿且充满了危险爆炸性气体容易把接线氧化,接线氧化后接触电阻增大,出现接线松动甚至断路的情况。
4 措施和解决方法
4.1 溜钩案例措施和解决方法
首先从运行操作上规范,要求在垃圾仓内部抓起垃圾后一步提升到位,提升到位后再进行前后和左右方向的平移到垃圾投料口,在进行前后和左右方向的平移过程中液压制动器处于抱闸状态,抓斗不会下滑。存在溜钩的可能时间是刚提升到位驱动力矩消失而液压制动器还没有及时抱闸,在垃圾仓内部溜钩相对于在投料口溜钩危险性小一些,一方面高度高,可以给操作人员应急反应时间,另一方面即使溜到仓内垃圾上一般不会引起太大危害。
其次要从根本上解决主起升电机建立驱动扭矩时间和液压制动器动作时间的配合问题,主要是设置合适的变频器参数:刹车释放电流:236 A,刹车机构释放时间:0.3 s,刹车释放频率:+2.3 Hz,抱闸频率:+2.0 Hz,刹车抱闸时间:0.0 s,变转向频率跳变值:自动,再启动等待时间:0.5 s。
再次是进行每月一次定期的“自整定”,主要是抑制“零飘”,进行自整定时需要将抓斗放到平台上,提升电机空载状况下整定,且需要在“冷态”下进行,一般的电机空闲2小时,变频器能够比较准确地检测到电机的冷态定子电阻值。
4.2 大车行走不同步异音案例措施和解决方法
对变频器内部电机控制方式参数进行优化设置,由原先的矢量控制方式改为2点压频比控制方式。2点压频比控制方式虽然在低转速时输出转矩稍差一些,但是这种方式更适合一台变频器驱动两台电机的“一拖二”并机运行工况。
4.3 限位开关损坏、接线箱接线氧化松动等解决措施
将原有的电磁式接近开关全部更换成机械式限位开关,这种开关相对行程距离比较大,适合行车这种每次行走的位置不确定的场合,且抗干扰能力强,接线密闭也能够克服爆炸性气体和潮湿的环境。普通的接线箱全部更换为防爆密闭接线箱,且内部防止生石灰作为干燥机能够吸潮。
5 结语
起重机的正确使用与维护保养对安全生产和起重机的使用寿命有很大关系,因此,必须对起重机进行定期检查和检测,检查或检测必须符合 GB6067《起重机械安全规程》和其他有关文件规定的要求。
莒县垃圾发电厂的垃圾吊通过一系列的技术改造和优化完善参数配置,并严格按照规程操作和定期维护保养;保障了安全稳定运行。
参考文献
[1]唐显聪,焦建耀,唐跃顺.垃圾吊车电控系统的设计[J].中国科技投资,2018(8):154.