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干熄焦提升机时动时不动故障排查

发布日期:2021-10-19   来源:《变频器世界》21-09期   作者:张志杰(Zhang Zhijie)   浏览次数:2137
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【摘   要】:干熄焦提升机是钢铁冶炼流程中不可或缺的链条,一旦停止运动会造成焦化生产转入湿熄焦状态,给高炉的正常生产带来波动。本文基于安徽皖西钢城干熄焦提升机正常生产中突然停止运动故障进行了分析,结合30年冶金生产维护中遇到的类似故障,给出了排查方向和解决故障的3条措施。

 

关键词:干熄焦;提升机;焦罐;升降;停机;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

位于安徽皖西钢城的干熄焦项目,由济钢设计院设计,中钢设备EPC总包,河北冶建施工。该工程与2×65孔焦炉配套,每天生产127炉、3654吨,集干熄焦和发电于一身,投产后获得了较好的经济效益。

 

2  干熄焦提升机工作流程

干熄焦工艺流程是通过电机车对焦罐车进行牵引,将装满的红焦炭送至干熄焦装置的提升架底部,然后由提升机将焦罐缓慢提升,运至干熄炉顶部,再将焦炭平移装入干熄炉内部。惰性气体与焦炭在干熄炉内进行交换,当焦炭在干熄炉内逐渐冷却至200℃以下时,排焦装置将其卸到胶带输送机上,由胶带输送机将其输送至筛贮焦系统中。

提升机作为在井架和干熄炉之间运行的行车,其任务就是在井架处进提升搬运焦罐。在编程设计时,首先计算提升速度和横移速度,绘制出运行曲线图,按照顺序,完成一系列的运行控制。在装入装置将炉盖打开,并将需要装入的红焦炭与炉口对准,提升机缓慢放下焦罐,将焦罐的底闸门打开,缓慢的将红焦炭送至干熄炉内。在完成装焦任务后,提升机将已经处于空置状态的焦罐提起,并横移至井架位置,将其放下,将空焦罐置于运载车上,张开吊钩,完成一个循环的工作任务。图1所示为提升机工艺流程图。

                                        

                                   图1  提升机工艺流程图

3  提升机电气自动化控制

提升机控制系统由PLC、整流单元、逆变单元、操作台、计算机组成,在PLC程序的控制下,一键运行,具备联锁和安全保护功能,在生产过程中,自动循环。图2是进线电源电气原理图。

                                                                                                 

 

                                              图2  进线电源电气原理图

4  故障现象描述

该项目2019年投产后一直运行平稳,2020年11月13次、2021年5月6次出现焦罐在升降过程中突然不动,被迫转入湿法熄焦。期间虽然对自动化控制元器件如接近开关、中间继电器、接触器、网络控制器等进行了更换,但是始终没有从根本上消除;现场技术分析会曾经判断负责整流后,配套的500kW逆变的西门子逆变器中的IGBT原件性能出现了临界不稳态,产生了更换逆变器的想法。但考虑体积巨大和采购周期,没有实施。图3为西门子逆变器实物。

                                      

                                             图3  西门子逆变器

5  干熄点提升机时动时不动的原因分析

5.1  2020年的分析意见

1)事故经过描述

2020年11月26日上午9点45分至11月28日13点38分,提升机非周期性发生13次提升机制动器故障。发生故障后大多数情况下能够立即复位再启动,有时需要很长时间才可复位启动,故障扑朔迷离,难以判断。电气人员对所有与制动器故障相关的电缆、开关、接触器、继电器、控制器、端子排进行了更换或检查,积极与厂家及编程人员进行实时勾通寻求解决方法未果。设备部、自动化部等技术力量全程进行技术支持,帮助查找故障根源。对所有疑点进行逐项排查。始终没有定质性解决问题,故障仍不能完全消除。11月28日下午自动化部在对提升机控制程序进行逐段检查时发现PLC有一段程序有疑点,安排做了故障模拟试验。在提升机运行时拨除提升机“起动/停止”继电器后故障重现。28日18点对此继电器进行更换,更换后故障至今没有发生。此次故障未造成焦炭产量损失,湿熄焦炭6炉,少发电量约15000kWh。

2)事故分析

故障处理完毕后,对替换下的继电器(欧姆龙)进行手动试验检测,未发现问题,吸合良好,阻值正确。根据产量统计,继电器在线动作次数约14万2千5百次,已经接近或达到寿命。可能由于性能不良造成拒动或接触不良,引发此类故障。

3)预防措施

定期更换接近或已经达到寿命的继电器或其他部件。

加强电气人员技术培训,增强其故障判断的能力。

对所有可以监控的硬件如开关、接触器、继电器、控制器、进行有效监控并在监视画面上显示。

在控制柜内放置电路图纸,便于故障查找。

5.2  2021年的分析意见

2021年5月6次出现焦罐在升降过程中突然不动,等于推翻了2020年的分析结论,实质没有完全解决干熄焦提升机出现运行中挺急的故障,此故障不根除会给提升机系统造成巨大的破坏,甚至威胁到干熄焦工艺流程。

提升机的一个运行流程主要包括以下几点:在自待机点将空焦罐放下,然后电机车横移至该位置,将空焦罐运走,随后将满载的焦罐运送至井架的底部位置,横移至干熄炉顶,进行装料、当干熄炉顶移至井架底部位置时,将其下降到待机点。通常情况下,完成一次上述运行流程的时间为7分钟,并且包括换罐和移车过程中的130秒,25秒即可完成装焦工作,关于提升机的提升以及横移速 度和工作周期要按照实际情况进行综合考虑后再确定:提升机的提升速度大概分为三种:40m/min、20m/min和4m/min,横移速度大概为40m/min、3.5m/min。在提升机的运行状态下,对其观测了一段时间后,笔者发现,在提升机将焦罐进行提升的过程中,机械设备运行比较平稳,没有出现晃动的情况。

为了彻底根除隐患,笔者远程连通了山信软件和佰能公司工程师,联合通过对现场触电状态观察,通过5天独立观测,发现急停常闭点信号状态不稳晃动,经过现场查看急停按钮,其中一根线头松动,紧固后没有再次发生。

针对于此原因造成的提升机停机问题,一下子联想到之前在济钢三炼钢奥钢联1#连铸机生产中遇到的类似故障了,急停信号的线头松,造成时停时动的类似故障。

 

6  解决晃动故障的主要措施

1)定期紧固急停按钮接线。

2)定期检查继电器,更换烧灼的继电器、啸叫的继电器。

3)建立后台软件监控触点机制。

4)培训操作人员,搞清楚计算机画面。急停信号画面如图4所示,变频器状态画面如图5所示。

 

 

参考文献:

[1]霍邱. 300万吨钢铁项目干熄焦及发电工程[Z]. 济钢国际工程公司,2013.10

[2]徐德武, 刘长旭. 关于干熄焦提升机晃动故障分析及处理对策探讨[Z]. 煤化干熄焦运行技术交流学习平台,2020-04-14

 

作者简介:

张志杰(1970年-),男,硕士,教授级高工,研究方向为冶金自动化、信息化、智能化技术开发与应用。

 
 
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