帶式輸送機保護裝置的選型與安裝

發布時間:2019-11-05 16:13

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  針對當前帶式輸送機保護裝置的選型與安裝缺乏統一的行業標準、使用效果常常不夠理想的實際情況,本文根據實際工程應用經驗,逐一對拉繩開關、跑偏開關、打滑開關、撕裂開關、料流開關、堵料開關以及料位開關和料位計等帶式輸送機系統保護裝置的選型與安裝的主要原則及注意事項進行了詳盡的闡述。這有助于在實際應用中充分發揮帶式輸送機保護裝置的安全保護作用。
 
  在火電廠輸煤系統中,帶式輸送機(又簡稱皮帶機)的運行狀況直接關系到生產過程中設備和人員的安全。所以,如何使帶式輸送機保護裝置穩定、可靠地在生產運行中充分發揮安全保護作用,有著十分重要的現實意義。事實上,帶式輸送機保護裝置在實際應用過程中常常存在很多問題,使用效果往往不能令人滿意。究其原因,除了現場安裝環境復雜、設備本身不夠完善等因素之外,選型與安裝不合理、不科學常常是最重要的一個因素。
 
  帶式輸送機保護裝置品牌眾多、形式多樣、質量參差不齊,如何科學選型、正確安裝,一直是令設計人員、用戶以及施工安裝人員感到棘手的問題。本文主要以火電廠輸煤系統帶式輸送機保護裝置為例,詳細討論了各種帶式輸送機保護裝置的選型與安裝。
 
  一、各種帶式輸送機保護裝置的選型與安裝
 
  帶式輸送機保護裝置主要是指拉繩開關、跑偏開關、打滑開關、撕裂開關、料流開關、堵料開關以及料位開關和料位計等,它們主要用于皮帶機輸送系統的設備運行狀態的檢測報警、緊急停機以及聯所控制等。
 
  1.1拉繩開關的選型與安裝
 
  拉繩開關是用于帶式輸送機緊急停機的一種現場操作保護裝置。目前廣泛應用的拉繩開關一般為無源機械式雙向拉繩開關。拉繩開關按照一定間隔(約40m)固定安裝于帶式輸送機兩側支架上,相互之間系上拉繩。緊急情況下,可以在帶式輸送機沿線任意位置拉動拉繩,觸發拉繩開關動作,實現緊急停機。
 
  選型原則及注意事項:
 
  根據現場情況和運行條件選擇自動復位或手動復位的產品。如果現場巡檢人員少,皮帶較長,可以選擇能自動復位的產品;當選擇自動復位的產品時,最好在控制系統內能夠實現動作捕捉記憶功能,以便確定動作開關的具體位置,并且從控制邏輯上防止開關自動復位后馬上自動重啟設備。有些產品可以在安裝時設定為自動復位或手動復位,如果有條件最好選擇帶有遠方動作指示和遠方復位的產品。
 
  安裝方法及注意事項:
 
  (1)根據產品特性選擇合理的安裝間距、配置粗細合理的鋼絲繩,鋼絲繩的托架要求盡量光滑、托架間距不宜太長(托架間距一般應選擇在2~3m)。部分廠家聲稱其產品安裝間距可達100m甚至更長,但實際工程中應盡量控制在50m之內,避免過長的拉繩由于自重過重、阻力過大,影響操作、影響開關的復位;拉繩并非越粗越好(一般鋼絲拉繩的直徑不必也不宜超過5mm),應該與開關動作操動力大小匹配,事實上過粗過重的鋼絲拉繩會造成開關處于半動作狀態,不但容易誤動、而且容易造成開關機構元件勞損。
 
  (2)鋼絲拉繩不宜過緊,防止輕微觸碰引起開關誤動。安裝時要考慮環境溫度變化對拉繩長度的影響。根據經驗,拉繩松緊度以側向拉開15~25cm的距離時觸發拉繩開關動作為宜。
 
  (3)應該在皮帶機雙側安裝拉繩開關。這是為了充分保證緊急操作的便利性,即是為了安全考慮。
 
  (4)選擇合適的安裝高度。主要應根據現場情況,盡量保證現場人員可以方便快速地觸動拉繩。
 
  (5)選擇合適的接線方式。拉繩開關通常都有常閉、常開接點各1個,一般使用常閉接點。由于拉繩開關數量較多,為了節省電纜,通常一條帶式輸送機所有拉繩開關的常閉接點串聯后接入帶式輸送機的分合閘控制回路;對于很長的帶式輸送機,有時采用將沿線拉繩開關分段分組接入的方式。
 
  (6)拉繩開關一定要接入皮帶機就地電氣控制回路,并盡量避免使用過多的中間繼電器來轉接信號,拉繩回路電源應該使用對應的皮帶機控制電源。這是確保拉繩開關能夠可靠停機的重要保證之一。
 
  1.2跑偏開關的選型與安裝
 
  跑偏開關是用于檢測帶式輸送機運行過程中輸送帶跑偏程度并進行報警的一種保護裝置,也用于在皮帶嚴重跑偏時自動觸發緊急停機。目前廣泛應用的跑偏開關一般為無源機械式兩級跑偏開關。跑偏開關按照一定間隔(約50m)固定安裝于帶式輸送機兩側支架上,跑偏開關的滾輪部分在受到偏離中心運轉的輸送帶的邊沿擠壓后產生偏轉,當滾輪偏轉到一定角度時觸發開關接點動作。
 
  選型原則及注意事項:
 
  (1)盡量選擇二級或多級跑偏開關,可以檢測皮帶不同的跑偏程度,為控制系統提供更多的信息。
 
  (2)優先選擇開關本體帶動作記憶及動作狀態指示的產品。由于皮帶機是動態運轉的,具備此功能,可以便于確定皮帶發生跑偏的具體位置、分析跑偏原因,也便于設備調試和維護。
 
  (3)有條件可以選擇非接觸式跑偏開關。非接觸式跑偏開關使光電接近開關代替滾輪檢測皮帶是否跑偏。其優點是壽命長、易于維護,缺點是價格昂貴。
 
  安裝方法及注意事項:
 
  (1)選則合理的安裝間距。皮帶跑偏多發生在頭尾兩端,所以在距離皮帶機頭尾15m之內就應該安裝跑偏開關,皮帶機中部的跑偏開關安裝間距一般應盡量控制在50m之內。
 
  (2)根據皮帶機設備工藝要求選擇合理的跑偏范圍。一般不允許皮帶跑偏位移超出皮帶寬度的1/5,不允許皮帶跑偏擦碰到側面的固定機構,皮帶頭尾兩端允許跑偏的范圍至少應控制在滾筒兩側的支撐機構之間。
 
  (3)跑偏開關的安裝支架應該制作成可以沿皮帶側向調節跑偏開關位置的結構。這樣是為了根據現場實際情況小范圍調整允許跑偏的范圍。
 
  1.3料位開關的選型與安裝
 
  料位開關是安裝在落料斗或儲料倉內檢測料位的一種保護裝置。帶式輸送機系統中兩條輸送機之間通常是通過管狀落料斗連通,運行中當落料斗出口因各種原因受堵時物料會很快堵滿整個落料斗乃至大量溢出。在落料斗中安裝料位開關可以在堵料事故發生的初期報警并觸發緊急停機,從而避免大量堵料造成輸送帶打滑、驅動電機過載等嚴重后果。料位開關按照不同的檢測手段和工作原理劃分,主要:薄膜式料位計、有阻旋式、射頻導納式、電極式、音叉式、活動擋板式、負壓式等多種形式。
 
  選型原則及注意事項:
 
  (1)一般選擇接觸式的料位開關。實際工程應用經驗表明,在電廠輸煤系統中,非接觸式的料位開關比較容易誤動作,影響設備正??刂婆c運行。接觸式的料位開關的缺點是容易損壞、工作壽命較短。
 
  (2)可以選擇具有動作后延時報警功能的料位開關,并且動作延時報警時間應該可以調整設定。該功能可以過濾短時間物料沖擊擾動,避免引起設備沒有必要的停機。
 
  (3)盡量選擇帶動作指示的產品。由于料位開關的觸動機構是在落料斗的內側,難以觀察檢查,開關外部本體上帶動作指示則對于現場檢查非常有用。
 
  安裝方法及注意事項:
 
  (1)選擇合適的安裝位置。一般不應安裝在物料可能直接沖擊到的位置,通常安裝在落料斗的側面;還要選擇合適的安裝高度,既要高于正常運行狀態下物料臨時滯留的高度,又不能太接近落料斗上部。選擇合適的安裝位置,才能保證準確及時地檢測到堵料狀態。
 
  (2)對于需要通電工作的堵料開關,應該采用跟隨皮帶機的啟停而啟停的工作方式,以延長其工作壽命。
 
  1.4打滑開關的選型與安裝
 
  打滑開關是用來檢測輸送帶與傳動滾筒之間的滑動并進行報警的一種保護裝置,可用于在輸送帶發生打滑時自動觸發緊急停機。打滑開關的種類比較多,工作原理和檢測方法也各有不同。比如按照檢測方法劃分,有直接檢測輸送帶速度并與設定的標準速度比較的觸輪式打滑開關,有檢測從動輪轉速并與設定的標準轉速比較的打滑開關,有同時分別檢測滾筒轉速和輸送帶速度并進行比較的對比式打滑開關;按照內部工作原理分,有磁阻式、磁電式、光敏式等等。很多打滑開關裝置還能夠實時提供輸送帶線速度或滾筒轉速的信號顯示和輸出。
 
  選型原則及注意事項:
 
  (1)實際工程經驗表明,通過檢測從動輪轉速來判斷皮帶是否打滑的非接觸式的打滑開關比較適合在火電廠輸煤系統中使用。但是這種類型的打滑開關的價格相對比較昂貴。
 
  (2)應該根據被檢測皮帶機的實際運動速度選擇測量范圍相對應的產品。通常皮帶機正常運行時的皮帶運行線速度約為1~4m/s,滾筒轉速約為50~300rpm(與滾筒直徑大小有關)。
 
  (3)除了同時分別檢測滾筒轉速和輸送帶速度并進行比較的對比式打滑開關之外,最好選用可以自動避開皮帶機啟動時低速狀態的產品。由于輸煤皮帶的打滑報警實際上是低速報警,所以在皮帶機啟動過程中應該屏蔽打滑報警,可以采用皮帶機啟動時延時檢測的方法(即啟動開始后延時一段時間待皮帶機達到正常轉速后接通打滑開關工作電源),但是實現起來比較麻煩。有些產品可以自動避開皮帶機啟動時低速狀態:皮帶機啟動的同時給打滑開關供電,打滑開關得電工作后延時一段時間后才開始正常檢測皮帶速度。
 
  (4)有條件,盡量選擇帶實際速度顯示并可以遠程傳送速度信號的產品。
 
  安裝方法及注意事項:
 
  (1)根據不同的產品類型選擇合適的安裝方式。
 
  (2)非接觸式打滑開關應盡量安裝在遠離強電磁場干擾的位置,并罩上金屬罩。
 
  (3)打滑報警值的設定應該進行現場實測后設置。每個皮帶機的速度參數一般都不相同,實際的皮帶運轉速度還受到皮帶機安裝方式及其結構的影響,所以必須逐一設置每條皮帶機的打滑開關的動作報警值。
 
  1.5撕裂開關的選型與安裝:
 
  撕裂開關是檢測輸送帶縱向撕裂并報警的一種保護裝置,可用于在輸送帶發生撕裂時自動觸發緊急停機。大部分撕裂發生在輸送帶尾部落料斗出口,由于物料中的大塊硬物卡在落料斗出口而刮傷甚至刮穿輸送帶,有些撕裂的發生常常是由于輸送帶支架和托輥變形等原因造成的。按照不同的檢測手段和工作原理劃分,有安裝于輸送帶下方的光電式和導電橡膠式撕裂開關;有安裝于輸送帶下方的拉線式開關;有安裝于輸送帶尾部落料斗出口的擋板式撕裂開關;此外,還有振動感應式撕裂開關等等。
 
  選型原則及注意事項:
 
  (1)皮帶撕裂大部分發生在落料斗出口處,比較有效的檢測手段是選擇活動擋板式的撕裂開關安裝在落料斗出口處?;顒訐醢迨降乃毫验_關的優點是可以在第一時間甚至在撕裂發生前就可以檢測并報警;缺點是只能檢測由于物料中的大尺寸硬物可能造成的撕裂,并且安裝維護麻煩、容易卡堵。
 
  (2)對于皮帶接頭較多、脫皮較多的皮帶機,不宜選擇下托式的撕裂檢測開關。皮帶機上翹起的脫皮可能會造成開關誤動。
 
  (3)選擇在短時間擾動下可以自動復位的產品,過濾掉非撕裂擾動。由于輸煤系統現場環境復雜、物料中的雜物多、皮帶上常常會有脫皮現象等等,選擇可以在短時間擾動下自動復位的產品,能夠避免不必要的保護停機。
 
  安裝方法及注意事項:
 
  (1)活動擋板式撕裂開關的活動擋板應該進行耐磨處理,并應該做到便于拆卸更換。
 
  (2)下托式的撕裂檢測開關的鋼絲繩或者導電橡膠管等檢測部分應該和皮帶保持合理的安裝距離,既要保證能夠檢測到撕裂發生,又要避免距離太近時皮帶晃動引起的誤動。
 
  1.6料流開關的選型與安裝:
 
  料流開關是檢測輸送帶上是否有物料的保護裝置,有的產品可區分不同流量大小,在流量超大時還可以提供超載報警。料流開關有時還用來觸發降塵除塵設備如水噴淋裝置和除塵器等聯鎖工作。按照不同的檢測手段和工作原理劃分,主要有安裝在輸送帶上方的懸臂式或鏈錘式料流開關、安裝在輸送帶下方的稱重式料流開關兩種。
 
  選型原則及注意事項:
 
  (1)優先選擇非接觸式的料流檢測開關。接觸式的料流開關壽命短、易變形,甚至其檢測機構受到物料沖擊脫落后會掉進物料中。
 
  (2)選擇接觸式的料流檢測開關時,要選擇結構堅固的產品,以保證能夠承受物料的長期沖擊。
 
  (3)稱重式料流開關也是一種比較理想的選擇。稱重式料流開關的檢測機構安裝于皮帶下面,通過檢測皮帶上物料施加給皮帶的壓力判斷料流流量的變化。這種料流開關的工作原理類似于皮帶秤,優點是不會對物料產生污染、可以反映物料流量的細微變化,缺點是價格昂貴。
 
  安裝方法及注意事項:
 
  (1)根據不同的產品類型選擇合適的安裝方式。
 
  (2)安裝于皮帶上部的料流檢測開關、特別是接觸式的料流檢測開關,應該采用門字型支架,保證結構結實穩固。
 
  1.7料位開關(料位計)的選型與安裝:
 
  電廠輸煤系統通常是通過料位開關和料位計結合實現煤倉料位檢測。由于在煤倉下部安裝料位檢測設備比較麻煩,并且檢修也不方便,目前大部分電廠在煤倉頂部安裝料位計檢測料位的變化并實現低料位的監測與報警,同時在煤倉頂部落料口附近安裝料位開關用于檢測高料位并報警。
 
  選型原則及注意事項:
 
  (1)料位計通常選用超聲波料位計。由于煤倉內的粉塵濃度大、煤粉發熱溫度升高會在倉內形成水汽等原因,雷達料位計、射頻導納料位計等其它種類的料位計不適合這種工況下使用。
 
  (2)超聲波料位計的量程應該大于現場實際測量的距離。通常,實際測量范圍超出量程以外時,超聲波料位計顯示的料位數據是沒有意義的。
 
  (3)選用接觸式的阻旋開關等料位開關時,要先現場實地測量后,選擇合適的加長桿。
 
  (4)料位開關的延長部分宜選擇有撓性結構的加長桿。鏈式加長機構相對容易脫落并可能互相纏繞,不太適合在電廠煤倉中使用。
 
  安裝方法及注意事項:
 
  (1)超聲波料位計的探頭不宜安裝過深。通常,超聲波料位計的探頭附近有一個約1m的盲區。如果探頭安裝過深,再加上探頭自身具有一定長度,可能會在煤倉內煤位較高時進入超聲波料位計探頭的測試盲區,造成料位數據不準確,影響運行判斷和控制操作。
 
  (2)料位開關的安裝位置應選擇在落煤口側面不會受到煤流沖擊但盡量接近落煤口的位置。
 
  (3)同時安裝高料位開關、高高料位開關時,應該使它們之間保持足夠的距離,防止相互碰撞纏繞。
 
  2各種帶式輸送機保護裝置的選型與安裝注意事項總結
 
  如前所述,每一種皮帶機保護裝置都有自身的選型及安裝要求,但是它們也有一些共同點。下面就此進行簡要總結。
 
  (1)選擇的產品應符合現場環境要求。如防塵、防水、抗震等性能。特別是要充分考慮防水性能,因為大部分的帶式輸送機的現場是露天的、而且經常需要用水沖洗。最好對樣品進行模擬測試后再作出選擇。
 
  (2)選擇觸點開關動作靈活、觸點開合分明的產品。觸點開合晦澀、似斷非斷、似合非合,是保護開關的最大缺陷,容易引起設備誤啟誤停、甚至會危害到設備及人身安全。
 
  (3)安裝開關本體時應考慮合適的位置、方向及角度,盡量使動作機構不易受到粉塵、污水的污染;確保安裝工藝質量,接頭應緊固可靠、接線孔應密封良好。
 
  (4)在控制系統中合理判斷保護開關報警信號的可信度。比如可以通過延時程序將瞬時擾動信號過濾,同時通過料位開關和料位計的信號判斷煤位等等。皮帶機設備不宜短時間反復啟停,保護裝置在故障狀態下要可靠動作,但不能經常誤動,影響設備壽命甚至損壞設備,同時也會給運行操作帶來不必要的麻煩。
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