石圪台选煤厂刮板输送机保护系统的应用

李培齐，白 龙

(神东煤炭集团洗选中心，陕西 榆林 719315)

0 引言

刮板输送机是选煤厂最常用的运输设备，常用于原煤入洗的配煤、产品煤的配仓、中间产品收集。与常用的运输设备胶带运输机相比，刮板输送机不足之处主要是生产过程中噪音大、易造成块煤的过粉碎、设备磨损严重、维修工作量较大、运输距离不能太大。但刮板运输机具有入料灵活、多点卸料、密闭性能好、粉尘小、运输角度大、不易撒煤、正反转灵活切换的特点，特别适用于需要多点卸料、配煤的条件以及需要侧向移动的运输环境[1]。

1 刮板输送机工作原理

刮板输送机用一个长方体的槽体，作为煤炭的承受件，将刮板固定在链条上组成刮板链，作为牵引构件。当机头传动部启动后，带动机头轴上的链轮旋转，使刮板链循环运行带动物料沿溜槽移动，直到卸料口排出，刮板输送机可通过多片闸板实现多点卸料。刮板链绕过链轮作无级闭合循环运行，完成物料的输送，刮板输送机的规格用槽宽来表示[2-3]。

2 刮板输送机保护

2.1 刮板输送机的常见保护

刮板输送机的常见保护有急停保护、电机综合保护、欠速保护和溜槽堵塞保护[4]。

急停保护：主要用于刮板输送机停电后，作业人员检查作业过程中防止设备误启动而增加的保护。对刮板输送机而言，急停装置一般设在机头位置，急停内部采用常闭点的方式，串联在控制电路中，当急停按钮断开后，既能返回PLC急停信号，又能直接切断控制电路，确保设备不会启动。

电机综合保护：主要是安装在电气设备动力输出回路上，通过检测三向电缆的电流反馈电路信息，内容主要包括过流、堵转、欠压、过压、三相不平衡、漏电和短路。主要通过电流互感器、零序互感器和电机综保控制器组成，根据采集到的信号进行内部计算处理，当达到设定值时通过常开常闭触点给PLC信号，通过自动控制程序断开电路，从而达到保护电器设备的作用[5]。

欠速保护：是在刮板输送机尾轮一侧的内缘上焊接一块铁片，让铁片作为被测物体。当刮板输送机尾轮转动时，铁片跟着尾轮一块转动，在尾轮附近安装的接近开关，检测到一个连续的脉冲信号，这个脉冲信号经过配电室PLC柜内安装的二次仪表转换后会以一个开关量的形式反馈给PLC，采用的是常闭点，动作时断开。

溜槽堵塞保护：一般设置在刮板输送机机头溜槽侧面或者是落料点的侧面，防止煤块堆积起来，造成设备故障。选煤厂一般采用重锤式保护开关。重锤采用的电压为220 V，常闭装置。内部有导电液体，当垂直立起时导通，当煤块堆积起来后导致倾斜或者倒立时断开，返回PLC开关量信号。

2.2 刮板输送机的特殊保护

针对刮板输送机在选煤厂的应用现状，石圪台选煤厂创新工作思路，自主设计新加了一些专门针对刮板输送机的特殊保护。分别是拉绳保护、断链保护、跳链保护、现场断电指示保护和配电室抽屉到位指示保护。

拉绳保护：同胶带机拉绳保护一样，设置在刮板机箱体两侧。刮板机整机长度一般在十几米甚至更长，针对只有刮板运输机机头位置设有急停按钮，发现刮板机有异常后不能及时停机，容易导致事故扩大；另外在刮板机机头设置了机械保护链，在人员进入设备检查检修的时候，要求停电上锁的同时，必须上机械保护链，会导致检修检查完成人员忘记解除机械保护链造成设备损坏。因此在刮板机两侧增设紧急闭锁保护装置，紧急闭锁保护采用刮板机两侧安装拉绳保护的方式，发现刮板机有异常后拉动拉绳可实现刮板机急停；同时拉绳保护与刮板机机械保护链实现联动，当挂上机械保护链后拉动拉绳开关动作，只有拆下机械保护链后拉绳开关才能复位，避免了人为遗忘拆除刮板机机械保护链而引起的设备事故。拉绳保护具体安装方式为成对安装，且两侧的一对为同一个返回信号，内部常用常闭点进行串联，两侧的拉绳盒子内任何一个拉绳开关动作，都能切断电路，返回PLC信号。

刮板机断链保护：主要是在运输物料时由于卡大块或者异物会导致链条或者刮板断裂，若未及时发现将造成严重的机械事故影响生产。经过不断创新研究，设计制作了专门的刮板输送机断链监测装置。在刮板输送机的槽箱上部开一个长方形的窗口，在窗口旁边利用角钢焊一个支撑架，上部开孔安装接近开关，靠下一点位置安装一个滚轮，在滚轮上用扁钢煨一个圆弧焊接在滚轮上，扁铁上面焊接一个小监测片，扁钢下面开孔安装一块皮子，刮板输送机在正常运行时刮板会带动皮子运动，这样接近开关会收到一个稳定的脉冲信号，返回给PLC，原理和欠速保护一致。当发生刮板断裂后此信号会传回给PLC，程序会闭锁停机从而减小损失，人员也能在较短的时间内迅速处理故障[6]。

刮板输送机跳链保护：主要用于检测在运转过程中，机头卡进杂物或者其他原因导致两侧链条发生错位的情况，若不能及时发现，则很容易造成刮板断裂等大的事故发生。因此在借鉴断链保护原理的基础上，创新提出在刮板机靠近头轮的上刮板处的两端分别设置2个断链检测装置，分别检测刮板靠马蹄环连接处的运转情况，利用刮板跳链后会出现倾斜的状况，倾斜后处在同一直线上的2个检测装置检测刮板的到达会出现时间差，以此判断刮板机处于跳链状态，继而闭锁刮板机停车。

现场断电指示保护：刮板机维修时，要求配电室停电，同时必须将抽屉拉出。原有系统只是有停电操作人员进行确认，但抽屉有没有退出，现场工作人员无法观察，在操作过程中容易出现疏忽，为了让现场工作人员直接看到抽屉的退出状态，在刮板运输机抽屉柜后方安装了抽机柜位置检测行程开关，作为刮板运输机安全断电显示装置。具体工作过程为抽屉未退出，现场指示灯灭；抽屉已退出，现场指示灯亮。具体方法是将行程开关安装在配电柜合适的位置，指示灯安装在现场按扭盒的上面，中间用导线连接，取一220 V火线连接行程开关的常闭触电的一端，另一端直接连接现场指示灯的一端，通过中间继电器转换与PLC输入模块的一点连接，做好程序和控制画面，指示灯的另一端连接到零线。当抽屉未退出，正好将行程开关的活动触头动作，行程开关处于动作状态，常闭触电断开，现场指示灯灭；当抽屉已退出，行程开关复位，现场指示灯亮，为现场的检修和检查工作提供了极大的安全保障，同时这2种状态在调度画面也能够清楚的实现，避免了停送电的误操作。

配电室抽屉到位指示保护：因为刮板输送机停电时必须将抽屉退出，因此就存在送电人员在送电时将抽屉推不到位的情况，可是一旦发生抽屉推不到位将留有严重的安全隐患，为了消除此隐患在抽屉后面框架上安装了接近开关，并在配电柜门上安装了到位指示灯，抽屉要是没有推到位到位指示灯就不亮，提醒送电操作人员注意。

3 刮板输送机的常见故障

3.1 减速器故障

减速器主要有3种故障类型：减速器外壳过热；声音不正常；减速器漏油。减速器外壳过热原因分析：减速器中空间不合理，注油量过多或过少；轴承发生损坏或是润滑效果差；减速器内部覆盖严重，导致表面散热性能较差。导致减速器漏油原因主要有减速器密封圈损坏，密封性能下降；减速器箱体表面合面处密封不严，各轴承盖螺栓拧的不紧。

要求在运行过程中加强温度、振动的点检，同时停车过程中检查减速器内部油位是否满足要求。

3.2 电机故障

电机故障是刮板机故障中较常见的一种，主要有电机启动故障，电机发热量过大以及电机声音不正常3种情况。

电机启动故障：主要原因可能是刮板机负荷过大；链条或其它某部件有严重卡阻；供电电压不能达到额定要求；线路出现损坏，供电不正常；也可能是电机本身机械故障造成无法启动。

电机发热量过大：主要原因是电机风扇停转或是散热片覆盖严重、散热口堵塞；刮板机长时间未停机休整，处于长时间超负荷运转状态；机器启动频繁，启动电流大，熔丝选用过大，电动机长时间在启动电流下工作。

电机声音不正常：原因有刮板机处于单相运转；负荷太重；接线头出现松动，接触不良；轴承损坏；输送机压死。

刮板运输机一般为大功率电机驱动，一旦发生电机故障，需要进行现场检查，查出原因并排除方可再次起车，否则极易造成电机烧毁或者刮板运输机结构损坏。

3.3 飘链

飘链主要指的是位于刮板运输机底板的刮板和链条脱离底板运行的过程，会造成底板物料堆积，链条运行距离加长导致过紧从而设备过载，飘链严重的话还会导致链条与箱体的其它部分发生挂、刮、卡的现象。飘链的主要原因是物料水分太大特别是湿煤泥含量多、压链器的设置不合理。为了避免飘链事故，需要采取以下措施：合理设置压链器、停车经常检查压链器和地板磨损情况、控制湿煤泥的水分同时避免湿煤泥集中运输。

3.4 跳链

跳链主要指的是刮板机两侧的2条运行不一致的情况，分为机头跳链和机尾跳链，主要原因是链条太松、链条两侧松紧度不一致、有杂物、头轮尾轮齿牙磨损等，需要操作人员检查链条松紧度、磨损情况、及时清理杂物等。

4 结语

对比分析了选煤厂胶带运输机和刮板运输机的优缺点，在研究了刮板输送机的工作原理的基础上，总结了常见的刮板运输机故障和原因，并针对原有保护的不足，创新了一套更加完备的刮板输送机运行的安全保护系统，保证刮板运输机的正常运行，从而最大限度的保证了刮板输送机的运行效率。