舉例分析燃煤自動(dòng)取樣裝置（煤粉取樣器）存在的問題及技術(shù)改進(jìn)分析？

      山東泰安有限公司是一座裝機(jī)容量為55kW的火力發(fā)電企業(yè)，于2014年立項(xiàng)新增人廠、入爐煤自動(dòng)取樣裝置，經(jīng)選型確定選用以國(guó)產(chǎn)化為主、部分設(shè)備采用進(jìn)口的產(chǎn)品。該煤粉取樣器裝置經(jīng)初步調(diào)試，于2015年3月下旬投入試運(yùn)行。運(yùn)行中故障頻發(fā)，特別是余煤返回系統(tǒng)螺旋輸送機(jī)和電動(dòng)閘門故障率極高，破碎機(jī)在運(yùn)行中相繼出現(xiàn)了環(huán)錘、環(huán)軸彎曲變形及篩板裂開等問題，由于采用進(jìn)口部件，設(shè)備維護(hù)很不方便。經(jīng)過1年多的運(yùn)行，針對(duì)出現(xiàn)的問題，為提高自動(dòng)取樣裝置/煤粉取樣器的投用率，于2015年4月對(duì)入廠、人爐煤自動(dòng)取樣裝置的螺旋輸送機(jī)和電動(dòng)閘門、破碎機(jī)進(jìn)行了相應(yīng)的技改。
1、煤粉取樣器設(shè)備概況
      公司燃料輸煤系統(tǒng)所配套的入廠及入爐煤自動(dòng)取樣裝置/煤粉取樣器均為RZC型中部刮板式采樣機(jī)，分別安裝在2號(hào)甲和4號(hào)甲乙皮帶機(jī)的中部。該取樣裝置能自動(dòng)完成子樣采集、子樣破碎、二次縮分、樣本收集及余樣回收等全過程。
      燃煤自動(dòng)取煤樣裝置/煤粉取樣器由2套初級(jí)采樣機(jī)、1套皮帶給料機(jī)、1套斗式提升機(jī)、1套破碎縮分裝置及1套余煤返回系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)組成。破碎縮分裝置由破碎機(jī)、縮分器及樣品罐組成。余煤返回系統(tǒng)由斗式提升機(jī)、螺旋給料機(jī)及溜管組成。
      輸煤皮帶系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，皮帶的運(yùn)行信號(hào)通過邏輯存儲(chǔ)器(PLC)的輸出繼電器，被輸送到輸煤系統(tǒng)的自動(dòng)取樣裝置/煤粉取樣器。該煤粉取樣器/自動(dòng)取樣裝置的可編程控制器接到信號(hào)后，逐級(jí)觸發(fā)整機(jī)開始工作，同時(shí)又觸發(fā)一次采樣器和二次采樣器計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)；若干秒后，一次采樣器第一次啟動(dòng)刮板采樣；子樣通過落煤筒被送到初級(jí)給料機(jī)；初級(jí)給料機(jī)均勻連續(xù)地將煤喂給碎煤機(jī)破碎后，送給下一級(jí)縮分設(shè)備（縮分器）；采得的樣品被送到旋轉(zhuǎn)集樣瓶中；剩余部分樣品則通過斗式提升機(jī)和螺旋輸送機(jī)被送回到皮帶輸送機(jī)：當(dāng)二次采樣器動(dòng)作若干次后，其可編程控制器觸發(fā)旋轉(zhuǎn)集樣器旋轉(zhuǎn)一角度，代之以相鄰的集樣瓶：如此反復(fù)，完成某一階段的采樣；當(dāng)皮帶停止時(shí)，該自動(dòng)取樣裝置的可編程控制器可延時(shí)停機(jī)，將系統(tǒng)中的余煤走空。自動(dòng)取樣裝置取樣流程見圖l。
2、煤粉取樣器/自動(dòng)取樣裝置運(yùn)行中存在的問題
      該煤粉取樣器/自動(dòng)取樣裝置投用以來，螺旋輸送機(jī)故障頻繁發(fā)生，嚴(yán)重影響整臺(tái)設(shè)備的正常運(yùn)行，主要有以下問題。
      (1)螺旋輸送機(jī)由于螺旋體中心軸產(chǎn)生撓度，與設(shè)備外殼相磨擦、卡澀，產(chǎn)生故障報(bào)警。
      (2)螺旋輸送機(jī)由于瞬時(shí)輸送量過大堵煤，產(chǎn)生故障報(bào)警。
      (3)螺旋輸送機(jī)中部懸掛軸承處通流面積小，導(dǎo)致物料無法正常通過，產(chǎn)生報(bào)警。
      (4)電動(dòng)閘門電機(jī)功率為60W，推力小，是靠限位來控制它的伸縮，因此經(jīng)常出現(xiàn)限位不到位和機(jī)械上的卡澀。
      (5)破碎機(jī)由于有煤矸石或其他雜物的進(jìn)入，導(dǎo)致破碎機(jī)環(huán)錘損壞。
      (6)破碎機(jī)底部篩板易斷裂。
      (7)破碎機(jī)處疏通器動(dòng)作頻率高（每90s動(dòng)作一次），有時(shí)由于限位絲桿的彎曲變形，無法正常運(yùn)行到位，經(jīng)常出現(xiàn)誤動(dòng)和卡澀。
      根據(jù)2015年4月至2016年3月期間的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，入廠、入爐煤取樣裝置共發(fā)生缺陷78條。其中，螺旋輸送機(jī)故障率為45%，閘門故障率為25%．斗提機(jī)故障率為5%，疏通器故障10%．破碎機(jī)故障率為10%，其他故障5%。其中，螺旋輸送機(jī)和其電動(dòng)閘門的故障率達(dá)到70%，破碎機(jī)及其疏通器的故障率達(dá)到20%，因此針對(duì)螺旋輸送機(jī)和破碎機(jī)部分的問題進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的方案和措施。
3、煤粉取樣器螺旋輸送機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)的問題及技改措施
3.1設(shè)備情況及存在的問題
      螺旋輸送機(jī)型號(hào)為L(zhǎng)X150;輸送量為10rr13/h：功率為2.2kW。螺旋輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式：擺線針輪減速機(jī)輸出軸通過鏈條傳動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)螺旋輸送機(jī)螺旋體的傳動(dòng)軸。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，螺旋輸送機(jī)通過螺旋體及葉片的旋轉(zhuǎn)，連續(xù)不斷地傳送物料。電動(dòng)閘門推桿型號(hào)：DTIA6318-M，電機(jī)功率：60W。
      自動(dòng)取樣裝置自投用以來，在螺旋輸送機(jī)部分出現(xiàn)的故障經(jīng)分析，主要存在以下問題。
(l)螺旋輸送機(jī)螺旋體中心軸撓度大，易變形。
      由于螺旋輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式為鏈條傳動(dòng)，螺旋體中心軸在輸入端受到向上的拉力F．螺旋體中心軸的長(zhǎng)度較長(zhǎng)約為6857mm，直徑為D68mm。螺旋體中心軸比較細(xì)長(zhǎng)，當(dāng)螺旋體被鏈條帶動(dòng)時(shí)，易發(fā)生變形現(xiàn)象，在細(xì)長(zhǎng)軸上產(chǎn)生較大撓度和偏心振動(dòng)。原螺旋輸送和結(jié)構(gòu)見圖2。
(2)螺旋輸送機(jī)中部懸掛軸承影響物料通過。
      螺旋輸送機(jī)螺旋軸的中間均設(shè)置了懸掛軸承。螺旋輸送機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后，便發(fā)生中間懸掛軸承處嚴(yán)重堵煤，軸承與軸的滑動(dòng)配合面磨損和堵塞。主要原因是中間懸掛軸承處沒有推料葉片，物料停留堆積，而軸承又占去一定空間，影響物料通過。
(3)設(shè)備部件設(shè)計(jì)不合理，不利于整套設(shè)備運(yùn)行。
      螺旋輸送機(jī)的回料系統(tǒng)分為甲、乙路回料管。而控制回料的方式主要通過電動(dòng)閘門閘板的運(yùn)行。在最初設(shè)計(jì)時(shí)，只考慮到電動(dòng)閘板的可行性，而沒考慮到實(shí)際使用時(shí)，會(huì)出現(xiàn)問題。當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行甲系統(tǒng)時(shí)，電動(dòng)閘板就處于關(guān)閉狀態(tài)，由于閘板與螺旋機(jī)殼之間有一定的距離，在閘板與螺旋體之間就會(huì)產(chǎn)生硬煤層，最終導(dǎo)致不能正�；亓�。
(4)設(shè)備選型不適當(dāng)，造成系統(tǒng)故障。
      原螺旋輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置型號(hào)為：BWD1829l.5kW，電機(jī)功率較低，稍出現(xiàn)輸送機(jī)螺旋體與機(jī)殼磨擦，驅(qū)動(dòng)裝置就無法正常驅(qū)動(dòng)，鏈條傳動(dòng)過程中時(shí)有停頓現(xiàn)象，最終導(dǎo)致無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
3.2技改措施
      (1)將原螺旋輸送機(jī)改為皮帶式輸送機(jī)，結(jié)構(gòu)見圖3。
      (2)設(shè)計(jì)皮帶機(jī)時(shí)，在減速機(jī)與驅(qū)動(dòng)滾筒之間采用柱銷聯(lián)軸器聯(lián)接，保證同軸度精度要求。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)改兩軸平行傳遞為同軸傳遞，運(yùn)行更加平穩(wěn)。
      (3)將原螺旋輸送機(jī)擺線針輪減速機(jī)更換為MB無極變速機(jī)。MBW40-Y4.O-C5無極變速機(jī)變速范圍在40～200r/min，可有任意的速比變化，從而極大地保證皮帶機(jī)的輸送出力。由于電動(dòng)機(jī)功率增加為4kW，因此在轉(zhuǎn)軸處加裝零速開關(guān)，以監(jiān)控其運(yùn)行狀況。將原電機(jī)電纜及交流接觸器作相應(yīng)更換。
      (4)在螺旋輸送機(jī)原電動(dòng)閘門處安裝電動(dòng)卸料器，通過電動(dòng)卸料器的抬落控制回料的方式。電動(dòng)卸料器抬落限位可靠，不會(huì)出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象和硬煤層的問題。
4、煤粉取樣器破碎機(jī)運(yùn)行中存在的問題及處理
4.1破碎機(jī)的參數(shù)、結(jié)構(gòu)
      該煤粉取樣器/自動(dòng)取樣裝置共配有2臺(tái)破碎機(jī)，型號(hào)為HOLMES型。轉(zhuǎn)子工作直徑／長(zhǎng)度為250/365mm：適用物料為<50mm;進(jìn)料含水量<12%：電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S-4-Y5.5kW-B3-IP54;功率為5.5kW;電壓為380V;三角帶型號(hào)為B-1800，根數(shù)為3。
      破碎機(jī)系徐州拉姆齊公司提供，均由進(jìn)口部件組成。破碎機(jī)的磨煤部分為耐磨材料，破碎機(jī)的殼體為上下可分式，可180。開啟。
4.2運(yùn)行中出現(xiàn)的問題及處理
(1)煤料粘性大造成破碎機(jī)底篩堵塞
      煤粉取樣器/自動(dòng)取樣裝置破碎機(jī)底部篩板原來的設(shè)計(jì)間隙為5mm．篩孔為D6mm．95%出料粒度不大于10mm。在其使用過程中，遇到粘性較大的煤種，特別容易使底板堵塞，最終導(dǎo)致破碎機(jī)工作腔內(nèi)堵煤，無法正常運(yùn)行。為使破碎機(jī)更好地適應(yīng)各種煤種的需要，將破碎機(jī)底部篩板的篩孔全部改為D10mm，解決了篩板篩孔堵塞的問題。
(2)破碎機(jī)環(huán)錘及環(huán)軸嚴(yán)重彎曲變形
      由于破碎機(jī)工作腔較小，一旦有稍大一點(diǎn)的煤塊或雜物進(jìn)入，容易引起破碎機(jī)環(huán)軸部分的變形。嚴(yán)重時(shí)環(huán)錘、環(huán)軸都會(huì)產(chǎn)生很大的變形。環(huán)軸彎曲變形后，環(huán)錘在環(huán)軸上無法正常旋轉(zhuǎn)，環(huán)錘總成就會(huì)失去平衡。
4.3破碎機(jī)的改型
      由于是進(jìn)口設(shè)備，日常維修時(shí)沒有替代品，維護(hù)很困難。因此，對(duì)破碎機(jī)進(jìn)行改型主要有以下方面。
      (1)破碎機(jī)的改型是在原破碎機(jī)的外殼不作改動(dòng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改動(dòng)。將原來破碎機(jī)中心軸的尺寸改大，以使中心軸的直徑適合國(guó)產(chǎn)軸承。新軸的兩端車制新的標(biāo)準(zhǔn)鍵槽。
      (2)破碎機(jī)兩側(cè)的軸承采用美國(guó)FAFNIR公司GRAIIIRRB軸承，軸承內(nèi)徑為43.29mm。環(huán)錘中心軸改進(jìn)后，可選用帶立座頂絲外球面軸承UCP209或選配國(guó)產(chǎn)其他軸承。
      (3)破碎機(jī)的環(huán)錘總成中的側(cè)板，采用不銹鋼板制成，原先的厚度僅為4mm。在使用中，側(cè)板由于環(huán)軸的牽拉變形，也會(huì)產(chǎn)生變形。改型后仍將采用不銹鋼板，并將其厚度增加到8mm。
      (4)環(huán)錘是破碎機(jī)中重要的組成部分，其材質(zhì)要求很高。原先使用的環(huán)錘是進(jìn)口件，一般都采用高錳鋼。改型后，環(huán)錘采用ZGMn13-2或ZGMn13-3直接鑄造成形。由于破碎機(jī)機(jī)殼尺寸不變，環(huán)錘兩側(cè)板加厚后，環(huán)錘的長(zhǎng)度就要相應(yīng)的減小，由原先的346mm改為340mm．其他尺寸不變。
5、煤粉取樣器改進(jìn)后使用效果
      根據(jù)技改方案，于2017年3月至4月對(duì)人廠煤、人爐煤 煤粉取樣器/自動(dòng)取樣裝置螺旋輸送機(jī)進(jìn)行技改。經(jīng)1年多的使用（由于煤種水分大設(shè)備停用除外），系統(tǒng)運(yùn)行比較穩(wěn)定，三級(jí)皮帶機(jī)（原為螺旋輸送機(jī)）運(yùn)行狀況良好，破碎機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，自動(dòng)取樣裝置的投用率在99%以上。