连云港碱厂是我国自行设计和组织施工的年产60万 t的大型纯碱厂之一1989年建成投产。连云港碱厂经过多年的改造、扩建2007年生产纯碱117万 t产品所需的大宗原、燃料(石灰石、焦炭、煤)90%以上是通过铁路运输的。大宗原、燃料到厂后通过卸车机械(链斗卸车机)将原、燃料卸至大型堆场上而后通过供料设备将原、燃料输送到各工序完成纯碱生产的要求。由于铁路运输紧张铁路部门对进入厂矿企业内部车辆的卸车时间作出了规定超出规定的时间要收取一定的延时费用。所以如何在规定的时间内组织完成卸车任务对卸车机械(链斗卸车机)提出了较高的要求。本文以连云港碱厂卸车机械安全改造为例简要论述厂矿企业大宗原、燃料卸车机械安全改造技术。
1 卸车机械的现状
连云港碱厂共有 DDK-86型链斗卸车机10台。10台链斗卸车机使用已近20年设备进入寿命周期的衰退期设备老化结构架变形严重。由于设备受到物料冲击的影响造成各部结构架易开焊、易开裂部件磨损加剧故障频繁;桁架结构易积料且不便于**加上露天腐蚀等原因使钢构件强度降低结构架稳定性差影响安全生产。虽然通过检修可以暂时解决存在的设备故障但不能从根本上解决存在的设备安全隐患再加上生产负荷在逐年提高所以进行设备安全技术改造势在必行。
2 设备存在的安全隐患
链斗卸车机主要由行走机构、挖掘机构、卷扬机构、皮带输送机构、钢结构架(钢结构架采用桁架式结构由型钢组焊)、操作室及配电系统、供电装置、安全设施等部件组成。
2.1 机械系统
2.1.1 行走机构
大车行走机构由电机、减速机及行走主动轮、被动轮等组成。链斗卸车机在作业时行走机构匀速移动可以使料斗实现均匀取料。该机构存在的安全隐患:减速机底座固定板易被拉断并引发其他故障。
2.1.2 挖掘机构
挖掘机构主要由挖掘链条、料斗、驱动链轮、挖掘箱体和引导轮组成。挖掘箱体上升和下降通过导向轮沿链斗卸车机桁架两侧的轨道上下升降升降轨道采用角铁焊接在桁架上。
(1)升降轨道。在高负荷运行下采用角铁做升降轨道运行时箱体不稳定容易造成箱体脱槽;卸料时箱体摆动剧烈稳定性不好易造成卸料时过载也容易造成角铁变形以及损坏频繁。
(2)料斗斗口。由于料斗直接与原、燃料接触在卸车时料斗受到的磨损、冲击大。而料斗斗口又是磨损*严重的部位所以料斗斗口容易被撕裂而损坏。
2.1.3 钢结构框架
链斗卸车机的钢结构框架采用桁架结构。经过近20年的运行桁架变形严重各部结构易开焊加上腐蚀等原因钢构件强度减弱稳定性差影响安全稳定运行。
2.1.4 皮带输送机构
皮带输送机构由电动滚筒、输送耐冲击皮带、支承托辊、尾轮及调节装置、皮带机架等构成。带式输送机承接挖掘机构料斗抛卸的物料并将物料水平地运送到堆场上进行堆垛。存在的安全隐患:受物料冲击的皮带托辊损坏频繁。
2.1.5 操作室
卸车时抛卸物料产生的粉尘及噪音大加上操作室密封性能变差操作人员的工作环境急需改善。
2.2 电气系统
2.2.1 供电电源
供电采用三相四线制。链斗卸车机*初投用时供电电源是分别独立的由配电室经独立电气回路分别送到相对应的设备动力箱上通过动力箱、移动式电缆到达设备上的总动力箱。每一台设备移动式电缆采用配重式电缆卷筒结构受电器采用滑环铜碳刷式结构。设备在室外频繁移动作业加上现场工况条件差卷筒上的电缆经常磨损破皮移动式电缆配重经常转动不灵活卷筒内受电器也经常进水发生短路严重影响设备的稳定运行同时危及人身安全。另一方面由于每根电缆长度有限链斗卸车机在作业时存在一定的无法作业区域不利于卸车作业的稳定运行。
2.2.2 大车行走电机回路
行走电机启动用 JX 系列环行电阻进行控制通过接触器进行启动电阻的切除存在故障率高等缺陷。
2.2.3 卷扬电机
卷扬电机使用绕线电机 YZR 系列卸车时粉尘大封闭性能差转子滑环炭刷磨损发现不及时会造成电机损坏。
3 安全改造技术
3.1 机械系统
3.1.1 行走机构
减速机底座固定板易被拉断主要原因是行走机构减速机底座的固定钢板韧性差所致。改造前固定钢板厚度为16mm直接焊接在结构架上下边无支撑架和加强筋在高负荷条件下不能满足行走机构的运行要求。改造后减速机固定底座板采用厚度为20mm材质为16Mn 的钢板底座板下部安装支撑架支撑架上焊接加强筋板。改造后的减速机底座板强度明显提高投用后没有出现被拉断现象。
3.1.2 挖掘机构
(1)挖掘轨道。挖掘轨道由∠70角铁改造为 P24钢轨垂直安装由轨道压板来固定;同时导向轮也改造为与 P24钢轨结构相配合的结构。改造后卸料作业时挖掘箱体稳定性增强生产能力提高故障率降低。
(2)挖掘料斗。挖掘料斗斗口由原来的16Mn 材质改造为60Si2Mn 耐磨材质。改造后提高了料斗的耐磨性能与使用寿命。
3.1.3 钢结构框架
改造前链斗卸车机钢结构框架采用桁架结构改造后将桁架结构改为箱体结构。箱体结构不仅使机架的强度和稳定性能得到了提高而且满足了高负荷条件下卸车时的安全要求。
3.1.4 皮带输送机构
改造前托辊支架损坏频繁托辊支架材质为 A3;改造后将托辊支架材质改为16Mn。改造投用后不仅延长了托辊及托辊支架的使用寿命而且极大地降低了皮带机构的故障率延长了设备的使用寿命。
3.1.5 操作室
操作室的改造采用钢结构骨架内外铺彩色钢板石棉矿板隔热保温门窗采用彩色钢板冲压成型结构操作椅可适应任何位置操作操作室内配置空调设备。改造后内部密封性能得到了提高室内宽敞明亮操作视野开阔操作人员的工作环境得到了明显的改善。
3.2 电气系统
3.2.1 供电电源
将原来的独立配重式电缆供电改为封闭安全滑触线供电。具体方式为:将每台链斗卸车机配重式电缆拆除全线安装1条供电封闭安全滑触线配电室内到现场的电源电缆利旧在配电室内将电源电缆并联接于同一开关下送到现场动力箱后分别作为封闭安全滑触线的电源接入点。封闭安全滑触线主要由导管、受电器、中间进线盒及其他附件组成。导管形状为方型是1根半封闭的异型管状部件是滑触线主体部分导管内各导轨间相互绝缘并与外壳绝缘从而保证安全性。受电器是在导管内运行的1组电刷壳架由安置在用电设备上的拨叉或牵引绳带动使之与用电设备同步运行并通过导轨、电刷的电能输送到设备。改造后受电器的电刷由高导电性能的耐磨金属石墨材料制成受电器移动灵活定向性好有效控制接触电弧和串弧现象露天输电对检修人员及操作人员无任何伤害解决了连续作业存在的问题。
改造后卸车机械能充分利用堆场面积进行作业可以在堆场任意位置进行卸料同时安全滑触线能防雨、防雪、防冰冻、防尘、防腐蚀老化以及异物触及供电的安全性与稳定性也得到了很大的提高。实践证明改造后的封闭安全滑触线供电方式能保证设备安全稳定运行。
3.2.2 大车行走电机回路
改造后拆除原电阻器在转子回路中串联1台 BP 系列频敏变阻器BP 系列变阻器结构简单维护方便适用于较差工况的作业条件。运行证明改造后的大车行走电机回路使用效果较好取代了原用的 JX 系列环型电阻。
3.2.3 卷扬电机
根据卸车作业时卷扬机构的工作特点将原绕线 YZR系列电机改造为 YZ 系列电机直接启动电机基本处于免维护状态只要对电机进行计划检修就可以满足实际运行需要。