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

      山東泰安有限公司是一座裝機容量為55kW的火力發(fā)電企業(yè)，于2014年立項新增人廠(chǎng)、入爐煤自動(dòng)取樣裝置，經(jīng)選型確定選用以國產(chǎn)化為主、部分設備采用進(jìn)口的產(chǎn)品。該煤粉取樣器裝置經(jīng)初步調試，于2015年3月下旬投入試運行。運行中故障頻發(fā)，特別是余煤返回系統螺旋輸送機和電動(dòng)閘門(mén)故障率極高，破碎機在運行中相繼出現了環(huán)錘、環(huán)軸彎曲變形及篩板裂開(kāi)等問(wèn)題，由于采用進(jìn)口部件，設備維護很不方便。經(jīng)過(guò)1年多的運行，針對出現的問(wèn)題，為提高自動(dòng)取樣裝置/煤粉取樣器的投用率，于2015年4月對入廠(chǎng)、人爐煤自動(dòng)取樣裝置的螺旋輸送機和電動(dòng)閘門(mén)、破碎機進(jìn)行了相應的技改。
1、煤粉取樣器設備概況
      公司燃料輸煤系統所配套的入廠(chǎng)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，分別安裝在2號甲和4號甲乙皮帶機的中部。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(guò)程。
      燃煤自動(dòng)取煤樣裝置/煤粉取樣器由2套初級采樣機、1套皮帶給料機、1套斗式提升機、1套破碎縮分裝置及1套余煤返回系統、電氣控制系統組成。破碎縮分裝置由破碎機、縮分器及樣品罐組成。余煤返回系統由斗式提升機、螺旋給料機及溜管組成。
      輸煤皮帶系統啟動(dòng)時(shí)，皮帶的運行信號通過(guò)邏輯存儲器(PLC)的輸出繼電器，被輸送到輸煤系統的自動(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后，逐級觸發(fā)整機開(kāi)始工作，同時(shí)又觸發(fā)一次采樣器和二次采樣器計時(shí)器開(kāi)始計時(shí)；若干秒后，一次采樣器第一次啟動(dòng)刮板采樣；子樣通過(guò)落煤筒被送到初級給料機；初級給料機均勻連續地將煤喂給碎煤機破碎后，送給下一級縮分設備（縮分器）；采得的樣品被送到旋轉集樣瓶中；剩余部分樣品則通過(guò)斗式提升機和螺旋輸送機被送回到皮帶輸送機：當二次采樣器動(dòng)作若干次后，其可編程控制器觸發(fā)旋轉集樣器旋轉一角度，代之以相鄰的集樣瓶：如此反復，完成某一階段的采樣；當皮帶停止時(shí)，該自動(dòng)取樣裝置的可編程控制器可延時(shí)停機，將系統中的余煤走空。自動(dòng)取樣裝置取樣流程見(jiàn)圖l。
2、煤粉取樣器/自動(dòng)取樣裝置運行中存在的問(wèn)題
      該煤粉取樣器/自動(dòng)取樣裝置投用以來(lái)，螺旋輸送機故障頻繁發(fā)生，嚴重影響整臺設備的正常運行，主要有以下問(wèn)題。
      (1)螺旋輸送機由于螺旋體中心軸產(chǎn)生撓度，與設備外殼相磨擦、卡澀，產(chǎn)生故障報警。
      (2)螺旋輸送機由于瞬時(shí)輸送量過(guò)大堵煤，產(chǎn)生故障報警。
      (3)螺旋輸送機中部懸掛軸承處通流面積小，導致物料無(wú)法正常通過(guò)，產(chǎn)生報警。
      (4)電動(dòng)閘門(mén)電機功率為60W，推力小，是靠限位來(lái)控制它的伸縮，因此經(jīng)常出現限位不到位和機械上的卡澀。
      (5)破碎機由于有煤矸石或其他雜物的進(jìn)入，導致破碎機環(huán)錘損壞。
      (6)破碎機底部篩板易斷裂。
      (7)破碎機處疏通器動(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(wú)法正常運行到位，經(jīng)常出現誤動(dòng)和卡澀。
      根據2015年4月至2016年3月期間的數據統計，入廠(chǎng)、入爐煤取樣裝置共發(fā)生缺陷78條。其中，螺旋輸送機故障率為45%，閘門(mén)故障率為25%．斗提機故障率為5%，疏通器故障10%．破碎機故障率為10%，其他故障5%。其中，螺旋輸送機和其電動(dòng)閘門(mén)的故障率達到70%，破碎機及其疏通器的故障率達到20%，因此針對螺旋輸送機和破碎機部分的問(wèn)題進(jìn)行分析，提出相應的方案和措施。
3、煤粉取樣器螺旋輸送機運行中出現的問(wèn)題及技改措施
3.1設備情況及存在的問(wèn)題
      螺旋輸送機型號為L(cháng)X150;輸送量為10rr13/h：功率為2.2kW。螺旋輸送機的驅動(dòng)方式：擺線(xiàn)針輪減速機輸出軸通過(guò)鏈條傳動(dòng)的方式驅動(dòng)螺旋輸送機螺旋體的傳動(dòng)軸。設備運行時(shí)，螺旋輸送機通過(guò)螺旋體及葉片的旋轉，連續不斷地傳送物料。電動(dòng)閘門(mén)推桿型號：DTIA6318-M，電機功率：60W。
      自動(dòng)取樣裝置自投用以來(lái)，在螺旋輸送機部分出現的故障經(jīng)分析，主要存在以下問(wèn)題。
(l)螺旋輸送機螺旋體中心軸撓度大，易變形。
      由于螺旋輸送機的驅動(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(cháng)度較長(cháng)約為6857mm，直徑為D68mm。螺旋體中心軸比較細長(cháng)，當螺旋體被鏈條帶動(dòng)時(shí)，易發(fā)生變形現象，在細長(cháng)軸上產(chǎn)生較大撓度和偏心振動(dòng)。原螺旋輸送和結構見(jiàn)圖2。
(2)螺旋輸送機中部懸掛軸承影響物料通過(guò)。
      螺旋輸送機螺旋軸的中間均設置了懸掛軸承。螺旋輸送機運行一段時(shí)間后，便發(fā)生中間懸掛軸承處嚴重堵煤，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(méi)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(guò)。
(3)設備部件設計不合理，不利于整套設備運行。
      螺旋輸送機的回料系統分為甲、乙路回料管。而控制回料的方式主要通過(guò)電動(dòng)閘門(mén)閘板的運行。在最初設計時(shí)，只考慮到電動(dòng)閘板的可行性，而沒(méi)考慮到實(shí)際使用時(shí)，會(huì )出現問(wèn)題。當長(cháng)時(shí)間運行甲系統時(shí)，電動(dòng)閘板就處于關(guān)閉狀態(tài)，由于閘板與螺旋機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，最終導致不能正�；亓�。
(4)設備選型不適當，造成系統故障。
      原螺旋輸送機的驅動(dòng)裝置型號為：BWD1829l.5kW，電機功率較低，稍出現輸送機螺旋體與機殼磨擦，驅動(dòng)裝置就無(wú)法正常驅動(dòng)，鏈條傳動(dòng)過(guò)程中時(shí)有停頓現象，最終導致無(wú)法正常運轉。
3.2技改措施
      (1)將原螺旋輸送機改為皮帶式輸送機，結構見(jiàn)圖3。
      (2)設計皮帶機時(shí)，在減速機與驅動(dòng)滾筒之間采用柱銷(xiāo)聯(lián)軸器聯(lián)接，保證同軸度精度要求。驅動(dòng)機構改兩軸平行傳遞為同軸傳遞，運行更加平穩。
      (3)將原螺旋輸送機擺線(xiàn)針輪減速機更換為MB無(wú)極變速機。MBW40-Y4.O-C5無(wú)極變速機變速范圍在40～200r/min，可有任意的速比變化，從而極大地保證皮帶機的輸送出力。由于電動(dòng)機功率增加為4kW，因此在轉軸處加裝零速開(kāi)關(guān)，以監控其運行狀況。將原電機電纜及交流接觸器作相應更換。
      (4)在螺旋輸送機原電動(dòng)閘門(mén)處安裝電動(dòng)卸料器，通過(guò)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 )出現卡澀現象和硬煤層的問(wèn)題。
4、煤粉取樣器破碎機運行中存在的問(wèn)題及處理
4.1破碎機的參數、結構
      該煤粉取樣器/自動(dòng)取樣裝置共配有2臺破碎機，型號為HOLMES型。轉子工作直徑／長(cháng)度為250/365mm：適用物料為<50mm;進(jìn)料含水量<12%：電動(dòng)機型號為Y132S-4-Y5.5kW-B3-IP54;功率為5.5kW;電壓為380V;三角帶型號為B-1800，根數為3。
      破碎機系徐州拉姆齊公司提供，均由進(jìn)口部件組成。破碎機的磨煤部分為耐磨材料，破碎機的殼體為上下可分式，可180。開(kāi)啟。
4.2運行中出現的問(wèn)題及處理
(1)煤料粘性大造成破碎機底篩堵塞
      煤粉取樣器/自動(dòng)取樣裝置破碎機底部篩板原來(lái)的設計間隙為5mm．篩孔為D6mm．95%出料粒度不大于10mm。在其使用過(guò)程中，遇到粘性較大的煤種，特別容易使底板堵塞，最終導致破碎機工作腔內堵煤，無(wú)法正常運行。為使破碎機更好地適應各種煤種的需要，將破碎機底部篩板的篩孔全部改為D10mm，解決了篩板篩孔堵塞的問(wèn)題。
(2)破碎機環(huán)錘及環(huán)軸嚴重彎曲變形
      由于破碎機工作腔較小，一旦有稍大一點(diǎn)的煤塊或雜物進(jìn)入，容易引起破碎機環(huán)軸部分的變形。嚴重時(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(wú)法正常旋轉，環(huán)錘總成就會(huì )失去平衡。
4.3破碎機的改型
      由于是進(jìn)口設備，日常維修時(shí)沒(méi)有替代品，維護很困難。因此，對破碎機進(jìn)行改型主要有以下方面。
      (1)破碎機的改型是在原破碎機的外殼不作改動(dòng)的基礎上進(jìn)行改動(dòng)。將原來(lái)破碎機中心軸的尺寸改大，以使中心軸的直徑適合國產(chǎn)軸承。新軸的兩端車(chē)制新的標準鍵槽。
      (2)破碎機兩側的軸承采用美國FAFNIR公司GRAIIIRRB軸承，軸承內徑為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或選配國產(chǎn)其他軸承。
      (3)破碎機的環(huán)錘總成中的側板，采用不銹鋼板制成，原先的厚度僅為4mm。在使用中，側板由于環(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。由于破碎機機殼尺寸不變，環(huán)錘兩側板加厚后，環(huán)錘的長(cháng)度就要相應的減小，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
      根據技改方案，于2017年3月至4月對人廠(chǎng)煤、人爐煤 煤粉取樣器/自動(dòng)取樣裝置螺旋輸送機進(jìn)行技改。經(jīng)1年多的使用（由于煤種水分大設備停用除外），系統運行比較穩定，三級皮帶機（原為螺旋輸送機）運行狀況良好，破碎機運轉正常，自動(dòng)取樣裝置的投用率在99%以上。