(一)拉绳开关的选型与安装
拉绳开关是用于带式输送机紧急停机的一种现场操作保护装置。目前广泛应用的拉绳开关为无源机械式双向拉绳开关。拉绳开关按照一定间隔(约40m)固定安装于带式输送机两侧支架上,相互之间系上拉绳。紧急情况下,可以在带式输送机沿线任意位置拉动拉绳,触发拉绳开关动作,实现紧急停机。图11-19所示为事故拉线开关的基本形式。
1.选型原则及注意事项
1)根据不同应用场合,选择合适的动作灵敏度(操动力)的拉绳开关。最好选择可以调节操动力大小(动作拉力一般在100~400N)的产品。
2)选择带就地动作状态指示的产品。现在绝大多数产品都能够指示动作状态,有的甚至是声光指示。使用没有动作状态指示或者指示不明显的产品,将会给检修、调试以及运行操作带来极大的不便。
3)根据现场情况和运行条件选择自动复位或手动复位的产品。如果现场巡检人员少,胶带较长,可以选择能自动复位的产品;当选择自动复位的产品时,最好在控制系统内能够实现动作捕捉记忆功能,以便确定动作开关的具体位置,并且从控制逻辑上防止开关自动复位后马上自动重启设备。有些产品可以在安装时设定为自动复位或手动复位,如果有条件最好选择带有远程动作指示和远程复位的产品。
图11-19 事故拉线开关的基本形式
2.安装方法及注意事项
1)根据产品特性选择合理的安装间距、配置粗细合理的钢丝绳。钢丝绳的托架要求尽量光滑,托架间距不宜太长(托架间距一般应选择在2~3m)。部分厂家声称其产品安装间距可达100m甚至更长,但实际工程中应尽量控制在50m之内,避免过长的拉绳由于自重过重、阻力过大,影响操作和开关的复位。拉绳并非越粗越好(一般钢丝绳的直径不必也不宜超过5mm),应该与开关动作操动力大小匹配,事实上过粗过重的钢丝绳会造成开关处于半动作状态,不但容易误动,而且容易造成开关机构元件劳损。
2)对于可以调节操动力的产品要合理整定动作灵敏度。调节操动力大小时,综合考虑现场环境条件(如振动、户外风吹等)以及胶带倾斜坡度、开关的安装间距、拉绳自重等因素。
3)钢丝绳不宜过紧,防止轻微触碰引起开关误动。安装时要考虑环境温度变化对拉绳长度的影响。根据经验,拉绳松紧度以侧向拉开15~25cm的距离时触发拉绳开关动作为宜。
4)应该在胶带机双侧安装拉绳开关。这是为了充分保证紧急操作的便利性,也是为了安全考虑。
5)选择合适的安装高度。主要应根据现场情况,尽量保证现场人员可以方便快速地触动拉绳。
6)选择合适的接线方式。拉绳开关通常都有常闭、常开触点各1个,一般使用常闭触点。由于拉绳开关数量较多,为了节省电缆,通常一条带式输送机所有拉绳开关的常闭触点串联后接入带式输送机的分合闸控制回路;对于很长的带式输送机,有时采用将沿线拉绳开关分段分组接入的方式。
7)拉绳开关一定要接入胶带机就地电气控制回路,并尽量避免使用过多的中间继电器来转接信号,拉绳回路电源应使用对应的胶带机控制电源。这是确保拉绳开关能够可靠停机的重要保证之一。
(二)跑偏开关的选型与安装
图11-20所示的跑偏开关是用于检测带式输送机运行过程中,输送带跑偏程度并进行报警的一种保护装置,也用于在胶带严重跑偏时自动触发紧急停机。目前广泛应用的跑偏开关为无源机械式两级跑偏开关。跑偏开关按照一定间隔(约50m)固定安装于带式输送机两侧支架上,跑偏开关的滚轮部分在受到偏离中心运转的胶带的边沿挤压后产生偏转,当滚轮偏转到一定角度时触发开关动作。
1.选型原则及注意事项
1)尽量选择二级或多级跑偏开关,可以检测胶带不同的跑偏程度,为控制系统提供更多的信息。
2)优先选择开关本体带动作记忆及动作状态指示的产品。由于胶带机是动态运转的,具备此功能,可以便于确定胶带发生跑偏的具体位置、分析跑偏原因,也便于设备调试和维护。
图11-20 跑偏开关
3)若有条件可以选择非接触式跑偏开关。非接触式跑偏开关使用光电接近开关代替滚轮检测胶带是否跑偏。其优点是寿命长、易于维护,缺点是价格昂贵。
2.安装方法及注意事项图11-21所示为跑偏开关的安装位置及要求。
1)选则合理的安装间距。胶带跑偏多发生在头尾两端,所以在距离胶带机头尾各15m之内就应该安装跑偏开关,胶带机中部的跑偏开关安装间距一般应尽量控制在50m之内。
2)根据胶带机设备工艺要求选择合理的跑偏范围。一般不允许胶带跑偏位移超出胶带宽度的1/5,不允许胶带跑偏擦碰到侧面的固定机构,胶带头尾两端允许跑偏的范围至少应控制在滚筒两侧的支承机构之间。
3)跑偏开关的安装支架应该制作成可以沿胶带侧向调节跑偏开关位置的结构。这样是为了根据现场实际情况小范围调整允许跑偏的范围。
图11-21 跑偏开关的安装位置及要求
(三)堵料开关的选型与安装
堵料开关是安装在落料斗或储料仓内检测料位的一种保护装置。带式输送机系统中两条输送机之间通常是通过管状落料斗连通,运行中当落料斗出口因各种原因受堵时物料会很快堵满整个落料斗乃至大量溢出。在落料斗中安装堵料开关,可以在堵料事故发生的初期报警并触发紧急停机,从而避免大量堵料造成胶带打滑、驱动电动机过载等严重后果。
图11-22所示为侧压型阻旋式堵煤装置的外形及安装,阻旋式料位控制器的叶片是利用传动轴与马达信号源相接,在未接触物料时,马达保持正常运转,当叶片接触物料时,马达会停止转动,机构会同时输出信号而测出料位高度或料仓堵塞信号。
1.选型原则及注意事项
1)一般选择接触式的堵料开关。实际工程应用表明,在电厂输煤系统中,非接触式的堵料开关比较容易误动作,影响设备正常控制与运行。接触式的堵料开关的缺点是容易损坏、工作寿命较短。
2)可以选择具有动作后延时报警功能的堵料开关,并且动作延时报警时间可以调整和设定。该功能可以过滤短时间物料冲击扰动,避免引起设备不必要的停机。
3)尽量选择带动作指示的产品。由于堵料开关的触动机构是在落料斗的内侧,难以观察,开关外部本体上带动作指示对于现场检查是非常有用的。
图11-22 侧压型阻旋式堵煤装置的外形及安装
2.安装方法及注意事项
1)选择合适的安装位置。一般不应安装在物料可能直接冲击到的位置,通常安装在落料斗的侧面;还要选择合适的安装高度,既要高于正常运行状态下物料临时滞留的高度,又不能太接近落料斗上部。选择合适的安装位置,才能保证准确及时地检测到堵料状态。
2)对于需要通电工作的堵料开关,应该采用跟随胶带机的起停而起停的工作方式,以延长其工作寿命。
(四)打滑开关的选型与安装
胶带打滑是燃料输送系统中常见的运行故障之一,造成胶带打滑的原因主要有拉紧重锤重量过轻或拉紧机构卡死,胶带过载,胶带非工作面有水等。胶带打滑若不及时停机将影响生产,造成胶带堵煤。
打滑开关的保护原理是:打滑保护一般和测速装置成套配备。测速装置在胶带运行时检测带速,在测速装置中设定胶带打滑值,当带速低于此值时发出报警并停止胶带运行。
测速装置有磁电式和光电式两种。图11-23所示为磁电式测速装置,在胶带运行时,速度传感器中磁通量的变化产生感应电动势。当带速变化时,感应电动势发生变化,通过感应电动势的变化来判断胶带是否打滑。光电式是在胶带正常运行时,光的变化是一定的,所反应的电量也是一个定值,当胶带打滑时,光的变化引起电量的变化。速度检测装置一般可安装在尾部从动滚筒、托辊和胶带非工作面上,很多打滑开关装置还能实时提供胶带线速度或滚筒转速的信号显示和输出。
1.选型原则及注意事项
图11-23 磁电式测速装置
a)FYH型速度信号发生器 b)速度信号传感器工作原理图
1.选型原则及注意事项
1)实际工程经验表明,通过检测从动滚筒转速来判断胶带是否打滑的非接触式的打滑开关比较适合在火电厂输煤系统中使用,但是其价格相对比较昂贵。
2)应根据被测胶带机的实际运动速度选择测量范围相对应的产品。通常胶带机正常运行时的线速度为2.5~4m/s,滚筒转速为50~300r/min(与滚筒直径大小有关)。
3)除了同时检测滚筒转速和胶带速度,并进行比较的对比式打滑开关之外,最好选用可以自动避开胶带机起动时的低速状态的产品。由于输煤胶带的打滑报警实际上是低速报警,所以在胶带机起动过程中应该屏蔽打滑报警,可以采用胶带机起动时延时检测的方法(即起动开始后延时一段时间待胶带机达到正常转速后接通打滑开关工作电源),但是实现起来比较麻烦。有些产品可以自动避开胶带机起动时的低速状态:胶带机起动的同时给打滑开关供电,打滑开关得电工作后延时一段时间才开始正常检测胶带速度。
4)若有条件,则应尽量选择带实际速度显示并可以远程传送速度信号的产品。
2.安装方法及注意事项
测速装置的安装示意图如图11-24所示,其安装注意事项如下:
1)根据不同产品选择合适的安装方式。
2)非接触式打滑开关应尽量安装在远离强电磁场干扰的位置,并罩上金属罩。
3)打滑报警的设定值应进行现场实测后设置。每个胶带机的速度参数一般都不相同,实际工作中的胶带运转速度还会受到胶带机安装方式及其结构的影响,所以必须逐一设置每条胶带机打滑开关的动作报警值。
(五)防撕裂开关的选型与安装
防撕裂开关(图11-25)是检测胶带纵向撕裂并报警的一种保护装置,可用于胶带发生撕裂时自动触发紧急停机。大部分撕裂发生在胶带尾部落料斗出口,由于物料中的大块硬物卡在落料斗出口而刮伤甚至刺穿胶带,有些撕裂是由于胶带支架和托辊变形等原因造成的。按照不同的检测手段和工作原理划分,安装于胶带下方的防撕裂开关可分为光电式、导电橡胶式和拉线式三种;安装于胶带尾部落料斗出口的防撕裂开关可分为挡板式和振动感应式等。
图11-24 测速装置的安装示意图
a)胶带速度检测 b)滚筒速度检测
图11-25 防撕裂装置安装示意图
a)活动挡板式防撕裂开关 b)下托式防撕裂开关
1.选型原则及注意事项
1)胶带的撕裂大部分发生在落料斗出口处,比较有效的检测手段是在落料斗出口处安装活动挡板式防撕裂开关。活动挡板式防撕裂开关的优点是可以在第一时间甚至在撕裂发生前就可以检测并报警;缺点是只能检测由于物料中的大尺寸硬物可能造成的撕裂,并且安装、维护麻烦,容易卡堵。(www.xing528.com)
2)对于胶带接头较多、脱皮较多的胶带机,不宜选择下托式防撕裂开关。由胶带机上翘引起的脱皮可能会造成开关误动。
3)选择在短时间扰动下可以自动复位的产品,过滤非撕裂扰动。由于输煤系统现场环境复杂、物料中的杂物多、胶带上常有脱皮现象等,选择可以在短时间扰动下自动复位的产品,能够避免不必要的保护停机。
2.安装方法及注意事项
1)活动挡板式防撕裂开关的活动挡板应该进行耐磨处理,并应做到便于拆卸更换。
2)下托式防撕裂开关的钢丝绳或导电橡胶管等检测部分应与胶带保持合理的安装距离,既要保证能够检测到撕裂发生,又要避免距离太近时胶带晃动引起的误动。
(六)料流开关的选型与安装
料流开关是检测胶带上是否有物料的保护装置,有的产品可区分不同流量大小,在流量超大时还可以提供超载报警。料流开关有时还用于触发降尘、除尘设备,如水喷淋装置和除尘器等联锁工作。按照不同的检测手段和工作原理划分,主要有安装在胶带上方的悬臂式或链锤式料流开关(图11-26a)和安装在胶带下方的称重式料流开关(图11-26b)两种。
图11-26 料流开关安装示意图
a)悬挂式料流开关
1—安装支架 2—检测体 3—链条 4—金属球 5—胶带 6—机架
b)称重式料流开关
1—导料槽 2—托辊 3—胶带 4—检测器 5—安装架 6—中间架
1.选型原则及注意事项
1)优先选择非接触式料流检测开关。接触式料流开关的寿命短、易变形,甚至其检测机构受到物料冲击后会掉进物料中。
2)选择接触式料流检测开关时,要选择结构坚固的产品,以保证能够长期承受物料的冲击。
3)称重式料流开关也是一种比较理想的检测开关。称重式料流开关的检测机构安装于胶带下面,通过检测胶带上物料施加给胶带的压力判断料流流量的变化。这种料流开关的工作原理类似于胶带秤,优点是不会对物料产生污染,可以反映物料流量的细微变化,缺点是价格昂贵。
2.安装方法及注意事项
图11-27所示为料流开关的安装示意图,其具体安装注意事项为:
1)根据不同的产品类型选择合适的安装方式。
2)安装于胶带上部的料流检测开关,特别是接触式的料流检测开关,应该采用门字型支架,保证结构结实稳固。
(七)料位开关(料位仪)的安装
电厂输煤系统通常是通过料位开关和料位仪结合实现煤仓料位检测。由于在煤仓下部安装料位检测设备比较麻烦,并且检修也不方便,目前大部分电厂在煤仓顶部安装料位仪,以检测料位的变化并实现低料位的监测与报警,同时在煤仓顶部落料口附近安装料位开关,用于检测高料位并报警。若采用阻旋式料位仪和超声波料位仪结合使用,通常是原煤仓当中每个犁煤器下面用一个阻旋式料位仪作为高煤位信号,原煤仓中心用一个超声波料位仪作为料位高低显示和低煤位信号控制。
1.超声波料位仪的安装
超声波料位仪属于非接触检测仪器,可以定点和连续测量,具有测量精度高,不受光线、粒度等影响,传播速度也不受被测物料介电常数、电导率及腐蚀性影响特点。超声波料位仪在使用时,其量程应该大于现场实际测量的距离。通常,实际测量范围超出量程以外时,超声波料位仪显示的料位数据是没有意义的。
图11-27 料流开关的安装示意图
a)悬臂式料流开关安装示意图
1—左横梁 2—调位盘 3—限位板 4—右横梁 5—上锁紧管 6—支臂 7—下锁紧管 8—摆杆 9—调位栓 10—摆臂板 11—胶带 12—机架
b)链锤式料流开关安装示意图
1—上锁紧管 2—横梁 3—支臂 4—传感器 5—限位管 6—钢丝绳 7—钢球棒 8—机架 9、10—焊接点 11—下锁紧管
1)超声波料位仪正确的安装位置是:探测器发射面要对正料面,发射的超声波声柱要避开进料口的料流和仓里的固定构件。例如,图11-28a的安装位置是错误的,图11-28b的安装位置是正确的。
2)超声波料位仪的换能器不宜安装过深。通常,超声波料位仪的换能器附近有一个约1m的盲区。如果安装过深,再加上探头自身具有一定长度,则可能会在煤仓内煤位较高时进入超声波料位仪探头的测试盲区,造成料位数据不准确,影响运行判断和控制操作。
3)尽量使换能器远离料仓进料口,但不能紧贴仓壁,如图11-29所示选择定位。
图11-28 超声波料位仪的安装位置
a)超声波料位仪错误的安装方法 b)超声波料位仪正确的安装方法
图11-29 换能器的安装位置
4)换能器超声波发射范围内不要有容易引起干扰信号的障碍物(如横梁、人梯、检修通道等)。
5)换能器周围应没有较大的高频噪声源。
6)尽量避免机械振动。
7)图11-30所示为超声波料位仪换能器的安装形式,目前采用较多的是平板法兰安装和立管安装。换能器法兰盘推荐安装尺寸见表11-2,立管推荐安装尺寸见表11-3。
图11-30 超声波换能器的安装尺寸
1—换能器 2—法兰盘 3—立管 4—超声波探头
表11-2 换能器法兰盘推荐安装尺寸
表11-3 立管推荐安装尺寸 (单位:mm)
2.阻旋式料位仪的安装
图11-31所示为阻旋式料位仪的结构及安装位置。工作时若无物料与之接触,料位仪内部电动机带动旋转叶片正常旋转,料位仪触点开关无动作。当物料料位上升接触到旋转叶片并阻止叶片正常旋转时,旋转电动机立即断电,料位仪触点开关动作,输出一开关信号。
图11-31 阻旋式料位仪的结构及安装位置
1—叶片 2—传动轴 3—本体 4—磁铁 5—外壳 6—微动开关 7—电动机 8—电缆线 9—固定螺母 10—轴承 11—油封 12—扭力弹簧
阻旋式料位仪的安装注意事项
1)如图11-32所示,阻旋式料位仪分料仓侧壁安装和料仓顶部安装两种形式,但不管采用哪种安装形式,在安装料位仪时都应避免进料时物料对旋转叶片的直接冲击。
2)如图11-33所示,安装时可用安装板安装(便于安装和维修时叶片拆装),也可用螺纹接头安装。图11-33a所示型号主要用于料仓侧面安装;图11-33b所示型号用于需要使用加长轴及轴护罩的料仓顶部的安装。
图11-32 阻旋式料位仪的安装
图11-33 阻旋式料位仪安装板的安装
a)用于侧壁安装的安装板和半管连接头 b)用于顶部安装的安装板和全接头
3)一般情况下,侧壁安装和检测高料位时的顶部安装用刚性联轴器接头连接输出轴,顶部安装检测较低料位时,需采用加长轴,用弹性联轴器接头连接输出轴。
4)阻旋式料位仪接线端子图如图11-34所示。
5)同时安装高料位开关和高高料位开关时,应该使它们之间保持足够的距离,防止相互碰撞和缠绕。
图11-34 阻旋式料位仪接线端子图
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