潘培山

摘 要：該文結合垃圾吊的運行工況中存在甲硫醇、甲硫醚等異味氣體和H2S和CH4以及CO等腐蝕和危險爆炸性氣體，并且濕度大和粉塵大等的惡劣環(huán)境，對在實際工作中遇到的問題及故障進行了分析，并提出了有針對性的解決對策。該文對于垃圾吊在垃圾焚燒發(fā)電電廠中的實際應用具有一定的指導和借鑒意義。

關鍵詞：垃圾吊；爆炸性氣體；腐蝕；溜鉤

中圖分類號：X705 文獻標志碼：A

0 引言

垃圾吊是城市生活垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾供料系統(tǒng)的核心設備，位于垃圾貯存料池的上方，主要承擔垃圾的投料、搬運、攪拌、取物和稱量工作。其安裝位置決定工作環(huán)境惡劣，主要存在爆炸性氣體、高濕度、高溫和粉塵等。垃圾在缺氧狀況下發(fā)酵，其過程中必然會產(chǎn)生H2S和CH4以及CO等腐蝕和危險爆炸性氣體；因垃圾倉下滲濾液的存在導致濕度高環(huán)境濕度常年保持在70 %以上；垃圾車傾倒卸料時產(chǎn)生大量揚塵；發(fā)酵過程中放熱加上垃圾貯存池相對密閉的環(huán)境，夏季高溫時溫度達到50 ℃。惡劣的環(huán)境對垃圾吊設備的壽命和整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性都有影響，較為嚴重時，會造成設備嚴重損壞。針對此情況，采取了相應的預防措施，減少外界環(huán)境對設備的影響，延長設備的使用壽命，減少設備損壞率，提高設備運行可靠性，保障機組的安全平穩(wěn)運行。

1 背景

莒縣垃圾發(fā)電廠的垃圾吊由河南賽諾重工機械有限公司成套，其中控制系統(tǒng)采用西門子S7-300系列PLC，變頻器采用施耐德ATV71系列起重專用變頻器，抓斗采用的是上海佩納沙士吉打機械有限公司生產(chǎn)的桔瓣式電動液壓抓斗，重量5.6 t。運行一年中出現(xiàn)過溜鉤、大車行走不同步異音、限位開關損壞、接線箱接線氧化松動等諸多事故，嚴重影響了生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定，甚至產(chǎn)生較大的安全隱患。

2 實際案例

2.1 溜鉤案例

2018年5月份，1#垃圾吊抓滿6 t垃圾料后提升后，平移到垃圾卸料口處，操作人員感覺提升高度不足，打算再升高半米，剛剛操作垃圾吊抓斗就溜鉤下滑，操作人員迅速拍急停按鈕，沒有能夠控制住抓斗下滑，抓斗下滑到下料口側壁，產(chǎn)生一個向外的分力，抓斗通過鋼絲繩把小車往外拽并脫軌，撞擊到垃圾倉壁后停止，抓斗掉落到卸料溜槽中。

2.2 大車行走不同步異音案例

2018年4月份，2#垃圾吊在大車行走起始時經(jīng)常出現(xiàn)類似于2臺電機不同步、大車走平行四邊形工況的異音。

2.3限位開關損壞、接線箱接線氧化松動等案例

大車和小車限位開關最初廠家的原設計是采用LJ18A3三線直流 NPN型電感式傳感器接近開關，運行半年出現(xiàn)過4個開關損壞；接線箱采用的是普通型式的接線箱，運行半年后接線裸露的電纜全部出現(xiàn)氧化、虛接甚至斷路等現(xiàn)象。

3 原因分析

3.1 溜鉤案例原因分析

垃圾吊區(qū)別于一般起重機械的特點是有一個自身重量達5.6 t的大型抓斗，且頻繁抓料、投料操作。主起升機構是一臺變頻電機通過2臺減速器驅(qū)動2個卷筒上的4根鋼絲繩吊起四吊點液壓抓斗，在減速機主軸上安裝有起升機構的制動器（采用液壓推桿式制動器）。該次出現(xiàn)溜鉤的根本原因在于沒有調(diào)整好主起升電機建立驅(qū)動扭矩時間和液壓制動器釋放的動作時間，液壓制動器抱閘過早釋放，主起升電機驅(qū)動扭矩小于貨物和抓斗自重扭矩。

3.2 大車行走不同步異音案例原因分析

莒縣垃圾發(fā)電廠采用一臺變頻器驅(qū)動2臺大車電機的結構形式。出現(xiàn)異音首先從電氣方面排查：是否有1臺電機缺相、實際只有一臺電機驅(qū)動等原因，經(jīng)過細致地測量2臺電機的三相電流、絕緣等各項指標，均正常；其次開始排查吊車導軌是否有變形、絞邊的問題，經(jīng)測量分析數(shù)據(jù)均在合格范圍內(nèi)，再次檢查大車與導軌是否垂直，經(jīng)過一系列地檢查、測量、分析認定機械部分沒有異常。最終再轉(zhuǎn)到變頻器的參數(shù)設置，查閱變頻器的參數(shù)設置、咨詢賽諾設備制造廠家等試探性地把變頻器內(nèi)部電機控制方式參數(shù)進行了優(yōu)化設置，異音消失，設備運行正常。

ATV71系列施耐德變頻器對電機的控制方式有5種，分別是：

①SVC U開環(huán)電壓矢量控制模式；這種模式可以根據(jù)負載自動進行滑差補償。支持多個電機并聯(lián)在同一個變頻器上（如果為相同的電機）。

②SVC I 開環(huán)電流矢量控制模式；不支持多個電機并聯(lián)在同一個變頻器上。

③2點壓頻比開環(huán)V/F；適合使用場合。

多個電機并聯(lián)在同一個變頻器上。

高速電機。

額定功率比變頻器額定功率低的電機。

④5點壓頻比開環(huán)V/F控制模式和與V/F 2點壓頻比模式一樣，但支持避免諧振（飽和）。

⑤同步電機：僅用于帶有正弦曲線電動勢（EMF）的同步永磁電機。

3.3 限位開關損壞、接線箱接線氧化松動等案例原因分析

原設計的這種接近開關適合比較行程精密的場合，像垃圾吊這種粗大笨重的設備，每一次的行走路徑都會有一定的偏差，嚴重時可能達到10 mm以上，偏遠了可能檢測不到大車/小車已經(jīng)到位，偏近可能沒有及時停車就把傳感器剮蹭損壞。普通的接線箱內(nèi)部不能隔絕氣體，內(nèi)部的潮濕且充滿了危險爆炸性氣體容易把接線氧化，接線氧化后接觸電阻增大，出現(xiàn)接線松動甚至斷路的情況。

4 措施和解決方法

4.1 溜鉤案例措施和解決方法

首先從運行操作上規(guī)范，要求在垃圾倉內(nèi)部抓起垃圾后一步提升到位，提升到位后再進行前后和左右方向的平移到垃圾投料口，在進行前后和左右方向的平移過程中液壓制動器處于抱閘狀態(tài)，抓斗不會下滑。存在溜鉤的可能時間是剛提升到位驅(qū)動力矩消失而液壓制動器還沒有及時抱閘，在垃圾倉內(nèi)部溜鉤相對于在投料口溜鉤危險性小一些，一方面高度高，可以給操作人員應急反應時間，另一方面即使溜到倉內(nèi)垃圾上一般不會引起太大危害。

其次要從根本上解決主起升電機建立驅(qū)動扭矩時間和液壓制動器動作時間的配合問題，主要是設置合適的變頻器參數(shù)：剎車釋放電流：236 A，剎車機構釋放時間：0.3 s，剎車釋放頻率：+2.3 Hz，抱閘頻率：+2.0 Hz，剎車抱閘時間：0.0 s，變轉(zhuǎn)向頻率跳變值：自動，再啟動等待時間：0.5 s。

再次是進行每月一次定期的“自整定”，主要是抑制“零飄”，進行自整定時需要將抓斗放到平臺上，提升電機空載狀況下整定，且需要在“冷態(tài)”下進行，一般的電機空閑2小時，變頻器能夠比較準確地檢測到電機的冷態(tài)定子電阻值。

4.2 大車行走不同步異音案例措施和解決方法

對變頻器內(nèi)部電機控制方式參數(shù)進行優(yōu)化設置，由原先的矢量控制方式改為2點壓頻比控制方式。2點壓頻比控制方式雖然在低轉(zhuǎn)速時輸出轉(zhuǎn)矩稍差一些，但是這種方式更適合一臺變頻器驅(qū)動兩臺電機的“一拖二”并機運行工況。

4.3 限位開關損壞、接線箱接線氧化松動等解決措施

將原有的電磁式接近開關全部更換成機械式限位開關，這種開關相對行程距離比較大，適合行車這種每次行走的位置不確定的場合，且抗干擾能力強，接線密閉也能夠克服爆炸性氣體和潮濕的環(huán)境。普通的接線箱全部更換為防爆密閉接線箱，且內(nèi)部防止生石灰作為干燥機能夠吸潮。

5 結語

起重機的正確使用與維護保養(yǎng)對安全生產(chǎn)和起重機的使用壽命有很大關系，因此，必須對起重機進行定期檢查和檢測，檢查或檢測必須符合 GB6067《起重機械安全規(guī)程》和其他有關文件規(guī)定的要求。

莒縣垃圾發(fā)電廠的垃圾吊通過一系列的技術改造和優(yōu)化完善參數(shù)配置，并嚴格按照規(guī)程操作和定期維護保養(yǎng)；保障了安全穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1]唐顯聰，焦建耀，唐躍順.垃圾吊車電控系統(tǒng)的設計[J].中國科技投資，2018（8）：154.