張 晗

(山西西山煤氣化有限責(zé)任公司 焦化一廠，山西 古交 030200)

1 概 況

西山煤氣化公司焦化一廠是古交市唯一氣源廠，負(fù)責(zé)整個(gè)古交地區(qū)的居民生活用氣。在煉焦生產(chǎn)過程中，焦?fàn)t裝煤除塵是環(huán)保中的重要管控環(huán)節(jié)。導(dǎo)煙車運(yùn)行在爐頂?shù)墓潭ㄜ壍郎?，裝煤前走行到固定炭化室上部，通過爐蓋電磁鐵取下對(duì)應(yīng)爐號(hào)的爐蓋，而炭化室上部的高溫通過熱傳導(dǎo)使?fàn)t蓋溫度處于持續(xù)高溫，因爐蓋電磁鐵取蓋時(shí)與高溫狀態(tài)的爐蓋長(zhǎng)時(shí)間接觸，會(huì)導(dǎo)致電磁鐵線圈短路，導(dǎo)致電磁鐵無法正常工作，直接影響焦?fàn)t正常生產(chǎn)。

2 導(dǎo)煙車除塵電磁鐵的設(shè)計(jì)與現(xiàn)狀

焦化生產(chǎn)中，焦?fàn)t爐頂高溫區(qū)域的裝煤爐蓋，其材質(zhì)屬于鑄鐵材料整體式鑄件，孔蓋下方是1 000 ℃左右的高溫?zé)霟峤固?。就熱傳?dǎo)方式而言，焦炭與爐蓋以輻射傳熱為主，吸收紅焦輻射熱量后，裝煤爐蓋溫度可達(dá)670 ℃左右，而電磁鐵在吸取爐蓋后，溫度通過熱傳導(dǎo)也達(dá)到了550 ℃ 左右。

出焦過程中，根據(jù)推焦裝煤計(jì)劃表，啟動(dòng)導(dǎo)煙車行至待裝煤的炭化室上方，等待聯(lián)絡(luò)信號(hào)。整個(gè)過程取蓋電磁鐵控制為PLC控制自動(dòng)完成。待取蓋機(jī)伸出到達(dá)限位后，PLC控制系統(tǒng)發(fā)出指令，電磁鐵線圈得電，開始勵(lì)磁，繼而功率增大為強(qiáng)磁，將爐蓋吸起，這時(shí)需要手動(dòng)操作將取蓋機(jī)退回，啟動(dòng)油缸落下套筒，協(xié)助對(duì)好機(jī)側(cè)除塵接口，伸出除塵導(dǎo)套與地面除塵固定干管連接，并向除塵站發(fā)出除塵信號(hào)。

在收到推焦車發(fā)出“裝煤結(jié)束，機(jī)側(cè)爐門已安好”信號(hào)后，收起套筒，再次啟動(dòng)取蓋機(jī)蓋好爐蓋，收回除塵導(dǎo)套，并向除塵站發(fā)出裝煤結(jié)束信號(hào)。在確認(rèn)各設(shè)備到位后，收到“可以行車”信號(hào)，將車駛離作業(yè)區(qū)，等待下一次操作。

在裝煤過程中裝煤爐蓋的反復(fù)開閉是由導(dǎo)煙車勵(lì)磁機(jī)構(gòu)來完成的，在爐蓋的開閉過程中，導(dǎo)煙車電磁鐵勵(lì)磁機(jī)構(gòu)直接接觸爐蓋表面的高溫，而整個(gè)裝煤過程至少需要10 min，在這段時(shí)間內(nèi)，電磁鐵一直與爐蓋“親密接觸”，如此持續(xù)高溫致使電磁鐵壽命明顯縮短。若是遇到生產(chǎn)工藝不正常，炭化室內(nèi)溫度過高的情況，電磁鐵損壞的頻率就會(huì)更加頻繁，最嚴(yán)重時(shí)平均2天就會(huì)燒毀一臺(tái)電磁鐵，每臺(tái)電磁鐵價(jià)格為8 000余元，嚴(yán)重影響生產(chǎn)并提高了生產(chǎn)成本。導(dǎo)煙車取蓋機(jī)所用電磁鐵為成都東方雷神標(biāo)準(zhǔn)電器有限公司生產(chǎn)的HW5-450型號(hào)電磁鐵，通電持續(xù)率為50%，在正常環(huán)境下工作周期為20 min左右，不宜在高溫狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間通電工作。

面對(duì)電磁鐵頻繁燒毀的情況，經(jīng)分析與研究，針對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境與對(duì)自動(dòng)取蓋機(jī)的操作，可以進(jìn)一步優(yōu)化程序流程，對(duì)導(dǎo)煙車PLC控制系統(tǒng)中電磁鐵勵(lì)磁時(shí)間程序進(jìn)行重新修改，以保障穩(wěn)定的生產(chǎn)。

3 改造過程

在出焦生產(chǎn)過程中，取爐蓋動(dòng)作完成后，導(dǎo)煙車電磁鐵勵(lì)磁時(shí)間擬定將原來的持續(xù)勵(lì)磁改進(jìn)為勵(lì)磁時(shí)間為2 min，在2 min內(nèi)完成取蓋動(dòng)作后釋放爐蓋，避免高溫爐蓋與電磁鐵長(zhǎng)時(shí)間接觸而頻繁燒毀電磁鐵。在完成裝煤工作后，手動(dòng)操作使電磁鐵再次勵(lì)磁完成后續(xù)生產(chǎn)程序。

以1#爐蓋電磁鐵勵(lì)磁系統(tǒng)為例，PLC控制程序中(PLC程序圖見圖1)，開關(guān)打到閉合狀態(tài),電磁鐵線圈得電，電磁鐵持續(xù)勵(lì)磁?，F(xiàn)將PLC控制程序進(jìn)行修改(PLC程序圖見圖2)，在線圈之前加入時(shí)間繼電器T130，將工作時(shí)間設(shè)置為2 min，2 min后控制回路斷開，取蓋機(jī)電磁鐵停止工作，自動(dòng)釋放爐蓋。10 min左右后，裝煤結(jié)束，手動(dòng)操作,控制回路閉合，電磁鐵再次勵(lì)磁，再次將爐蓋吸起，蓋好爐蓋。這樣電磁鐵線圈不會(huì)一直通電處于工作狀態(tài)，也避免了與高溫爐蓋長(zhǎng)時(shí)間接觸導(dǎo)致線圈頻繁短路而燒毀。

修改PLC控制程序后，相比原操作過程，只需多按一次操作按鈕，讓電磁鐵再次勵(lì)磁，在整體時(shí)間上相比原來沒有任何影響，不存在操作復(fù)雜、操作時(shí)間長(zhǎng)、延長(zhǎng)裝煤時(shí)間等問題。

程序修改之前，整個(gè)裝煤過程中，取蓋電磁鐵一直處于工作狀態(tài)，吸著爐蓋。改造后，雖然電磁鐵勵(lì)磁操作相比原來操作頻繁，但在第一次完成取蓋操作之后，電磁鐵斷電，避免了一直與爐蓋“親密接觸”，使?fàn)t蓋熱傳導(dǎo)到電磁鐵的熱量降低，同時(shí)能耗也降低，在節(jié)省了電能的同時(shí)延長(zhǎng)了使用壽命。

在電磁鐵吸起爐蓋后，爐蓋離地面距離為8～10 cm，而爐蓋本身為鑄鐵澆鑄而成，這個(gè)高度使電磁鐵既可以安全地釋放爐蓋又不會(huì)損壞爐蓋。在修改程序后，設(shè)備調(diào)試時(shí)沒有出現(xiàn)任何問題。

圖1 原電磁鐵勵(lì)磁控制程序圖

圖2 改進(jìn)后電磁鐵勵(lì)磁控制程序圖

另外，將電磁鐵裸露在外的電源線，用石棉包裹加固，再用高溫自粘帶做隔熱保護(hù)，可以防止電源線被高溫大火燒斷。

通過對(duì)爐蓋電磁鐵進(jìn)行PLC控制技術(shù)改造，使電氣設(shè)備可在穩(wěn)定的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中工作運(yùn)行，消除了高溫對(duì)設(shè)備帶來的系統(tǒng)損壞，穩(wěn)定了導(dǎo)煙車的正常運(yùn)行，保證了生產(chǎn)過程的持續(xù)運(yùn)行。中間繼電器、時(shí)間繼電器等觸點(diǎn)相互聯(lián)絡(luò)、制約，故障率極高，采用PLC進(jìn)行取代，在邏輯運(yùn)算、順序控制方面均有優(yōu)勢(shì)，在滿足工業(yè)生產(chǎn)的同時(shí)，節(jié)省了大量的人力、物力和時(shí)間。

4 結(jié) 論

通過創(chuàng)新改造，降低了因設(shè)備故障影響正常生產(chǎn)的實(shí)際問題；在PLC程序技術(shù)改造后，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，節(jié)約了生產(chǎn)成本，與之前運(yùn)行方式相比，每年可節(jié)省設(shè)備維修費(fèi)、材料費(fèi)等生產(chǎn)成本15萬元左右。PLC系統(tǒng)是現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)所必須的電氣控制單元，要求電氣人員熟悉掌握相關(guān)知識(shí)，對(duì)作業(yè)人員要求較高，利用PLC自控系統(tǒng)可節(jié)約大量用人、用料成本，在生產(chǎn)中有重要的意義。