摘要:本文分析了皮帶機停機失靈的事故原因,事故狀況,及處理辦法。
關鍵詞:皮帶機;事故
1系統簡介
本區域內先進的煤炭皮帶機用電管理是依靠PLC裝置控制高壓MMC柜中的測控保護模塊(以下簡稱保護模塊)來完成投切。
因為大型皮帶的運作通常是靠多組皮帶機共同驅動完成的,而皮帶機之間啟動次序、啟動間隔都是一定的,因此皮帶機的啟動及停止都有著一定流程的。
以發生事故的BH1-2皮帶段為例,它是由BH1-2-1皮帶機(以下簡稱1#皮帶機)、BH1-2-2皮帶機(以下簡稱2#皮帶機)驅動完成的(見圖一):
1.1啟動時,2#皮帶機要晚于1#皮帶機3秒鐘啟動,其流程實現,依靠PLC裝置向1#皮帶機上口MCC饋線柜(以下簡稱1#柜),發出合閘指令,1#柜中的保護模塊首先使該段皮帶的剎車裝置松閘,然后合入本柜接觸器,并同時開始計時,當計時時間達到三秒時,2#皮帶機上口MCC饋線柜(以下簡稱2#柜)獲得延時完畢,合入該柜接觸器,完成送電流程。(圖二、圖三分別為1#皮帶機、2#皮帶機正常啟動邏輯)
1.2停機時,不論是正常分閘還是緊急分閘,都是將停機信號傳入1#柜中的保護模塊,之后該模塊一方面拉開本柜接觸器,另一方面使該段皮帶剎車裝置抱閘。當2#柜中的保護模塊監測到1#柜接觸器分閘,驅動2#柜接觸器分閘。
2事故狀況
當天,由于BH皮帶段內的一臺皮帶機發生故障,因此需要停下該段皮帶,中央控制室對BH1-1和BH1-2皮帶相關的皮帶機發出停機指令,但BH1-2皮帶機中僅有1#皮帶機停機,2#皮帶機仍然繼續運轉,之后工作人員使用現場急停按鈕與緊急停機拉繩開關均無法使2#皮帶機停下,但此時由于剎車裝置已經抱閘,摩擦力急劇增大,已經起煙、并伴有輕微火勢。在這種情況下,變電所接到通知后,停下2#柜上口電源。
3原因查找與分析
事故發生后,根據事故發生時的記錄以及事故發生后的現場情況,我們并沒有從邏輯上找出事故發生的原因。隨即,我們對柜體及相關控制回路進行模擬試驗,結果兩臺MCC柜啟動與停止,均恢復正常,并且,在對柜內接線、柜間連線的檢查中,也未發現異常,因此,我們決定進行模擬停機試驗。
在進行多次模擬試驗后,在一次模擬停機試驗中,兩臺MCC柜處于合閘狀態時,中控室發出停機命令,1#柜分閘正常,但瞬間接觸器小車運行位置指示消失,2#柜持續運行,未分閘。
這個現象與事故發生時的狀況十分相似!
那么,1#柜小車位置指示與2#柜接觸器分閘是否有聯系呢?
通過分析發現,只有1#柜其小車在運行位置、控制鑰匙選擇遠方、接觸器在分閘位置三者兼備的情況下,2#柜保護裝置才能獲得1#柜正常信號。當1#柜小車位置指示消失時,2#柜的保護裝置就無法獲得1#柜正常信號。
而從2#柜的分閘邏輯還可以看出,只有在1#柜接觸器分閘位置及正常信號,同時被2#柜保護裝置檢測到的時候,2#柜才能正確分閘。因此,在1#柜小車位置信號消失、2#柜自身又沒有保護信號的情況下,2#柜接觸器是無法分閘的。(見圖七)
但是,1#柜的小車位置指示為什么會消失呢?從實驗現象判斷,我們認為是由于1#柜接觸器分閘時,產生的震動引起了小車位置指示變化。之后,我們檢查了該接觸器小車,發現其小車位置傳動機構與小車位置輔助開關連接處比較松弛,雖然其可以起到指示小車位置的作用,但只要手輕輕觸碰,就可以使小車位置消失。
為了檢驗這種松弛的連接是否為制造工藝所允許的,我們又檢查了另外五臺MCC接觸器小車,發現這五臺小車相同連接位置處連接緊密,即使用手觸碰、干擾,也不會使小車位置的正常指示消失。很明顯,1#柜內的接觸器小車是存在制造工藝問題的。
之后,我們將1#柜接觸器小車推入柜內,并到達運行位置繼續實驗,結果發現,1#柜小車在運行位置,在受到振動影響后,確實可以引起小車位置指示消失。
這樣,事故大致的原因已可以分析出來了:
事故發生時,中控室對BH1-2皮帶發出停止指令后,1#柜接觸器正常分閘,并驅動剎車裝置抱閘,但分閘的同時,分閘的振動影響了小車位置指示機構,使小車位置指示消失,因此,2#柜接觸器沒有分閘。而且,所有的緊急停機信號的作用都是為了使1#柜接觸器分閘,并不能直接使2#柜接觸器分閘。
在2#MCC柜無法分閘,皮帶剎車裝置抱閘的情況下,2#柜所驅動的2#皮帶機在巨大的摩擦力作用下持續運行,險些引起了火災事故。(見圖八)
簡單的說,由于1#柜的接觸器小車存在制造工藝問題,導致了2#柜接觸器分閘異常,從而引起了事故發生。
4設備缺陷處理及事故處理
4.1設備缺陷處理及改進
高壓MCC柜廠家人員現場檢查1#柜小車位置傳動機構與小車位置輔助開關連接零件有變形,并確認這種零件的變形,使連接部位產生了松動。隨后,更換了連接零件。并且,為了防止發生類似偶然性的事故,對保護模塊邏輯,進行了改進。
在2#皮帶機分閘邏輯中加入1#皮帶機正常信號作為判斷依據,是設計人員考慮到試驗的需要所設計的。在我們和用戶權衡了設備運行可靠性后,我們取消了2#皮帶機分閘邏輯中的1#皮帶機正常信號判據。因此,更改后,只要1#柜接觸器分閘或是其合閘狀態信號消失后,2#柜的接觸器便會立即分閘。(詳見圖九)
4.2事故處理
更換事故中損壞的設備及部件;制定相關的事故組織措施;針對本事故及相類似的皮帶機不能停機的故障制定了事故預案;針對突發性事故制定了緊急事故處理流程。
4.3事故處理
整改設備缺陷;更換摩擦損壞的2#皮帶機大軸;制定相關的事故組織措施(如事故預案、緊急事故處理辦法等)。
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