入炉煤采样装置采样头故障原因分析与处理

入炉煤采样装置采样头故障原因分析与处理

毕志俊

（华电江苏能源有限公司句容发电分公司）

摘要：2022年10月，句容发电分公司的入炉煤采样装置在运行中，突然初级采样头刮板落到C10A皮带机的皮带正上方，导致正在运输的大量原煤受到阻碍掉落到皮带下，把整个C1OA皮带机尾部埋在煤堆里，并且由于原煤将C1OA皮带机尾部的皮带卡死，皮带无法转动，皮带打滑保护没有动作，C1OA皮带机的电动机仍然在旋转，最终导致皮带拉断的事故发生。本文通过对初级采样头掉落故障原因分析，找出引起初级采样头掉落故障的根本原因，解决了初级采样头掉落故障，保障了上煤系统正常运行。

关键词：采样装置    采样头    PLC

1 前言

句容发电分公司一期输卸煤系统担负着本厂2×1000MW超超临界机组用煤的卸送任务。公司内建有两个直径为120米的圆形煤场，圆形煤场内安装有堆取料机，由堆取料机的取料刮板机构将煤场内的煤刮入活化给料机，活化给料机将煤均匀地落到C07/C08皮带机上，然后再经过C09A/C09B皮带机、滚轴筛、碎煤机到达C10A/C10B皮带机，最后通过C11A/C11B/C11C皮带机进入#1/#2锅炉的煤仓。

2022年10月，C10A皮带机在运行中，突然入炉煤采样装置初级采样头刮板落到C10A皮带机的皮带正上方，挡住了煤流，使得大量原煤从皮带上滑落下来，很快就将C10A皮带机尾部淹没，并且将皮带卡死，无法转动。C10A皮带机的打滑保护没有动作，运行也没有及时发现，而C10A皮带机的电动机仍然在旋转，最终导致了皮带拉断的事故，造成直接经济损失三十余万元。

发生事故后，运行人员紧急停用C10A皮带机，赶到现场查看，发现C10A皮带机的初级采样头刮板像门板一样垂直挡在皮带中间，皮带机尾部从地面到钢架上都堆满了煤和从栈桥上滑落下来的皮带。

在清理完C10A皮带机尾部上的煤和皮带后，燃料电控检修人员将入炉煤采样装置控制方式放在“手动”模式，在就地操作初级采样头运行按钮，可以把采样头放到正常位置，连续操作多次，也都能使初级采样头回到正常位置。由于故障现象无法重复出现，给查找事故原因带来了困难。

2 初级采样头工作原理和故障原因分析

2.1 初级采样头工作原理

当一个采样周期开始时，初级采样头电机驱动采样头快速旋转，贴近皮带对料流进行全断面刮扫取样，并把样品卸到溜槽内。当初级采样头扫过皮带后，接近开关动作，电机电磁制动器工作并施以制动，初级采样头停在下一周期出发位置（通常设在十点钟位置左右）。初级采样头在旋转过程中不接触皮带，回到起始位置后不接触料流。

初级采样头旋转一周只有1秒钟左右时间，接触料流时间约0.2-0.3秒，所以不会影响主皮带的运行。

由于每次初级采样头工作只有1秒钟左右，因此对故障判断带来了难度。

2.2初级采样头故障原因分析

（图1）

从初级采样头的电气原理图（图1）分析，当入厂煤采样装置PLC发出采样指令，接触器1KM动作，初级采样头电机得电旋转，同时，制动器线圈也得电，制动器打开。初级采样头旋转一周后，检测到接近开关信号，入厂煤采样装置PLC发出停止指令，接触器1KM释放，初级采样头电机停止转动，制动器失电抱闸，防止采样头因惯性偏离初始位置。

在C10A皮带机运行时，并且入炉煤采样装置在采样间隙时，初级采样头电机是不得电的，采样头位置是依靠制动器弹簧压紧在某个固定位置的，如果制动器松动，就会导致初级采样头因重力作用坠落到皮带上。

拆掉初级采样头电机后罩壳，检查制动器固定螺丝、空气间隙等都正常，用手转动电机转子，也是纹丝未动，说明制动器没有问题，不是制动器造成的采样头坠落事故，可能是机械部分故障造成的。

2.3初级采样头机械部分现场检查情况

（图2）

从初级采样头的结构图（图2）分析，初级采样头包括机架、护罩、采样头总成、蛇形联轴器及驱动装置等组成。当入炉煤采样装置PLC发出采样指令，采样头驱动电机转动，经过减速箱降速，再通过蛇形联轴器带动采样切割器转动，当其中的任一环节出现问题，都会导致采样头坠落。

为了能彻底检查出问题，燃料机务检修人员分别检查了减速箱齿轮、蛇形联轴器、采样切割器连接键等部件，都没有发现问题。说明初级采样头在停止采样时，不会出现采样头坠落的故障，问题可能出在采样过程中。

2.4初级采样头PLC控制逻辑

（图3）

从初级采样头PLC控制逻辑图（图3）分析，入炉煤采样装置在“自动”状态下，当采样间隔时间到后，T116闭合，初级采样头运行，在旋转一周后，采样头限位开关信号M1.6由常闭状态变成常开状态，初级采样头停止运行，制动器失电抱闸。

在采样过程中，采样头的位置是由采样头限位开关信号决定的，当采样头限位开关信号出现偏差或不稳定，都会造成初级采样头停在任意位置而造成事故。

到现场检查采样头限位接近开关和扇形铁片，接近开关动作良好，扇形铁片也固定牢固，没有发现问题。为了排除接近开关老化造成的信号不稳定，更换了接近开关。

C10A皮带机抢修结束后，入炉煤采样装置也投入运行，在运行一段时间后，发现初级采样头位置还是不稳定，有时从10点钟方向变到8点钟方向，有时又变到11点钟方向，为了防止出现上次发生的事故，只能暂时停用，继续排查故障原因。

在检测接近开关动作电压时，发现接近开关断开时，电压只有18V左右，正常应该24V左右，说明电缆绝缘不好。如果入炉煤采样装置在采样时，接近开关电缆绝缘突然降低，就会发一个假的低电平信号，导致采样头电机转过头而停在任意位置。

于是，将接近开关至入炉煤采样装置就地控制箱的电缆更换掉，检测接近开关断开时电压为23V，投入运行，不再发生采样头坠落故障。

3结论及建议

经过此次故障排查，说明排查故障时，不能光看到故障表面情况，更要深入细致地研究故障背后的真正原因，才能有方向有目标地解决问题。

由于输煤系统运行环境恶劣，每星期一次的冲水清洗桥架，会加速电缆的老化，绝缘降低。因此，当发生难以判断的故障时，应优先排查电缆绝缘，防止类似故障导致的事故。

建议增加入炉煤采样装置初级采样头故障联跳皮带机保护，可以有效避免此类事故发生，能确保输煤系统设备长期安全稳定运行。

参考文献

1．入炉煤采制样系统运行维护手册赛摩电气股份有限公司

2．入炉煤采样电气图 赛摩电气股份有限公司

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