提高入厂煤采样机自动投入率的技术创新

刘彦平

摘 要：众所周知，燃料成本在火力发电厂的生产总成本上占的比例愈来愈大，各火电厂纷纷采取掺烧配烧方式降低成本。由于来煤地区不同、煤种不同、煤质参差不齐等问题，对来煤的接卸及采样工作就越来越重要。本文針对某厂入厂煤采样机，受寒暑雨雪大风影响故障率高，同时结合实际运行工况时所存在的问题进行分析，通过可行性论证及试验试运确定最佳解决方法，进而达到降低故障率的目的。保证了采样机的安全性、经济性、可靠性。大大提高了企业的劳动生产率和资源能源利用率。

关键词：采样机;技术创新;故障率

1、概述

张家口发电厂地处塞北，厂内共有六台入厂煤采样机，均由赛摩电气股份有限公司设计并施工。其中一期火车煤采样机2台、二期火车煤采样机2台、1号汽车煤采样机1台、2号汽车煤采样机1台。由于入厂煤采样机系室外设备，受寒暑雨雪大风影响故障率高，其中控制部分就包括程序卡死，设计缺陷，信号摄取和传输方式不佳，端子接触不良，设备选型不当，电缆老化破皮断裂，限位开关故障等诸多问题。自动投入率低至50%以下，远远达不到集团公司要求的90%以上。

2017年7月热控车间计算机六班接收了采样机电控系统的检修维护，经过一年多的努力，采样机投入率大幅度提升。但仍有部分难题等待我们解决。火车煤采样机故障率居高不下，其中卷线器信号传递故障占了绝大部分。根据我厂2018年9月至2020年3月统计，我厂一二期火车煤采样机故障点数为：卷线器信号传递故障发生50次，占比总故障点83%，其它故障发生10次，占比总故障点17%。

2、课题选择

首先对造成入场煤采样故障的原因进行分析归纳，运用末端分析法对故障的要因进行确认。通过验证发现造成入厂煤采样机故障率高的要因有三，即：通讯线缆故障、卷线器碳刷端子接触不良和采样方案错误与识别车号错位。为了更具有客观意义，对半年内各种故障原因造成的故障次数进行统计，对比分析。并且绘制了原因分析关联图，发现信号中断是造成入厂煤采样机故障的A类因素。如果想降低故障率，那就必须从A类因素着手，通过对故障要因的针对性整改达到降低故障率的目的。卷线器作为火车煤采样机重要设备之一，卷线器信号传递故障时有发生，卷线机内部的碳刷组起信号传递和电源传输作用，工作原理是碳刷通过弹簧夹紧滑环轨道，接通电源和信号。运行中滑环轨道长时间转动，碳刷与滑环轨道间易错位，碳刷内也容易积存灰尘和石墨粉末，造成断路和短路，使导电质量下降。2017年9月到2018年3月对卷线器信号传递故障统计。七个月共发生信号传递故障50次，严重影响火车煤采样机的安全运行。

卷线器信号传递故障后，检修人员需要拆下卷线器轴承上端盖，拆除碳刷，清理滑环。然后回装，碳刷的滑环安装工艺复杂，安装精度要求高，工作量巨大。我们设想，通过轨道滑行电缆，无线通信设备等解决信号传递问题。但经过分析、论证，认为都不能完全解决信号传递故障问题。

3、确定课题

卷线器信号传递的特征在于：碳刷和滑环一端连接运动导线一端连接静止导线。现在的自拍杆，有一种手持稳定器，无论手怎么转动，手机都能静止不动。如果能将这项技术应用于采样机卷线器中，研制一种新型卷线器信号传递装置就能解决问题。

4、目标设定

我厂共有四台火车煤采样机，我们将目标定为：将我厂火车煤采样机故障次数降到2次/月。

5、目标可行性分析

火车煤采样机故障原因主要有通讯信号中断、指令信号中断、允许信号中断、急停信号中断、机械限位故障等。目前通过卷线器传递3组信号分别是指令信号、允许信号、急停信号，卷线器中仍有一对导线没有使用，可以用来传递通讯信号。通讯信号是通过轨道滑轮组拖动通讯电缆跟随移动的采样机来实现远距离传输信号的。通讯中断的原因一般是滑轮卡涩和电缆老化引起通讯电缆断裂。只要解决了卷线器信号传递故障问题，完全可以通过卷线器和卷缆的备用导线来传递通讯信号。由统计结果可以得出：消除卷线器信号传递故障，可以同时消除指令信号中断、允许信号中断、急停信号中断并降低通讯信号中断故障，采样机月平均故障次数可以下降到2次/月。

6、总体设计方案

方案设计图见（图6-1）

7、方案实施

7.1准备电滑环

小型滑环使用M220A系列，内径7.8mm、外径22mm、电流通路12条、电流范围0～2A。

7.2.固定机构制作

使用角磨机将导轨截成长度为260mm，使用22mm开孔器在中心开孔，使用5mm电钻在导轨两端开孔，开孔距离245mm，加工误差<1mm。

7.3安装调试——现场安装

首先将小型电滑环固定在轴心位置，将C45两端固定在原碳刷固定架，将小型电滑环固定在C45导轨中心，将标准端子固定在到导轨上。将8通道对通并编号标记，通道电阻<0.5Ω。将转子导线用公母端子与运动导线连接，定子导线用标准端子与静止导线连接，对应导线套上相同编号号头，最后检查通道电阻<0.5Ω。

8、效果检查

该卷线器信号传递装置安装调试合格后，火车没采样机随即投入使用。我们再次统计了我厂四台火车煤采样机故障次数，从8.5次/月下降到现在的1.3次/月，达到了目标要求的2次/月。

9、经济效益

9.1成本计算

项目成本：电滑环200元、端子导轨40元、安装调试100元，总计费用一共340元。

9.2经济效益计算

按每月检修卷线器7次，每次3人参加，每人工时费用100元计算累计六个月节省人工成本：7次每月*6个月*3人*100=12600元。

9.3社会效益

通过本次创新活动，大大降低了火采采样机故障率，很大程度上确保了设备的安全运行，避免了延误卸煤的发生，提高了我厂煤质管理水平，在保障人身安全的同时为我厂创建燃料三大项目标杆电厂作出了贡献。

10、结语

通过此次提高入厂煤采样机自动投入率的技术创新，我们有效地降低了火车煤采样机故障率，提高了火车煤机采率，保证了采样机的安全性、经济性、可靠性。在确保燃料质量同时也保障了人身安全。下一步我们将继续对火车煤机采率进行跟踪调查，同时我们打算将此次技术创新的成果推广应用到汽采设备，进一步为张家口发电厂的燃料管控，提质增效以及安全生产作贡献！

参考文献：

[1]赛摩电气厂家相关资料（设计文件和施工图纸）