给煤机进口闸板阀故障原因浅析

给煤机进口闸板阀故障原因浅析

谢夏琳1李滨2

（广东惠州平海发电厂有限公司惠州516363）

摘要：通过对比实验数据分析故障原因，结合现场设备使用环境，提出改进方法以降低给煤机闸板阀故障率。

关键词：电流继电器，空开，给煤机闸板阀，接近开关，力矩

一、目的

由于工作环境恶劣，给煤机进口闸板阀经常出现卡涩，开关反馈异常，内部传动齿轮损坏等故障。我们对给煤机进口闸板阀接近开关在有无障碍物时的测量距离进行分析，同时对闸板阀内部电流继电器不同设定值下对应的闸板阀动作位置进行试验，来判断电流继电器动作电流设定值是否合理，对比分析阀门故障原因，提出改造方法，降低阀门故障率。

二、设备介绍

1、设备介绍：我厂给煤机进口闸板阀型号为CS0105207，电动头本体上无电动操作按钮，电动操作只能使用远方操作。给煤机进口闸板阀开、关到位信号采用接近开关，感应安装在插板上的定位螺栓，如下图1

2、闸板阀过力矩保护原理介绍：阀门过力矩运行，电机电流大于电子过流保护继电器RJ所设定的过载电流并持续所设定的过载时间1秒时，控制器将自动进入往复避让运行，以消除过力矩，往复避让次数出厂设定为3次。结束3次往复避让动作后，过载电流仍然存在的话，控制器将发出过载报警并切断电机电源。收到故障报警信号后，须按DCS急停键进行故障复位，消除该故障后，才能再次试开或关阀动作。电子过流保护继电器的功能说明如下：

3、电源空开说明：给煤机进、出口闸板阀内部设有空开，过流保护可调范围为：1-6A。说明书给出的空开过流保护值为3.5A。

4、闸板阀开、关到位接近开关：闸板阀开、关到位行程开关使用非接触式接近开关，最大感应距离10mm，供电：24VDC直流。感应材质：铁。开关有led小灯用于显示开关感应到铁质物体动作。

三、相关试验及检查分析情况说明

1、接近开关测量距离试验

在实验室给接近开关提供24V直流供电，并使开关正对铁质感应块移动，观察开关上显示灯动作，测试开关感应范围。

对照组：开关与感应块之间无煤，开关最大感应范围11.35mm。

湿煤组：开关与感应块之间填满湿煤，开关最大感应范围10.82mm。

干煤组：开关与感应块之间填满预先润湿再压实烘干的煤并用螺栓作为感应块，开关最大感应范围11mm。

开关与感应块之间积存湿煤，最大感应距离由11.35mm变为10.82mm；开关与感应块之间积存干煤，最大感应距离由11.35mm变为11mm。

干煤与湿煤，对感应开关感应距离影响不大。

2、感应开关现场安装情况

实际感应开关安装位置如下图2所示。感应开关感应端与闸板阀内壁相平，探头与定位螺栓距离为5-6mm左右，小于开关的感应距离。

图2探头安装情况（2F给煤机上闸板阀）

现场对2F两个上闸板阀进行试验，接近开关在该安装位置时，闸板定位螺栓要与探头对其，探头才能稳定感应到。

存在的问题：

a、感应块感应面积太小，可能存在闸板前或后移动（如：振动等），致使定位螺栓与感应开关错开，导致信号消失。

b、2F给煤机上闸板阀在检查时发现，用于感应信号的定位螺栓材质为铝，导致无法感应的情况出现。

c、接近开关未安装到位，大于其检测范围。

3、过力矩定值和闸板对应位置试验：

3.1检查2F给煤机进口闸板阀，继电器调节范围0.5~6.5A，设定为3.5A；空开调节范围4~6.3A，设定为4A。拆除闸板阀关反馈接近开关，远方关闭阀门，闸板阀内部存在积煤，阀门过力矩导致过流保护继电器动作，此时用钳形电流表测量电流，验证过流保护定值，并记录阀门此时位置。改变该继电器的动作值重复试验，得到合理的电流保护值。试验记录如下：

2F给煤机进口闸板阀试验结果

由上表可见，电流继电器所设定的动作值与实际动作值相符。并且当电流继电器设定值为3A或者以上时，电流超过设定值导致电流继电器动作，使闸板阀停止向关方向运行，并向DCS发出故障信号。在该停止位置，没有到达关限位所在位置，得出在3.5A的位置是最大关行程的位置，保护定值3.5A是合理的。

当给煤机进口闸板阀内部有煤时，手摇关闸板阀会因为有积煤顶住闸板门而无法关闭到位，此时定位螺栓未达到关反馈位置。调节电流继电器各设定值进行试验，阀门最大停止位置与手摇关阀门停止位置基本相同，得出电流继电器设为3.5A是合理的。

四、小结

1、经过2F给煤机进口闸板阀的试验，在接近开关安装深度合理的情况下，可以监测闸板阀是否开、关到位。电流继电器保护定值（3.5A）设置合理，满足保护电机要求。2F的闸板阀位置试验可以得出，阀门在关门时的过力矩动作位置均没有超过关反馈开关的安装位置，这样是不会造成阀门关过头从而脱齿的情况发生。

对于脱齿、齿轮和链条损坏的原因如下：

a、由于阀门正常关闭时齿轮与闸板阀只有最后一个齿咬合，在给煤机运行时，原煤仓煤形成煤流，这时阀门如果往关方向运行，其向下运行的煤流可能夹住正在关方向运行的闸板，使其超过关限位开关位置，造成链条脱离最后一齿，导致脱扣现象发生。

b、在发生脱扣现象后，这时由于齿轮没有负载，电机运行电流较小（没有达到电流保护定值），使电机一直运行并带动齿轮旋转，导致闸板尾部与齿轮发生碰撞，使得导轨尾部上翘和损坏齿轮的情况发生。

c、由于给煤机进口闸板阀有大量积煤，该门在运行过程中，齿轮受力较大，加剧了齿轮的磨损情况，这也成为了齿轮损坏的原因之一。

2、故障解决方法：

a、为防止定位螺栓与接近开关之间距离过大，可适当加长定位螺栓的长度，从而更加接近感应开关，防止开关感应不到的情况发生。

b、防止闸板阀堵煤造成的不到位，进行如下改造：插板门插板前端改造成棘刺型，有效清理前端积煤。在给煤机插板门内部设置阻隔板，上下各一块固定焊接在门后端，使用钢板加橡胶皮，橡胶皮使用螺栓固定在钢板上，阻隔板可根据设备实际情况进行尺寸改进，用于防止煤进入闸板阀前端。

c、改造为给煤机厂家提供的对开式插板阀，可以减少插板阀堵煤卡涩的情况。

参考文献：

[1]SPERI上海发电设备成套设计研究院上海新拓电力设备有限公司SMF-01智能往复式煤阀门使用手册

作者简介：

第一作者：谢夏琳（1986-），男，计算机科学与技术，助理工程师，主要从事发电厂热控设备检修维护和程控保护工作；

第二作者：李滨（1983-），男，自动化，工程师，主要从事发电厂热控设备检修维护和程控保护工作。