郭路漫，李文山
（神华浙江国华浙能发电有限公司，浙江 宁波 315612）
【 摘要 】 堵煤检测装置是输煤系统中重要的保护元件之一，主要用于实现在皮带落煤管、导料槽等处因落煤不畅、造成堵塞时的安全保护设备。因此，堵煤检测装置的选型、性能以及安装位置等都极大的影响其可靠性，进而影响到设备的安全运行。本文重点分析了某电厂堵煤检测装置可靠性低的原因所在，并提出了优化方案，以达到保障输煤皮带设备安全运行的目的。
【关键词】 堵煤开关；安装位置；解决措施
Discussion on the application of coal plugging detection device in belt machine
GUO Lu man 1 ，LI Wenshan 2
(Shenhua Guohua Zheneng Power Generation Co.,Ltd Zhejiang Ningbo 315612)
Abstract The coal plugging detection device is one of the important protection elements in the coal transmission system, which is mainly used to realize the safety protection equipment when the coal is not smooth and the blockage is caused when the coal pipe and the guide groove are closed. Therefore, the selection, performance and installation location of the coal plugging detection device greatly affect its reliability, which in turn affects the safe operation of the equipment. This paper focuses on the analysis of the reasons for the low reliability of the coal plugging detection device in Ninghai power plant, and puts forward the optimization scheme in order to ensure the safe operation of the coal conveyor belt equipment.
Key words: coal plugging switch; installation location; solution measures
0引言
某厂燃料输煤系统是为一期 4×600MW 和二期 2×1000MW 机组配套设计的，承担着该厂一、二期工程所需燃煤的卸煤、上煤、煤炭中转储存、供应的任务。基建设计每条皮带机均设计有跑偏、撕裂、打滑、堵煤等保护装置，以确保输煤皮带机安全运行。
然而，该厂输煤系统所采用的阻旋式堵煤开关误动或拒动作概率较高，无法满足实际生产需求。本文以该厂输煤系统堵煤开关为研究对象，针对当前所采用阻旋式堵煤开关存在的问题进行分析并制定相应措施，以提高堵煤保护装置的动作可靠性，从而进一步提升输煤系统抵抗风险的能力。
1输煤系统堵煤情况说明
燃煤在输送过程中往往会发生堵煤情况，堵煤一般都发生在皮带机落煤管中，引起堵煤的原因主要有以下几种：1、原煤较湿、较粘；2、导料槽的通流能力变小；3、煤量过大，超过设计最大输送能力；4、落煤管内积煤较多，使得落煤不顺畅。
而堵煤检测装置就是在落煤管发生堵煤时，能够及时发出报警并停机，防止燃煤越堵越多，影响系统和设备安全。
在上述四种主要的堵煤原因中，除第一种原煤较湿、较粘外，其余3种是可以避免的。但是，在实际运行中，由于来煤的湿、粘情况不可控，引起堵煤的主要还是第一种情况。
一旦发生堵煤未及时发现，将会有大量的煤撒到落煤管外，堆积在皮带机头尾部，影响设备运行，清理工作量大，严重时会造成皮带磨损、撕裂。
原煤湿、粘，其流动性极差，且易在落煤管内形成积煤、蓬煤，造成落煤管通流面积大大减小。如图1所示。
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Figure 3 The actual installation of the rotary level switch at the scene
当前采用的阻旋堵煤开关，其工作原理是由一个电机带动叶片在落煤筒内旋转，当煤堵塞时叶片受煤的阻挡停止转动，即发出报警并停机；当煤离开叶片时，在弹簧的作用下，叶片恢复原位继续转动，存在经常误动的情况。以下是该厂2016年输煤系统堵煤及堵煤装置动作情况。详见表1。
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图4被煤块撞击变形的开关护罩
Figure 4 A switch guard that is deformed by a coal block impact.
3当前需要解决几个问题
通过对引起输煤系统堵煤的原因以及当前所使用的堵煤开关存在的问题分析，要想提高堵煤检测装置动作准确率，我们至少需要解决以下两个问题：1）、采用什么型式的堵煤开关？2）、堵煤开关应安装在什么位置？
3.1采用什么型式的堵煤开关？
堵煤检测装置有多种型式，常用的有阻旋式、射频式、振棒式以及自制挡板式堵煤开关等。本文以输煤系统常用的几种堵煤检测装置为探讨对象，通过剖析其原理分析堵煤装置存在的优缺点，以便我们从中选优。
3.1.1阻旋式料位开关
阻旋料位开关是由一个电机带动叶片旋转，当煤堵塞时叶片受煤的阻挡停止转动，动作并切断电机电源使电机停止转动；当煤离开叶片时，在弹簧的作用下，叶片恢复原位继续转动。
阻旋开关安装在落煤筒壁时，需要在叶片上方安装保护板，防止煤流冲击损坏开关。主要故障有输出轴卡死，电机烧坏，堵煤压力造成输出轴变形、维护工作量大等缺点。如图5所示：
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图5阻旋式料位开关
Figure 5 Rotary resistance level switch
3.1.2 射频式料位开关
射频式有射频导纳式和射频电容式。射频电容式是由于物料和空气的介电常数的不同，反馈到电路中使电路的整个对外容抗的改变。射频导纳是在射频电容的基础上发展起来的，也是根据物料和空气的介电常数的不同，反馈到电路中改变电路对外的导纳值。因落煤管内部工况复杂且环境较差，这两种误动率高，且造价高。如图6所示：
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图6射频式料位开关
Figure 6 Radio frequency level switch.
3.1.3 振棒式料位开关
振棒料位开关是压电元件与机械共振结构所组成的高灵敏度的振动式物位开关。其由控制电路输出电压信号，激励压电元件驱动相匹配的机械元件产生谐振，并传递到检测探头。当被测物料覆盖在振动中的检测探头时，由于物料产生的阻尼作用，使其振动幅度急剧减少，通过检测接收器，将这种机械振动变化的信息转换为电信号，并传递给控制电路，实现对物料位置的测量和控制。由于拉紧杆与压电组件之间间隙很小，易导致振动摩擦，造成振动能量损失，从而使得振动变得微弱或无法振动，进而影响到振动特性，降低了其可靠性和使用的寿命。如图7所示：
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图7振棒式料位开关
Figure 7 Vibrating rod level switch
3.1.4 自制的挡板式堵煤检测装置
随着科技水平的断提高，用于堵煤检测报警的装置的型式也愈来愈多，但误动和故障率却未能得到有效解决。
该厂2013年起便使用一套自己设计的挡板式堵煤开关。主要结构包括：框架、观察门、内置挡板、挡板挂轴、挡板顶块、接近开关等。其工作原理：内置检测挡板通过悬挂在框架内部的固定挂轴上，挡板通过自身的重量垂直悬挂搭靠在框架内部的顶块上。同时，用于信号检测的接近开关实时对悬挂在框架内部的挡板进行位置检测。当落煤管发生堵煤时，煤在落煤管内部堆积溢出，从而推动堵煤开关内置检测挡板向外偏移，致使堵煤检测接近开关信号消失，堵煤装置发出报警跳停相应的皮带机。该装置结构简单，动作灵活可靠，可采用废弃的钢材制作，且误动率低，检查方便，基本免维护。如图7所示：
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图8挡板式堵煤开关
Figure 8 Baffle type material level switch
3.2堵煤开关应安装在什么位置？
通过对每次堵煤的分析发现，大部分落煤管堵煤不是从底部往上堵的，堵煤往往发生在落煤管的转角和皮带机头部漏斗处。原来安装在落煤管中部的方式已不能满足要求。
根据理论分析和实际堵煤试验得知，采用末端控制法。需要将堵煤装置安装在落煤管的上部，皮带机头部漏斗的下部，在头部滚筒第一道清扫器的下部。其安装优势：1）不易误动，正常输煤时，该处不会有煤，2）不论在下部还是上部堵煤，该处均会堆满煤，能使装置动作。如图8所示。
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图8挡板式堵煤开关理想安装位置
Figure 8 the ideal mounting position for the bezel-type coal plug switch.
4结论
通过对堵煤检测装置的改进，有效提升了输煤保护装置可靠性，增强了输煤系统运行安全和抵抗风险的能力，减少了故障处理时间，提高了运行效率。同时减少了运行、检修和保洁人员的工作强度。从各个角度对比分析，不管是从安全性，还是从经济性，挡板式堵煤开关都较大的优势。该技术的实施对同样使用胶带运输的行业具有推广和借鉴意义。
参考文献：
[1] 闫长征，周劲松.电厂堵煤开关使用技术探讨[B].神华技术.1674-8492（2013）01-047-03。
作者简介：
郭路漫（1984—），女，助理工程师，从事燃料管理工作，E-mail：16123603@shenhua.cc；
李文山（1986—），男，工程师，从事燃料运行工作，E-mail：16125052@shenhua.cc。