提升机在干熄焦上的应用
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摘要：文章介绍了干熄焦装置专用提升机功能、主要技术参数，作为特种设备在干熄焦行业中的应用，同时从供电电源、控制系统、制动器、防脱钩PLC程序、检测限位五方面考虑安全设计理念，保证其安全可靠运行及发展前景。
关键词：干熄焦；提升机；制动器；PLC程序；变频器；限位开关；防脱钩
中图分类号：TQ520 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）30-0076-02
一、干熄焦装置专用提升机总体概述
干熄焦是采用惰性循环气体（通常为氮气）在干熄炉中与赤红焦换热从而冷却焦炭，并将余热回收发电的一项重大节能技术。我公司干熄焦装置专用提升机是从德国凯泽斯图尔焦化厂拆回的利旧大型特种设备，委托太原重工股份有限公司对原设备进行修复、安装、调试。其中机械部分除顶部设备房、司机室、系统、卷筒联轴器、制动器、钢丝绳、焦罐盖外，其他主要机械部分均为利旧修复，电控部分全部为重新设计及安装。
（一）干熄焦装置专用提升机功能
它是把需要干熄的红焦运送到干熄炉的专用设备。它的主要用途是将运送至提升井架下装满红焦的焦罐提升到塔顶，并沿设置在干熄炉上方的轨道上行走，将红焦罐运到设定的干熄炉装入料斗上方，再将红焦罐缓慢卷下座在该料斗上，焦罐底部闸门自动打开，将红焦装入干熄炉内；装焦完成后，再将红焦罐卷起，走行到提升机卷塔将空焦罐卷下送回到运载车上送去接焦。
（二）干熄焦装置专用提升机主要技术参数
起重量：150t（不包括焦罐盖及吊具）
起升高度：42.5m
起升速度：高速：30m/min
中速：10m/min
低速：4m/min
走行速度：高速：50m/min
低速：4.0m/min
电机功率：提升电机 4台×315kW
两台电机可长时间以高速15m/min，中、低速保持原速度不变连续运行。
走行电机：8台×18.5kW
四台电机可长时间以高速25m/min，低速保持原速度不变连续运行
运行、提升精度：提升停止精度：±45mm
运行停止精度：±20mm
轨距：16000mm
走行距离：45050mm（短程为14960mm）
工程循环时间：≤8.0min
包括将空罐下放到焦罐车后等待电机车移位换罐约60s，将满罐放到干熄炉上方，打开罐底后等待卸料约50s。
二、干熄焦装置专用提升机安全设计理念
干熄焦装置专用提升机作为干熄焦系统重要的特种移动设备，安全可靠运行尤为重要，容不得半点纰漏，需要严密的安全设计理念。我公司提升机主要从以下几个方面重点考虑：
（一）供电电源方面
采用双电源供电方式，一路常用电源、一路备用电源，具有机械联锁保护，正常情况下为常用电源供电，一旦常用电源出现问题后，手动切换到备用电源，保证供电系统的可靠性。
（二）控制系统方面
设计中采用了总线冗余结构形式。提升机本身设有独立的西门子S7-400H PLC双CPU冗余热备控制系统，PLC与PLC远程控制器双缆备份。采用西门子6SE7系列变频器，控制电机变频调速，PLC与逆变器之间采用开关量端子的方式进行速度的给定，参数的切换、变频器的状态的读取。设置了PLC的远端模块，该远端模块将提升机上所有的控制信号集中采集，通过总线与地面PLC CPU进行信号传输，大大减少了现场电缆施工、连接的工作量，提供了控制系统的紧密性和可靠性。同时中央控制室设有监控操作画面，值班人员可实时监控系统运行状态和参数，控制室和提升机上操作室各安装有紧急停止按钮，一旦系统出现异常，可随时紧急停车，保证提升机本体及人员安全。
（三）制动器方面
为防止提升机构出现溜钩，制动器选用液压盘式制动器，包括工作制动器和安全制动器两套系统。提升机每次需要动作时，安全制动器首先开闸，开闸到位后提升电机出力达到一定的扭矩后工作制动器开闸，提升电机开始运行；需要停机时，工作制动器配合提升电机先合闸制动，延时6s后安全制动器合闸制动，完成运行过程。发生故障和事故时，按照编制的制动动作程序，安全地紧急制动停机，保证整个过程可靠安全。
（四）PLC程序方面
在冗余PLC系统中增加了防遛钩程序。提升机运行时，防溜钩程序鉴别提升机运转的方向和位移，实时进行分析，自动判断电机是在正常范围运行还是处于溜钩状态。如果分析是在正常状态，不做任何处理；如果分析是在溜钩状态，立即进行保护动作，使提升机制动器动作，保证重物不会溜钩。
（五）检测限位方面
现场位置检测限位除上升极限位、钢丝绳松绳重锤限位等少数几个为机械限位外，其余全部为电感式传感器，这种传感器抗自然环境能力比较高，而且信号比较稳定可靠。为了排除信号的干扰，也为了提升机的检测信号更加安全可靠，重要检测点限位都为双限位，从硬件上保证信号的可靠性，同时软件PLC程序上将所有的减速信号都做了定时保护，即使减速信号由于各种原因没有检测到，系统也会在响应的时间内自动减速，避免提升机在高速时突然停止造成对设备的损坏。同时为了防止出现超载及大风天气对提升机带来安全隐患，又加装了超载检测器及风力检测器，保证系统在优化形式下运行。
三、干熄焦装置专用提升机的前景
随着节能和环保基本国策的推进，依靠科技进步，降低能源消耗，已成为新世纪推动我国工业持续发展的重大战略措施，干熄焦装置已经逐渐取代水熄焦，对专用提升机的需求也大为增长，随着专用提升机广泛应用，其专业制造、技术研发已由依赖国外进口到国产化趋势发展，促进了起重机行业向高质量、高性能、多品种方向发展，为机械行业开拓了新的市场。
参考文献
[1] 王兆义，等．变频器在提升机中的应用[M]．机械工业出版社，2010．
[2] 西门子矢量控制大全手册，6SE7085-0QX60(AE版),Siemens Electrical Drives Ltd.
[3] 西门子冗余系统指南，2008．
[4] 起重机设计规范（GB/T 3811-2008）[S]．中国标准出版社，2008．
[5] 西伯瑞盘式制动器安装、维护、调试说明书．
作者简介：郎文杰（1982-），男（满族），辽宁辽阳人，山东兖矿国际焦化有限公司助理工程师，研究方向：电气设备维护。