许昌龙岗发电有限责任公司 河南禹州 461690
摘要：本文介绍了某火电厂的门式跨双轨火车煤采样机在设计与调试阶段遇到的一些问题，经过与制造厂家进行反复讨论，在选型、安装与调试阶段进行了优化，保证了设备的可靠性与安全性。
关键词：火电厂；火车煤采样机；选型；调试
MMC门式火车煤采样机是针对入厂煤（火车）采样而设计的一种机械化采样设备，该设备能以自动、半自动、手动方式完成采样、制样、集样过程，并配有余煤返排功能，采制样工艺符合GB/T19494 系列国家标准，使燃煤采样实现科学化，规范化。某火力燃煤电厂原有火车采样机轨道长150米，两端设有止挡，采样机轨距13.50米，根据生产需要拆除旧采样机，升级改造一台门式跨双轨的MMC门式火车煤采样机。因这种长行程跨双轨（两条铁路线）的型式较少见，本文将施工中的设计选型及调试遇到的问题进行阐述。
1、动力与通讯型式的选择
由于采样机大车行走距离达到150米，首先排除动力电缆与通讯电缆均采用拖缆的方案；第二方案是动力供电采用滑线，通讯方式采用无线通讯，考虑到动力滑线维护量大且无线通讯信号不够稳定的特点，这个方案也被否决；最终选定了动力与通讯均采用拖链的型式，这一方案费用较前两种方案稍高但后期维护量小，供电与通讯（含视频光纤、网络线、门禁线）稳定。从可靠性上考虑，采样机小车行走的动力与通讯型式同样采用了拖链设计。
2、红外定位器的方案选择
最初设计为在大车中间位置向下焊接一个安装支架安装两个接收端红外定位器探头，同时在大车两侧立柱上也安装两个发射端红外定位器探头，这样可以单独扫描两条铁轨的任一节车并采样。红外定位器安装支架距离最近的火车轨道１.２米，与车厢距离０.３米，地方铁路部门认为火车司机或火车尾部的观察人员探出身体时可能造成人身伤害。最终通过优化设计，拆除了安装支架，重新采购了一对长距离的红外定位探头安装在大车两侧立柱，这种方案在采样时两条轨道上只允许一条轨道有煤车停放。
3、采样机轨道的校正
原采样机轨道因为有汽车煤运输通行的道口，通过汽车碾压其中一条轨道已经下沉，与另一侧轨道高度偏差超过1厘米，在正式投入使用前对下沉的轨道下方进行垫高等处理，防止发生采样机倾斜不稳定及发生啃轨现象。
4、采样头的触底反弹保护
采样头升降装置上安装拉绳编码器，用于计算采样头下降距离，在采样头下降过程中，每间隔0.5秒进行差值计算，前期正常下降时若测定0.5秒内距离为x，则设置触底反弹保护值为x-2；如果采样头下降过程中遇到石块、硬物或车厢底部时，0.5秒内的下降距离为y，可以判定y肯定小于x-2，则发出指令停止采样头下降。
5、采样头防顶保护
在采样头（小车）轨道侧面安装一个接近开关，当采样头顶到硬物时，如果采样头（小车）被顶起，接近开关感应不到小车轨道则发出保护，采样头停止下降。
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6、其它的安全保护措施
除了上述设备保护措施外，要求设计制造单位在大车安装超声波检测装置，一旦在大车两端4个方向检测到有人员在采样机轨道上，立即断电停止大车行走。所有能到达大车的楼梯，去小车的通道均设置隔离门并安装压迫开关进行闭锁，如果门没有关严闭锁开关发出信号则大车断电无法行走。采样机上的所有栏杆高度不能小于1050毫米，小车上的检修通道设置钢丝绳供正确使用安全带。采样机行走中与周边的挡风墙及其它建构筑物等保持安全距离，必要时安装临空防护网，防止采样机上工作人员探出身体与周边建构筑物发生碰撞。采样机具备自动报警停机及语音提示功能，出现采样异常时及时报警并停止采样，采样完毕后大车与小车均自动返回到原始位。采样现场关键部位配备监控设备并实现采样图片抓拍存贮等功能。在采样期间，通过声光报警形式提醒周边区域人员。由于采样机是露天布置，安装在室外的控制箱柜防护等级不低于IP55，部分关键部件采用不锈钢材质，例如司机室房间整体采用不锈钢材质。
采样机行走到大车轨道两侧最末端，会相继触发接近开关与压迫式开关两重报警，任一报警触发（接近开关在前，压迫开关在后），大车停止行走。
7、大车加速时间与减速时间的选择
大车、小车、采样头均使用变频器控制，大车变频器设定约为 35 hz，小车变频器设定约为25 hz，采样头升降变频器设定约为30 hz。大车加速时间大时对大车的平稳性及滑动距离有很大影响。减速时间越长，大车从运动到停止过程越平稳，但是会造成滑动距离大，影响定位的精度。减速时间越小，大车从运动到停止过程中平稳度越差，但是滑动距离小，定位精确度高。加速时间与减速时间的选择就要从定位精度与平稳度中加以平衡，通过不断调整达到两方面都满意的程度。
8、大车、小车采样时的定位判断
大车与小车均安装有编码器，采样机接收到上级服务器（燃料系统“三大项目”）发来的位置信号后，先大车行走并到达目标位置停止，后小车行走到达目标位置并停止，然后小车进行采样。
9、红外定位信号的干扰过滤
大车红外定位器如果扫描异形车厢时，特别是现场实际遇到一种K型车，车厢前面安装有爬梯，扫描时首先会遇到爬梯导致大车反复动作无法正常定位车厢。经过现场多次摸索试验，在程序中设定如果红外定位器感应到铁质物体，大车继续行走测量到此信号能保持1.8秒，此时如果还能扫描到铁质物体，则认为是车厢，否则认为是其它物体（主要是爬梯）从而过滤此干扰，保持信号的时间以现场反复试验从而达到消除干扰为准。如果确实遇到无法消除的情况，可以切到手动进行定位与采样。
10、采样流程
采样机工作时火车为静止状态，采样点根据上级服务器随机生成的采样方案控制大车及小车运动，采样时，控制系统发出指令，大车、小车分别在横向和纵向上移动，到达指定位置后，大车、小车制动，采样头开始下降并进行采样。当采样头到达指定位置后，或者触底反弹保护发出信号，采样头开始提升。当回到设定高度后，采样头料仓门打开，采集的原煤进入皮带机。然后，煤样经过破碎、缩分过程，少量的煤样进入集样器，多余的煤样由余煤返排口排回车上，整个采样过程结束。
11、采样机其它方面的说明。
采样机对于水分大或粘性大的煤样采样时容易发生堵塞现象，出现这种情况应该从制度上要求禁止使用机械采样并采用人工采样，现在很多电厂要求至少90%以上的机采率，但从设备可靠性与采样的代表性上还是希望采样机使用部门应根据实际情况使用采样机。
使用单位与维护单位应加强设备本身的定期维护，注重采样机轨道的日常检查，消除采样机轨道两侧的杂生树木，加强人员的操作与维护培训。
作者简介：董振涛，本科，工程师，有火力发电厂热工、锅炉检修、环保等工作经历，目前从事火力发电厂输煤运行管理、输煤检修管理。
论文作者:董振涛
论文发表刊物:《科技研究》2018年9期
论文发表时间:2018/11/19
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