西副井卷扬制动系统及主电机温度监控的技术改进

附件2二矿区技术开发项目立项书项目名称：西副井卷扬制动系统及主电机温度监控技术的研究及应用申请单位：副井提升工区联系人：电话：申请时间：2010年2月10日西副井卷扬制动系统及主电机温度监控技术的研究及应用一、立项的意义及必要性西副井卷扬机自1983年建成投入使用至今已经有28年了，在这期间西副井卷扬运行基本稳定，符合当初设计的的提升要求。随着时间的推移和技术的进步，国家对卷扬提升设备的安全性能提出了更高层次的要求。副井提升工区西副井卷扬机的液压及闸位控制系统已经达不到国家安全标准，必须进行改造和更新。其问题主要体现在以下几个方面：1、制动液压站现在采用的是上海冶金机械厂的初期产品，该产品没有安全制动，不符合中华人民共和国国家标准（GB16423-2006）。该液压站由于没有二级制动特性，在故障时，产生非常大的减速度，对卷扬机的主轴、电机、联轴节，减速箱齿轮等传动部件产生非常大的冲击载荷，存在着机械重大损伤及疲劳加速的严重隐患。同时，给卷筒衬块，卷筒主轴，悬挂装置，钢丝绳等主受力部件带来极大的冲击。2、闸系统没有闸间隙保护及闸弹簧疲劳监测，不符合中华人民共和国国家标准（GB16423-2006）。规程中规定，闸瓦磨损超过容许值或制动弹簧行程超限时，应有信号显示及安全制动。确保制动系统的安全可靠。另外，该监测系统在日常检查中更为直观、方便，数据收集更可靠。3、主电机没有温度监控，不符合中华人民共和国国家标准（GB16423-2006）。规程中规定，主电机的主控机应与主电机的通风故障、或主电机温升超过额定值连锁。改造完成后可提高主电机工作的可靠性。这三项内容也是国家安全监测中心对西副井提升机进行专项检测后提出的不合格项。因此，有必要进行研究及改造，以提高西副井提升机的安全性能。二、技术开发的内容及方法1、技术开发的的内容主要包括：西副井卷扬机制动液压站安全制动的技术开发和应用；西副井卷扬机闸间隙保护的技术开发和应用;西副井卷扬机主电机温度监测与监控的技术开发和应用。2、技术开发的方法：副井提升工区根据西副井卷扬的技术特征及存在的问题提出初步的技术开发要求、思路及布置形式。委托有技术能力和设计资质的设计单位进行设计。3、上海冶金矿山机械厂提供k730.4107低压液压站的技术分析及论证最大工作油压：6.5Mpa系统供油流量：10L/min；15L/min（高速）系统容许油温范围：15℃-70℃系统残压：0.5Mpa一级制动的油压延时时间：0-10s一级制动油压：可调。该液压站的参数除具有二级制动特性外，其余的技术指标均与副井提升工区现用液压站基本完全相同。与副井工区西副井卷扬机的闸系统完全匹配，初步讨论完全可以互换，实现设备的技术升级。上海冶金矿山机械厂k730.4107液压站安全性能的研讨、二级制动的原理分析及论证（附液压原理图）k730.4107低压液压站在设计中采用了四条相互独立的的回油路，第一条由阀13、14、16组成；第二条由阀18、19、21组成；第三条由阀15失电后形成系统压力迅速回压至残压状态；阀12为第四条常开小流量后备回油路。这四条油路相互独立，任何一条起作用都可以产生相应的制动力矩，据有可靠地安全性能。另外，该系统中，在第一条回油油路、第三条回油油路的回油管中设计了超低压压力继电器，用来检测这两条回油路的畅通情况。进一步确保了液压站制动性能的安全可靠。二级制动时，各阀13、14、18（西副井各阀的整定值分别为：4Mpa、2Mpa、2.5Mpa）按照各自的调定值，迅速回油降压，油压降低到各自的调定值时，各阀相继关闭。0.3秒内降至贴皮油压，此间为制动的空行程时间，油压继续减低，制动器开始向制动盘施压，在空行程结束时，闸瓦接触制动盘，但不施压，当油压减低到p18的调定值时阀13关闭，此时，只有14、18、12卸油，由于阀9断电，使蓄能器与主回油路接通，蓄能器内的油可补充系统的泄油，调节调速阀8使蓄能器的补充油量与阀14、18、12的泄油量相等，由于进排油量相等，使系统油压保持在阀18的调定值上，进行一级制动，一级制动时间可在10s内可调（西副井液压站整定延时时间为2s），各参数的调整符合GB16423-2006标准中第6.3.5.16与第6.3.5.16的规定。蓄能器卸空前，制动力保持在一级制动力f1上，当蓄能器完全卸空后，系统无油可补，油压迅速下降，阀18、14相继关闭，此时阀12继续泄油，直至系统卸空，系统油压降为零，制动闸全力投入，使最终的制动力矩达到3倍静力矩，完成停车制动。二级制动特性图如下：为提高制动系统的可靠性，要求整个液压站的电控系统采用plc控制。液压系统原理图4、西副井卷扬机闸间隙保护的技术开发和应用。增加闸间隙保护。在盘形制动器的底器上安装闸间隙检测开关，检测闸瓦动作距离，并输出4～20mA信号传入闸控PLC的模拟量输入板中，由PLC将4～20mA的信号转换为0.5～4mm的闸瓦动作距离，并通过程序对动作距离进行判断，一旦动作距离超过程序设定值，PLC将自动输出报警信号，实现闸间隙保护功能。液压站的油温保护功能。液压站液压油的温度受周围环境温度影响很大。夏季，环境温度高，液压站连续运行一段时间后，液压油温升较高，将影响提升机的正常运行。冬季，环境温度低，液压站停止运行一段时间后，油温下降，再次运行时，由于油温低，盘形闸开闸动作缓慢，影响提升机正常运行。油温保护可以很好的解决这个问题。夏季，当油温超过设定值时，安装在液压站上的电接点温度表的高温接点动作，信号输入PLC，PLC会产生报警信号。冬季，当油温过低时，电接点温度表上的低温接点动作，液压站的加热器会自动启动，待油温升至正常水平时，加热器自动断电，从而防止盘形闸因油冷导致的开闸过慢现象的发生。运行中的油压保护。新液压站上安装了电感压力变送器，用来连续检测液压站的油压。在提升机运行过程中，如果油压突然升高或降低，PLC会根据压力变送器输入的信号进行判断，一旦压力超过设定值，提升机将紧急停车，实现保护功能。残压保护。液压系统存在残压，一般来说，液压站的残压不能超过0.5MPa。PLC会根据电感压力变送器输入的信号来判断系统残压，一旦残压超过0.5MPa，液压站将无法启动，达到残压保护的目的。5、西副井卷扬机主电机温度监测与监控的技术开发和应用。电机温度保护功能。电动机连续运行会产生大量的热量，这些热量的直接作用效果就是使电机温度升高。电机的一项很关键的参数——绝缘等级，在电机温度超过某一数值后，电机的绝缘被破坏，会直接导致电机损坏。此次改造将电机内原有的温度探头pt100接入PLC，PLC会根据pt100电阻值的变化来判断电机温度，当温度超过报警设定值后，电机将无法运转，直至电机温度下降后方可运行，实现了对电机的温度保护三、技术指标要求和预期效果1、液压站要求和预期效果：与现有的卷扬机制动闸匹配，能实现工作制动、一级制动及安全制动。达到紧急停车后能实现缓冲，使制动减速度达到国家标准要求，电控部分采用plc控制。确保设备的安全使用。2、闸间隙监测系统要求和预期效果：能实现与卷扬机主控系统的连锁，确保闸间隙的可靠及闸弹簧的制动力矩。能实现直观数字检查及调整。确保闸系统的安全可靠。3、机主电机温度监测与监控要求和预期效果：与电机主控实现连锁，温度数字显示，便于直观检查和动态管理，能有效达到保护电主机的作用。四、技术开发进度1、依据西副井提升机存在的问题及设备的技术特征提出技术书开发内容。探讨卷扬机制动液压站、闸间隙保护、卷扬机主电机温度监控技术在国内的发展程度，提出具有先进性、可行性的技术升级报告。具体施工日期：2009年10月2-2009年10月31工期30天2、根据技术革新内容选定具有技术能力和设计资质的单位进行技改系统的初步设计。具体施工日期：2009年11月1号-2009年11月28号工期28天3、二矿区对初步设计内容进行初步审核，对相关设计单位提出信息反馈，确保设计的可靠性、先进性和可实际操作性。具体施工日期：2009年12月1号-2009年12月15号工期15天。4、相关设计单位根据信息反馈内容对原设计做相应的修改，做出最终的设计定稿。具体施工日期：2009年12月16号-2010年1月15号工期30天5、申报技术改造的备品备件具体施工日期：2010年1月15号-2010年3月15号工期59天6、技术改造项目的施工在副井提升工区西副井六楼卷扬机房安装二级制动液压站、闸间隙保护装置，卷扬机主电机温度监控系统。具体施工日期：2010年3月15号-2010年3月24号工期10天7、设备的调试完成安装后进行设备的调试和相关的实验，要求达到设计预定的效果。能切实达到提高卷扬机安全运行性能的效果。具体施工日期：2010年3月1号-2010年3月15工期5天五、技术开发的经费预算项目总费用构成备件费用：材料费用：安装费用：设计费用：共计总费用：1、备件费用：序号名称型号数量单位单价（元）总价（元）备注1液压站k730.41074台2闸电控柜+BCC+JX24件3现场接线箱+JX1、JX2、JX3、JX48套4电机温度控制柜+MTC2件合计2、材料费用：序号名称规格数量单位单价（元）总价（元）备注1槽钢14#697.4t44003068.78（6米/根）2钢管Φ400.412t44001813.715（6米/根）3液压油46#8桶2000160004电缆YJV-0.6/1KV4X416电缆YJV-0.6/1KV4X2.513电缆KVVR450/75014X1.530电缆KVVR450/75010X1.525电缆KVVR450/75024X1.540电缆DJYPVPR7X2X1.020电缆DJYPVPR3X2X1.016电缆DJYPVPR1X2X1.014合计六、项目组成员序号姓名职称备注附件1二矿区技术攻关课题申报表申报时间：2010年2月25号课题名称西副井卷扬制动系统及主电机温度监控技术的研究及应用立项理由1、制动液压站现在采用的是上海冶金机械厂的初期产品，该产品没有二级制动，不符合中华人民共和国国家标准（GB16423-2006）2、闸系统没有闸间隙保护及闸弹簧疲劳监测，不符合中华人民共和国国家标准（GB16423-2006）。3、主电机没有温度监控，不符合中华人民共和国国家标准（GB16423-2006）。开发费用（万元）申请单位申请日期副井提升工区2010年2月25号课题实施方案及内容1、技术开发的的内容主要包括：1）西副井卷扬机制动液压站安全制动的技术开发和应用；2）西副井卷扬机闸间隙保护的技术开发和应用;3）西副井卷扬机主电机温度监测与监控的技术开发和应用。2、技术开发的方法：1）副井提升工区根据西副井卷扬的技术特征及存在的问题提出初步的技术开发要求、思路及布置形式。2）制定详细的可行性实施方案。通过项目申报获得相应的资金自持。3）委托有技术能力和设计资质的设计单位根据副井提升工区的具体要求进行设计。4）最后进行备品备件申报及设备安装调试，5）最终达到技改要求进度安排1、依据西副井提升机存在的问题及设备的技术特征提出技术书开发内容。具体施工日期：2009年10月2-2009年10月31工期30天2、根据技术革新内容提出具体要求，选定具有技术能力和设计资质的单位进行技改系统的设计。具体施工日期：2009年11月1号-2010年1月15号工期60天3、申报技术改造的备品备件具体施工日期：2010年1月15号-2010年3月15号工期59天4、在副井提升工区西副井六楼卷扬机房安装二级制动液压站、闸间隙保护装置，卷扬机主电机温度监控系统。具体施工日期：2010年3月15号-2010年3月24号工期10天5、设备的调试完成安装后进行设备的调试和相关的实验，要求达到设计预定的效果。具体施工日期：2010年3月1号-2010年3月15工期5天达到指标和效果1、液压站要求和预期效果：与现有的卷扬机制动闸匹配，能实现工作制动、一级制动及安全制动。达到紧急停车后能实现缓冲，使制动减速度达到国家标准要求，电控部分采用plc控制。确保设备的安全使