焦炉余煤单斗提升设备适应性改造
安阳钢铁集团有限公司，河南 ·安阳 45500
【摘 要】 焦炉生产设备主要包括：四车一机（推焦车；拦焦车；装煤车；熄焦车；交换机）及大量的附属设备（余煤单斗提升设备；炉门修理机；炉顶电动葫芦；地下室通风设备、排水设备；炉顶放散点火装置等）。焦炉生产顺行必须要保证主体设备的正常运行和附属设备功能完好，其中，余煤单斗提升设备是为完成对推焦车平煤过程中产生的余煤循环使用而设置的。
【Abstract】 Coke oven production equipment mainly includes: Four cars and one machine (pushing car; coke car; coal loading car; quenching car; switch) and a large number of ancillary equipment (remaining coal single bucket lifting equipment; furnace door repair machine; furnace top electric hoist; basement ventilation equipment, drainage equipment; furnace top discharge ignition device, etc.). The coke oven production must be in line with the normal operation of the main equipment and the auxiliary equipment functions intact. Among them, the surplus coal single bucket lifting equipment is set up to complete the recycling of the surplus coal generated during the flat coal charging process.
【关键词】 单斗；PLC ；限位
【Keywords】 single bucket; PLC; limit
1 问题提出
现余煤单斗提升设备需要固定一人定期检查坑下煤斗煤量，煤满后现场开停机，将余煤提升至炉顶煤塔下煤斗，由装煤车接煤再次装入焦炉炭化室。该设备日常使用率较高，且维护需要定期检查，因所有机电设备均安装在室外，需要定期清灰频次高，机械设备损耗偏大，经常需要更换滚轮和部分滑轨，维修耗时长，一旦出现停机故障，推焦车余煤料斗无法正常放煤，导致平煤无法进行，就会耽误生产。而且因近几年来的环保形势需要，焦炉车辆及焦炉平台不能见黑煤、空气中不能见黄烟、黑烟，这就对设备的运行可靠性和维修人员的维保能力提出了更高的要求，为满足焦炉安全、稳定、顺利生产，余煤单斗提升设备适应性改造需要迫切进行。
2 解决方法
（1）新安装变频器1台，更换变频电机1台，完成单斗提升的变速运行，大大降低机械磨损。
（2）新安装PLC 1台、称重传感器1个，研发自动控制程序1套，计划将所有信号远传至交换机操作室实现整机的电气自动控制，并与现场手动操作形成两地控制，提高设备运行的安全、可靠性。
（3）机械部分：整体翻修斗式提升机（该产品自2005年投产以来从未更新，零星修补及关键部位机械磨损均已达到极限），设置顶部机械安全挡装置。电气部分：研发电控程序，使用西门子200PLC，现场限位延用凸轮控制器，设上、下极限，计划新增上部反转限，即到达该限位后，设备自动下落到坑内下限，提高设备使用安全性，杜绝“单斗上天”的操作事故（“单斗上天”后需要钳工调整机构将脱轨的滚轮重新安装至滑轨内，耗费时间约1-2小时）。
程序设计思路如下：自动模式：斗提在坑下检测到料满»»启动提升电机»»斗提从下限低速行驶到上加/下减速限»»延时500ms后»»斗提高速行驶到上减/下加速限»»延时500ms后»»斗提从上减/下加速限低速行驶到上限，完成一次提升过程，下降过程与提升程序设计相反。手动模式设计部分限位连锁，即上、下限位与极限参与连锁，同时变频器进行旁路设计，脱开变频器实现斗提单动动作，此时，所有限位不参与连锁，仅在紧急情况下使用。
3 电气调试
3.1 设置多段速
（1）设置参数 PS2 (2个预置速度) 为 LI4，设置参数 PS4(4个预置速度)为LI5，设置参数 PS8(8个预置速)为LI6。这时，端子状态与段速选择的关系是：
（2）设置参数 SP2（预设速度2），SP4（预设速度3）和SP8（预设速度4）分别为要求的值（如分别设置为10Hz, 7.5Hz, 50Hz），第一段速为设置菜单中的低速频率，需要在设置菜单中设置。
3.2 设置抱闸控制逻辑
在 1.7 应用功能 菜单中，找到 制动控制逻辑功能，适当设置如下参数：
bSt（运动类型）为UEr（垂直升降）
bIP制动脉冲为YES是
第六步，设置频率上限，下限，加速时间，减速时间
在Set- 设置菜单中，设置：
ACC加速时间为2S
dEC减速时间为2S
LSP低速频率为低速频率7.5Hz
HSP高速频率为50 Hz
4经济效益
设备改造后，设备消耗成本大大降低，整体更新斗式提升机，费用大约5万左右，改造后，电控系统的优化设计延长了设备使用寿命，费用仅需1.8万元左右。
主要零部件费用清单：变频器：1.2万元；变频电机：6000元；
具体计算：
（1）备件购置费一次性节约3万元。
（2）维修人员维护费用+操作人员清洁设备费用每年至少节约3000元
（3）生产时间考核+环保考核每年预计节约2000元
5 总结
新型焦炉余煤单斗提升设备投运后，预计会产生“一升多降”的良好效果，首先，设备运行效果会显著提升，因PLC自动控制，可以根据运行情况进行修改煤量提升频次，原1小时左右就需手动开停机一次，现在无需人工操作，半小时就可自动开停机一次，大大降低了裕煤现象，可使焦炉车辆及焦炉平台的卫生长时间保持，降低了操作人员清洁设备的工作量；其次，提升电机采用变频控制，可根据需求灵活调整加减速区间，最大限度降低在滑轨拐弯和易冲击处的机械抵抗力，延长设备使用寿命，同时也带来了维修人员维护工作量降低。设备改造后，适合长期、连续使用，减少了因检修设备而耽误的生产时间。设备改造后，设备消耗成本大大降低，整体更新斗式提升机，费用大约5万左右，改造后，电控系统的优化设计延长了设备使用寿命，费用仅需2万元左右。电控设备改造大部分使用原系统设备，因自主设计改造，程序设计技术开发费用及人工、机械材料费用忽略不计。
【参考文献】
[1]俊.门子S7系列PLC的应用与维护[M].京:械工业出版社,008.（488~596）
