皮带机停机失灵事故的原因分析.doc

皮带机停机失灵事故的原因分析

1系统简介
　　本区域内先进的煤炭皮带机用电管理是依靠PLC装置控制高压MMC柜中的测控保护模块〔以下简称保护模块〕来完成投切。
　　因为大型皮带的运作通常是靠多组皮带机共同驱动完成的，而皮带机之间启动次序、启动间隔都是一定的，因此皮带机的启动及停止都有着一定流程的。
　　以发生事故的BH1-2皮带段为例，它是由BH1-2-1皮带机〔以下简称1#皮带机〕、BH1-2-2皮带机〔以下简称2#皮带机〕驱动完成的〔见图一〕：
　　1．1启动时，2#皮带机要晚于1#皮带机3秒钟启动，其流程实现，依靠PLC装置向1#皮带机上口MCC馈线柜〔以下简称1#柜〕，发出合闸指令，1#柜中的保护模块首先使该段皮带的刹车装置松闸，然后合入本柜接触器，并同时开始计时，当计时时间达到三秒时，2#皮带机上口MCC馈线柜〔以下简称2#柜〕获得延时完毕，合入该柜接触器，完成送电流程。〔图二、图三分别为1#皮带机、2#皮带机正常启动逻辑〕

　　1．2停机时，不管是正常分闸还是紧急分闸，都是将停机信号传入1#柜中的保护模块，之后该模块一方面拉开本柜接触器，另一方面使该段皮带刹车装置抱闸。当2#柜中的保护模块监测到1#柜接触器分闸，驱动2#柜接触器分闸。

　2事故状况
　　当天，由于BH皮带段内的一台皮带机发生故障，因此需要停下该段皮带，中央控制室对BH1－1和BH1-2皮带相关的皮带机发出停机指令，但BH1-2皮带机中仅有1#皮带机停机，2#皮带机仍然继续运转，之后工作人员使用现场急停按钮与紧急停机拉绳开关均无法使2#皮带机停下，但此时由于刹车装置已经抱闸，摩擦力急剧增大，已经起烟、并伴有稍微火势。在这种状况下，变电所接到通知后，停下2#柜上口电源。

　3原因查找与分析
　　事故发生后，依据事故发生时的记录以及事故发生后的现场状况，我们并没有从逻辑上找出事故发生的原因。立即，我们对柜体及相关控制回路进行模拟试验，结果两台MCC柜启动与停止，均恢复正常，并且，在对柜内接线、柜间连线的检查中，也未发现异常，因此，我们决定进行模拟停机试验。
　　在进行多次模拟试验后，在一次模拟停机试验中，两台MCC柜处于合闸状态时，中控室发出停机命令，1#柜分闸正常，但瞬间接触器小车运行位置指示消失，2#柜继续运行，未分闸。
　　这个现象与事故发生时的状况十分相似！
　　那么，1#柜小车位置指示与2#柜接触器分闸是否有联系呢？
　　通过分析发现，只有1#柜其小车在运行位置、控制钥匙选择远方、接触器在分闸位置三者兼备的状况下，2#柜保护装置才能获得1#柜正常信号。当1#柜小车位置指示消失时，2#柜的保护装置就无法获得1#柜正常信号。
　　而从2#柜的分闸逻辑还可以看出，只有在1#柜接触器分闸位置及正常信号，同时被2#柜保护装置检测到的时候，2#柜才能正确分闸。因此，在1#柜小车位置信号消失、2#柜自身又没有保护信号的状况下，2#柜接触器是无法分闸的。〔见图七〕

　　但是，1#柜的小车位置指示为什么会消失呢？从实验现象判断，我们认为是由于1#柜接触器分闸时，产生的震动引起了小车位置指示变化。之后，我们检查了该接触器小车，发现其小车位置传动机构与小车位置辅助开关连接处比较松弛，虽然其可以起到指示小车位置的作用，但只要手轻轻触碰，就可以使小车位置消失。
　　为了检验这种松弛的连接是否为制造工艺所同意的，我们又检查了另外五台MCC接触器小车，发现这五台小车相同连接位置处连接紧密，即使用手触碰、干扰，也不会使小车位置的正常指示消失。很显然，1#柜内的接触器小车是存在制造工艺问题的。
　　之后，我们将1#柜接触器小车推入柜内，并到达运行位置继续实验，结果发现，1#柜小车在运行位置，在受到振动影响后，确实可以引起小车位置指示消失。

　这样，事故大致的原因已可以分析出来了：
　　事故发生时，中控室对BH1-2皮带发出停止指令后，1#柜接触器正常分闸，并驱动刹车装置抱闸，但分闸的同时，分闸的振动影响了小车位置指示机构，使小车位置指示消失，因此，2#柜接触器没有分闸。而且，所有的紧急停机信号的作用都是为了使1#柜接触器分闸，并不能直接使2#柜接触器分闸。
　　在2#MCC柜无法分闸，皮带刹车装置抱闸的状况下，2#柜所驱动的2#皮带机在庞大的摩擦力作用下继续运行，险些引起了火灾事故。〔见图八〕

　　简单的说，由于1#柜的接触器小车存在制造工艺问题，导致了2#柜接触器分闸异常，从而引起了事故发生。
　　4设备缺陷处理及事故处理
　　4．1设备缺陷处理及改善
　　高压MCC柜厂家人员现场检查1#柜小车位置传动机构与小车位置辅助开关连接零件有变形，并确认这种零件的变形使连接部位产生了松动。随后，改换了连接零件。并且，为了防止发生类似偶然性的事故，对保护模块逻辑，进行了改善。
　　在2#皮带机分闸逻辑中加入1#皮带机正常信号作为判断依据，是制定人员合计到试验的需要所制定的。在我们和用户权衡了设备运行可靠性后，我们取消了2#皮带机分闸逻辑中的1#皮带机正常信号判据。因此，更改后，只要1#柜接触器分闸或是其合闸状态信号消失后，2#柜的接触器便会马上分闸。〔详见图九〕

　　4．2事故处理
　　改换事故中损坏的设备及部件；制定相关的事故组织措施；针对本事故及相类似的皮带机不能停机的故障制定了事故预案;针对突发性事故制定了紧急事故处理流程。
　　4．3事故处理
　　整改设备缺陷；改换摩擦损坏的2#皮带机大轴；制定相关的事故组织措施〔如事故预案、紧急事故处理办法等〕。