Проблемы использования мощного горнотранспортного оборудования



Предыдущая | Следующая

 

Проблемы использования мощного горнотранспортного оборудования непрерывного действия в условиях Канско-Ачинского топливно-энергетического комплекса МИНЕЕВ Александр Васильевич Доктор техн. наук Красноярский государственный технический университет, МАРКЕВИЧ Юрий Владимирович Генеральный директор ООО «Угольный разрез Канcкий» ЗИМАКОВ Евгений Алексеевич Кандидат техн. наук Ведущий специалист ООО «Угольный разрез Канcкий» В настоящее время на долю России приходится 5,5 % общих мировых запасов угля. Основными добывающими странами за период с 1999 по 2003 г.
являются Китай (28,8 % мировой добычи), США (20,5 %), Индия (7,4 %), Австрия (7 %), Россия (5,2 %), ЮАР (4,6 %), Германия (4,3 %) и Польша (3,3 %). Практически во всех перечисленных странах уголь используется в основном для производства тепло- и электроэнергии (62 % от общего потребления). Среди других сфер экономической деятельности по объему потребления угля выделяются металлургическая промышленность (сталелитейное производство — 16 %).
В России крупнейшие месторождения угля находятся в Кузнецком (43 % от общих российских запасов) и КанскоАчинском (21 %) бассейнах. Общие же разведанные угольные запасы России по состоянию на 1 января 2003 г. составляют 138 млрд т. Рост потребления бурого угля в промышленности, сельском хозяйстве, строительстве и в транспортной сфере со среднегодовым темпом в 5 % основывается на 6–8 %-ном росте ВВП до 2010 г. с учетом прогнозируемого увеличения энергопотребления на 20–30 % в целом по стране. Только строительство третьего и четвертого энергоблоков Березовской ГРЭС-1, по существующим оценкам специалистов, увеличит объем потребления угля станцией к 2010 г. в два раза и составит ориентировочно 9,2 млн т.
Для практической реализации данного технического режима крайне необходима четкая и бесперебойная работа оборудования непрерывного действия, эксплуатирующегося на разрезе Березовский-1, где наряду с основным — роторными экскаваторами – используется магистральный конвейер (агрегат КЛМ-4500), подающий угольную массу от борта разреза непосредственно в топки энергоблоков электростанции.
Известно, что данный магистральный конвейер был спроектирован и введен в действие еще во времена функционирования Минуглепрома СССР. Учитывая уникальность данного сооружения, его колоссальные геометрические параметры (общая длина – 14,7 км.) в процессе эксплуатации даже на ранней стадии, возникло очень много технических и эксплуатационных проблем различного характера. В связи с тем, что в системе ПО «Красноярскуголь» объемы добычи разреза Березовский-1 постоянно менялись, то конвейер эксплуатировался в рваном режиме и, как следствие, очень часто выходил из строя.
В мировой практике при проведении открытых горных работ такие конвейеры до настоящего времени нигде не применялись, поэтому опыта эксплуатации такого уникального оборудования просто не было. Смена руководства (собственников) наложила новый отпечаток, как на условия эксплуатации данного уникального сооружения, так и на его дальнейшую судьбу. В 2001 г., учитывая значительное снижение объемов производства на разрезе Березовский-1, было принято решение о снятии (замене) основной базовой машины ЭРП5250 и переходе на технологию добычи с двумя экскаваторами ЭРП-1250 и, как следствие, демонтаже конвейера 4500, так как в таком виде его использование не представлялось возможным. На техническом совещании представителей ОАО СУЭК в г. Красноярске было решено принять данную технологию и привести в соответствие производительности магистрального конвейера и конвейеров на ГРЭС, подающих топливо к энергоблокам.
С принятием данной технологической схемы разработки предполагалась реконструкция конвейера на базе существующего с уменьшением ширины ленты до 1 200 мм (в базовом варианте – 2 000 мм) и с производительностью 1 350 т/ч.
Однако до реализации и принятия данных решений уже разработанного технического проекта поступило, на наш взгляд, наиболее грамотное и своевременное техническое предложение — провести диагностику (оценку технического состояния) оборудования существующего магистрального конвейера. Целью и назначением инструментального диагностического обследования магистрального конвейера КЛМ-4500 явилось бездемонтажное определение его фактического технического состояния. Полученные результаты обследования были крайне необходимы при формировании плана ремонтных работ, в том числе для оптимизации их состава и технологии выполнения при ограничении стоимости работ.
Объектом исследований является магистральный конвейер КЛМ-4500, основным объектом в этом случае является станция, и один из пяти конвейеров (в данном случае – станция Перегрузка-5), станция включает в себя все агрегаты конвейера, связанного с ней, кинематическая схема конвейера показана на Конкретный объект — машина, в данном случае машинами названы основной двухмоторный привод и вспомогательный одномоторный привод.
Непосредственными объектами диагностического обследования являлись подшипники, зубчатые колеса, соединяющие валы муфты, фундаментное крепление агрегатов.
Данные объекты характеризуются в базе данных измерительными точками, обозначение которых несет информацию о месте измерения и направлении оси датчика.
Диагностическое обследование приводов выполнялось в помещении приводной станции Перегрузка-5 магистрального конвейера КЛМ-4500 Березовского разреза. Обследование выполнялось при работе конвейера на холостом ходу (без угля на ленте конвейера). Температура в помещении приводной станции составляет от 5 до 10°С.
Общее время проведения обследования составило около 12 ч.
Результаты спектрального анализа данных виброизмерений основного привода представлены в виде графического и табличного материала. При анализе спектров установлено: основные дефекты, составляющие причины опасного уровня вибрации, сосредоточены в электродвигателе (дисбаланс в горизонтальной плоскости), подшипники электродвигателя и редукторов имеют значительный износ, зубчатые передачи имеют заметные дефекты и требуют ревизии, значительные дефекты снижения жесткости фундаментного крепления, что требует специального обследования и корректировки. Все выявленные дефекты – износовые, то есть имеют распределенный характер неаварийного уровня (за исключением уровня дисбаланса), но в целом воздействие дефектов делает уровень технического состояния неудовлетворительным, поэтому эксплуатация электродвигателя и редуктора У900 без ремонта недопустима.
АнализVe(виброскорости)представлен (спектры Ve электродвигателя в широком диапазоне от 0 до 2000 Гу) в таблице. Для анализа были выбраны спектры в измерительных точках с наибольшими уровнями вибрации: НО, АО, HI и AI. При анализе спектров установлено, что уровень вибрации в диапазоне измерений эффективной виброскорости Ve, м/с (от 0 до 2 000 Гу) достигает максимального значения 6,2 м/с (измерительная точка HI). Данному уровню соответствует технологическая рекомендация: длительная эксплуатация недопустима, необходимо планировать ремонт в ближайшее время.
Наибольший вклад в уровни вибрации привносят следующие факторы:
— дефекты, связанные с частотой вращения FV2 ротора электродвигателя (FV2 в этом случае обусловливается, во-первых, дисбалансом ротора, во-вторых, всеми другими видами дефектов подшипников, зубчатых передач и электромагнитной системы электродвигателя) VeFv2, HI = 5,2 м/с («83 % от уровня Ve в — дефекты, связанные с субчастотами (частота ниже 0,5 FV2, на которых проявляются дефекты выходных ступеней редукторов и подшипников с низкой скоростью вращения, а также дефекты фундаментного крепления);
— дефекты, связанные с частотами, характерными для подшипников электродвигателя.
Анализ Ар (виброускорения) (диапазон от 0 до 20 000 Гу) был выполнен для измерительных точек с наибольшим уровнем вибрации Ар (НО, Н1 и VI). При анализе спектров установлено следующее:
а) основной вклад в виброактивность вносят дефекты электромагнитной системы — электродвигатель, а именно статор (наименее надежное звено);
б) каждое из проявлений дефектов электродвигателя подшипников и зубчатых передач редукторов не имеют аварийного уровня, но в целом суммарное их воздействие определяет техническое состояние привода как недопустимое. В этом случае дальнейшая эксплуатация без ремонта нецелесообразна. В противном случае продолжение эксплуатации может привести и к тяжелым авариям, так как техническое состояние всех элементов предаварийное. В этом случае развитие дефектов идет по нарастающей нелинейно, то есть с ускорением, и переход в аварийное состояние с резким ростом уровня вибрации может произойти в короткий промежуток времени;
в) дефекты подшипников и зубчатых передач в этом случае значительны (присутствие заметных по амплитуде вибросигналов высоких гармоник основных информационных частот 2 боковых полос), из подшипников наиболее изношены подшипники 32336 и 630 электродвигателя и подшипники 32634 первого вала редуктора Ц900;
г) дефекты зубчатых передач редуктора Ц900 имеют боле высокий уровень по сравнению с дефектами редуктора Ц1400. Требуется ревизия для определения наличия дефектных зубьев и повышенных зазоров в зубчатых передачах для определения объема ремонта.
По результатам технической диагностики можно сделать следующие выводы: основной и вспомогательный приводы имеют неприемлемое техническое состояние, дальнейшая эксплуатация недопустима без ремонта или замены электродвигателя. Таким образом, проведенным контролем технического состояния (КТС) магистрального конвейера КЛМ-4500 определены дальнейшие пути его использования, причем с учетом существующей технологии разработки и имеющегося в наличии дорогостоящего технологического оборудования.