天车抓斗钢丝绳脱槽问题分析及防范措施_贾志新.pdf

石油石化工厂延迟焦化装置大多采用井架水力除焦。水力除焦以高压水泵为核心，还包括除焦阀、泵阀、塔阀、除焦头、通用天车等设备。天车正常平稳运行是生产工作的重要保障，钢丝绳脱槽是天车故障中比较常见的现象，通过必要措施减少脱槽次数是设备正常运行和提高生产效率的关键因素之一。本研究主要对唐山东日新能源材料有限责任公司延迟焦化车间通用天车的使用和控制方式进行改进，对天车抓斗在使用过程中出现的问题进行分析，并提出相应的措施。1工艺流程及主要设备该延迟焦化装置含有 4 台焦炭塔。焦炭塔高30 m，塔顶平台为 38 m，井架高 78 m。除焦系统主要由高压水泵、泵阀、除焦阀（三位阀）、塔阀、卷扬机、钻杆、风动水龙头、除焦器、储水罐及焦炭塔等组成。高压水泵是整个除焦系统的核心。通过电机带动水泵运转，使水升压，达到除焦要求。水泵系统由电机、润滑油泵、水泵及相关管线组成，高压水泵为多级离心泵。除焦阀是除焦系统的另一个核心设备，它能使水压呈现满流、予充满和旁路 3 种状态。泵阀和塔阀都属于切断阀，处于开或关状态，开关信号通过接近开关提供给可编程逻辑控制器（PLC）。水力除焦系统的卷扬机由变频器间接控制,通过卷扬机实现钻杆的上下移动，进行除焦作业。钻杆、风动水龙头和除焦器组合为一体，对焦炭塔内外进行除焦。除焦过程中，储水罐中的水通过高压水泵加压，打到焦炭塔的平台，依次进入高压胶管、风动水龙头和钻杆，最后到达水力钻孔除焦器，通过卷扬机的升降从除焦器喷出，在焦炭塔内进行除焦。1除焦后的焦炭经过除焦头的高压水切割分离后，通过底盖机及溜槽进入焦坑，经过一定时间的沉积、沥水后，通过天车抓斗被运输到下一个工序。2设备结构通用桥式起重机由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。起重小车由起升机构、小车运行机构和小车架 3 部分组成2。起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架，通常为焊接结构。起重机运行机构的驱动方式可分为两类：一类为集中驱动，即用一台电动机带动长传动轴驱动两边的主动车轮；另一类为分别驱动，即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。中小型桥式起重机多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的“三合一”驱动方式。为便于大起重量的普通桥式起重机的安装和调整，驱动装置常采用万向联轴器。起重机运行机构的主动车轮和从动车轮通常为4 个，如果起重量很大，常用增加车轮的方法来降低轮压。当车轮超过 4 个时，必须采用铰接均衡车架装置，使起重机的载荷均匀地分布在各车轮上3。化工设备天车抓斗钢丝绳脱槽问题分析及防范措施贾志新唐山东日新能源材料有限责任公司（河北唐山063600）摘要在石油化工生产活动中，天车是必不可少的生产设备。分析了某延迟焦化装置天车抓斗钢丝绳频繁脱槽的原因，包括防脱槽装置设置不合理、操作不当、滑轮组选择不合理、钢丝绳选择不合理等，提出了相应的改进措施。关键字技术改造设备管理生产现场安全中图分类号TH 21作者简介：贾志新男1985 年生本科工程师从事化工设备管理及优化工作第 48 卷 第 1 期2023 年 2 月上 海 化 工Shanghai Chemical Industry45 DOI:10.16759/ki.issn.1004-017x.2023.01.049桥架的金属结构由主粱和端粱组成。桥架可分为单主粱桥架和双粱桥架两类。单主粱桥架由单根主粱和位于跨度两边的端粱组成，双粱桥架由两根主粱和端粱组成。主粱与端粱刚性连接，端粱两端装有车轮，用以支承桥架在高架上运行。主粱上焊有轨道，供起重小车运行。比较典型的桥架主粱结构有箱形、四桁架和空腹桁架。焦化车间的重工起重机采用卷扬机作为提升机构，桥架主粱为箱形结构，钢丝绳作为牵引介质，抓斗形式为四绳抓斗，起重量为 5 t、容积为 2 L，抓取料质量为 2.02.4 t。新购抓斗进场后，于 7 月 23 日更换，之后就出现钢丝绳频繁脱槽，钢丝绳在滑轮间挤压变形，起毛进而断股的情况，严重时一天更换 3 次钢丝绳。这增加了维修强度，影响正常生产。车间抓斗基本情况：钢丝绳规格型号为 619，直径为 16 mm。车间新购买一台天车抓斗作为备用设备，同时新购滑轮组作为备件，情况如表 1 所示。3原因分析通过现场观察和实际测量数据对比，结合操作方式与现场工况，分析原因主要有以下几方面。3.1防脱槽装置设置根据设计规范，设备在设计制造时，每个滑轮组的出绳端要设置一防脱槽机构（排绳器）。该机构可以是钢板钢条、圆钢滚套或者专用压板。相关规范规定，滑轮轮缘与该装置的间隙不大于钢丝绳直径的1/5。而现实中，厂家生产时可能扩大了该间隙，或脱槽装置因强度不够发生变形而使间隙增大。由于出厂防脱槽装置不合理，使用一段时间后，防脱槽机构变形，不能很好地起到防脱作用。通过技术改造，设置新的防脱槽机构，以减少脱槽次数。新的防脱槽机构有两种结构。（1）根据滑轮的宽度制作一个钢板条，其宽度为 8 cm，厚度为 1 cm；根据滑轮组的间隔，制作 T 型槽，其高度由滑轮槽深度和钢丝绳的直径决定。T 型槽与钢丝绳保持 2 mm 左右的间隙。T 型槽的数量与滑轮组数量相符，与钢丝绳相应。在抓斗上焊接支架，通过其将 T 型槽与抓斗固定，保证间隙合理，达到钢丝绳防脱的目的。（2）选择一对直径合适的钢管和钢棒，将钢棒插入钢管中，二者之间间隙不能过大。案例中选择25 mm 的钢棒和 32 mm 的厚壁管，长度由滑轮组的总长度决定。通过在抓斗上焊接支架来固定钢棒，使钢管与滑轮组内的钢丝绳保持合理间隙，达到防脱的目的。通过一段时间的实践和观察：第 1 种防脱槽机构在抓取大块物料时效果明显，对钢丝绳的控制较好；第 2 种防脱槽机构在抓取粉料物料时效果明显，同时可有效防止钢丝绳损坏。3.2使用操作根据防脱槽装置的条件，以下不当操作可能会导致脱槽现象：（1）吊具下落时，落到位后继续下落，导致钢丝绳松弛；（2）钢丝绳松弛后，滑至轮缘及滑轮室侧板间时提钩；（3）抓斗发生偏斜时仍快速提钩抓料；（4）塔吊起重臂快速地旋转或在提升时急停，吊钩发生甩动、弹跳。针对操作者的技能和安全生产思想意识问题，可通过早班会宣讲，进行专业培训，加强责任考核等来提高。同时，规定操作流程和抓取顺序，使物料分布合理，避免死角和边沿堆料。3.3滑轮组选择在长期使用过程中，抓斗经常受到碰撞、挤压，造成变形，滑轮片损坏。在更换时没有采用原厂的部件，造成轮片偏差较大，滑轮组与钢丝绳间隙过大，不能满足设备运行需要，导致频繁脱槽。（1）新购天车抓斗滑轮轮槽直径约为 28.6 mm，轮径为 460 mm，轮槽直径超出标准范围。合格的备品备件应该符合国家标准要求，同一滑轮组各轮片的尺寸、质量等级应该一样。（2）对于新购设备，可以按原厂家给定钢丝绳的绳径进行选择。由设备老化导致的脱槽，可以考虑更换钢丝绳，以增加摩擦力，减少脱槽频率。改进措施：确保设备资料齐全、完整，备品备件清单、规格、型号完整；加强材料进场验收，严格遵循国家标准和行业标准；提高采购产品质量，选择优质供应商。表 1天车抓斗及滑轮组情况设备滑轮轮槽直径滑车直径原厂天车抓斗20.0455新购滑轮组21.0460新购天车抓斗28.6460mm上 海 化 工第 48 卷46 Analysis and Preventive Measures on the Stripping ofSteel Wire Rope for Crane GrabJIA ZhixinAbstract:In the petrochemical production activities,the crane is an essential production equipment.This paper ana-lyzes the reasons for the frequent stripping of steel wire rope for the grab in a delayed coking unit,including unreasonablesetting of anti-stripping device,improper operation,unreasonable selection of pulley block and unreasonable selection ofsteel wire rope,and puts forward the corresponding improvement measures.Key words:Technical transformation;Equipment management;Production field;Safety3.4钢丝绳选择现场实际生产中，有些设备的使用年限比较久，各处磨损比较严重，各部件的间隙增大，滚筒和滑轮组钢丝绳槽的摩擦间隙增大，与钢丝绳之间的摩擦力减小，入槽间隙增大，增加了脱槽的几率。因此，长久使用的设备在检修时要测量滚筒和滑轮组间隙，看是否满足设备需要。通过实际测量，参照常用钢丝绳规格（见 GB11021974 圆股钢丝绳）选择合适的钢丝绳，以减少脱槽频次，减轻维修工作强度，提高生产效率。滑轮组的选用参照 JB/T 9005.11999 起重机用铸造滑轮 绳槽断面 和 JB/T 9005.21999 起重机用铸造滑轮 直径的选用系列与匹配。经查询，滑轮公称直径为 450 mm，推荐选择的钢丝绳直径范围为 1618 mm。根据 JB/T 9005.11999 及美国石油学会 APISpec 9A-2020钢丝绳规范对滑轮的技术要求可知，钢丝绳直径不大于 19 mm 即可。查询常用钢丝绳规格表可知，619 规格的钢丝绳，直径 17 mm 为最优，15.5或 18.5 mm 也可。4结语综上分析，起重设备发生钢丝绳脱槽的主要原因有使用天车过程中横拉斜拽、排绳器不合理、卷筒磨损严重、钢丝绳选择不合理、滑轮组质量不达标等。经过技术改进，脱槽情况处于可控范围，生产工作进入正常状态。参考文献：1王维燕.水力除焦系统控制系统设计 J.化工自动化及仪表,2014,41(7):850-851,861.2张生平.桥式起重机机械系统故障及维修 J.山西冶金,2004,27(3):45-46,65.3邓永林.浅析冶金多功能天车日常维护与管理要点J.中外企业家,2018(30):132-133.收稿日期：2022 年 8 月科思创与中广核达成绿电采购协议前不久，科思创与中国广核新能源控股有限公司签署了多份为期多年的绿电购买协议，通过不断提升可再生能源的使用比例，在实现气候中性的道路上又迈出了一大步。从 2023 年 1 月起，科思创每年将从中广核新能源位于青海省冷湖镇的风电场和光伏电站采购约 3 亿 kW h 绿色电力，满足上海一体化基地 30%的电力需求。这将使科思创在中国的年 CO2排放量减少约 12.6 万 t（相当于 6 万辆燃油车的排放量）。“科思创的目标是到 2035 年实现气候中性，公司正系统推进全球生产基地转向使用可再生能源。”科思创首席执行官施乐文博士表示，“该协议标志着在这一道路上的新里程碑。我们通过投资和兑现承诺，推进可再生能源市场的进一步发展壮大。”科思创上海一体化基地仅2022 年预计使用超过 3 亿 kW h来自中国西北地区的光伏发电。“此次绿电协议标志着上海基地为实现净零排放达成的又一里程碑。过去数年，我们已成功提升能效并大幅减少了碳排放。未来十年，我们将聚焦绿色能源与替代性原材料的使用，向碳中和生产的目标迈进。”科思创中国区总裁雷焕丽表示。（Grace）贾志新：天车抓斗钢丝绳脱槽问题分析及防范措施第 1 期47