Несмотря на высокое качество установленного комплектного электрооборудования, более чем тридцатилетний период интенсивной эксплуатации сделал свое дело: большинство силовых электромагнитных контакторов и автоматических выключателей имеют высокую степень износа, штатные элементы релейно-контактной автоматики давно выработали свой ресурс и по своим параметрам не соответствуют условиям работы (особенно реле времени), уровень изоляции силовых и контрольных кабелей за пределами допустимых норм, состояние коллекторов и щеточных узлов приводных асинхронных электродвигателей с фазным ротором в большинстве случаев неудовлетворительное.
Кроме этого, оставляют желать лучшего состояние и надежность пускорегулирующих сопротивлений тормозных устройств и командоконтроллеров. Тем не менее, по мнению специалистов технических центров, работающих от инспекции Гостехнадзора, состояние основных механизмов и металлоконструкций таких кранов отвечает всем нормативным требованиям, предъявляемым к подъемно-транспортным средствам.
Сразу напрашивается вполне закономерный вопрос: что может препятствовать скорейшему обновлению установленного электрооборудования на таких перегружателях в условиях кажущегося отсутствия дефицита на электротехническую комплектацию?
На первый взгляд, работа может проводиться в традиционном русле, без каких-либо особых условий, присущих модернизации только уникального электрооборудования: изучение и анализ эксплуатационной документации завода-изготовителя, разработка проекта и согласование его в соответствующих структурах Гостехнадзора, изготовление комплектного щитового электрооборудования, проведение электромонтажных и пуско-наладочных работ. Но как показал опыт модернизации электрооборудования грейферных кранов на двух металлургических предприятиях России, наряду с изрядной трудоемкостью, существует целый ряд объективных и субъективных обстоятельств, в значительной степени затрудняющих реализацию таких проектов.
Вначале об объективных факторах, радикально влияющих на объем, сроки и стоимость проведения работ.
Во-первых, отсутствие полного комплекта эксплуатационной документации, особенно, принципиальных электрических схем, восстановление которых по существующему электромонтажу дело малоперспективное и очень трудоемкое. Если к этому добавить неизбежные изменения в реальной электрической схеме, вызванные издержками длительного срока эксплуатации, сменой эксплуатационного персонала, аварийными заменами вышедшей из строя электроаппаратуры на случайные, имеющиеся в наличии, электротехнические комплектующие, то картина получается совсем безрадостная. То есть, учитывая эти обстоятельства и достаточную насыщенность электрических схем, проектирование их на новой элементной базе - задача выполнимая, но объемная.
Во-вторых, как всегда пресловутый треугольник: малые сроки выполнения работ, низкий уровень материальных затрат (капиталовложений), высокое качество оборудования. Достижение хотя-бы приемлемого качества работ зависит прежде всего от элементной базы. Как правило, большинство заказчиков ставят условия, ограничивающие спектр применяемой электротехнической комплектации. Например, электромагнитные контакторы и автоматические выключатели в силовых цепях приводов механизмов подъема-замыкания, подъема-удержания, передвижения тележки и моста (портала). Если применять силовую электроаппаратуру отечественного производства, то выбор у проектировщика крайне невелик, буквально 2-3 наименования, особенно, если цепи управления U=220 постоянного тока. Применение импортных изделий силовой электроаппаратуры, например Moeller, Siemens, Schneider, ABB влечет наряду с безусловно высокими эксплуатационными характеристиками увеличение капитальных вложений на изготовление комплектного щитового электрооборудования.
Отдельная статья - замена пускорегулирующих сопротивлений. Если использовать ящики сопротивлений отечественного производства и, одновременно с этим, попытаться сохранить штатные силовые режимы приводных устройств, то необходимо решать достаточно острую проблему с размещением панелей и стеллажей сопротивлений в стесненных условиях технических помещений, особенно на тележке. Импортные ящики компактнее, надежнее, но несравнимо дороже.
В-третьих, жесткие условия эксплуатации электротехнического оборудования грейферных кранов вынуждают находить такие конструктивные решения при компановке панелей, которые бы «в значительной мере смягчали» пагубные воздействия промышленной пыли в условиях металлургического производства.
Задача, прямо скажем не простая, особенно, если учесть совершенно противоречивое требование Заказчика об упрощении условий технического обслуживания, что можно отнести к субъективным факторам, вызывающим затруднения при выполнении работ как на стадии проектирования, так и при реализации проекта:
1. В большинстве случаев, нежелание специалистов эксплуатационной службы реализовывать управление приводами механизмов на основе программируемых логических контроллеров (ПЛК). Это обосновывается дефицитом квалифицированного персонала и отсутствием на складе ПЛК в случае необходимости экстренной замены, а также психологической неподготовленности к работе с такими устройствами. Предпочтение отдается реализации на надежных электромеханических реле, хотя есть понимание того, что поиск неисправностей в этом случае сложнее.
2. В связи с тяжелыми условиями работы по техническому обслуживанию, сравнительно невысоким уровнем зарплаты, отсутствие искреннего желания электротехнического персонала к углубленному изучению оборудования, заставляет проектировщиков смотреть на некоторые аспекты модернизации электрооборудования особым образом.
Например, реализация схемы автоматического выравнивания опор (устранение и компенсация перекоса). В условиях отсутствия адекватной замены и необходимого состава тормозных устройств на приводе механизма передвижения моста, существует необходимость поиска альтернативных решений, позволяющих повысить надежность работы схемы без ее усложнения.
Особые вопросы:
- выбор подходящих электродвигателей привода механизма крана, особенно, на подъеме и замыкании:
- замена тормозных устройств.
Для успешного решения комплекса технических вопросов, связанных с заменой этого оборудования, необходимо проведение соответствующих расчетов и масштабной работы по поиску аналогов с близкими эксплуатационными характеристиками.
Например, для сохранения возможностей крана по производительности, необходима адекватная замена штатного приводного электродвигателя на механизмах подъема и замыкания АRRK-315-8 мощностью Р=132кВт. Здесь важны как паритетные с оригиналом электромеханические характеристики, так и габаритно-установочные размеры.
По состоянию на 01.07.07г. проектно-конструкторским бюро ЗАО «НПП АКИС» при информационной поддержке специалистов ПКЦ и Агломерационного цеха ОАО Тулачермет» выполнены два варианта проекта модернизации электротехнического оборудования с реализацией на базе традиционной релейно-контактной аппаратуры и двух ПЛК.
При разработке алгоритмов управления и принципиальных электрических схем за основу взята эксплуатационная документация на портальный кран с двумя опорами 16т*40м, с напряжением питания 380В трехфазного тока, 50Гц, изготовленный по проекту Р55 525 (VEB ELEKTPOPROJEKT, ГДР, 1970 год).
Характерной особенностью второго варианта является возможность адаптации практически к любой конфигурации силового электрооборудования без радикальных переделок панелей управления на мосту и тележке.
Конструктивные решения по компановке силовых и управляющих панелей позволяют производить изготовление их в условиях электромонтажного участка с последующей установкой на место.
В заключении отметим, что адаптация проекта к любому грейферному крану осуществляется на основе:
- рассмотрения и анализа имеющегося комплекта эксплуатационной документации;
- изучения и оценки состояния находящегося в эксплуатации электротехнического оборудования крана;
- согласованного и утвержденного технического задания;
- учета мнений и пожеланий специалистов эксплуатационной службы заказчика;
- положений и рекомендаций, изложенных в фирменной инструкции по эксплуатации и техническому обслуживанию.
При проектировании была использована самая современная отечественная электроаппаратура, зарекомендовавшая себя как надежная элементная база в уже реализованных проектах.
В настоящее время специалистами ЗАО «НПП «АКИС» детально отрабатываются вопросы адекватной замены тормозных устройств на приводе механизма передвижения моста, в частности штатных индукционных тормозов, необходимых для эффективной поддержки режимов выравнивания и устранения перекоса.