管帶機(jī)存在的機(jī)械問(wèn)題及對(duì)策

蘇 鐸， 王志國(guó)， 寧克衛(wèi)

（華能左權(quán)煤電有限責(zé)任公司，山西 晉中 032600）

0 引言

管狀帶式輸送機(jī)（以下簡(jiǎn)稱管帶機(jī)） 的輸送路徑可以采用空間曲線布置，輸送傾角大，在復(fù)雜地形條件下單機(jī)運(yùn)輸距離長(zhǎng)，克服了普通帶式輸送機(jī)固有的缺陷與使用范圍的局限性。采用封閉結(jié)構(gòu)不僅可減少物料在運(yùn)輸途中的損失和對(duì)環(huán)境的污染，也能適應(yīng)北方地區(qū)冬季電廠燃煤運(yùn)輸?shù)姆纼鲆?，同時(shí)具有建設(shè)成本低、安裝維護(hù)方便、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)于20 世紀(jì)90 年代從日本普利司通TPE 公司引進(jìn)了管帶機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)，目前已在國(guó)內(nèi)一些電廠中應(yīng)用并且效果很好[1]。

1 管帶機(jī)工作原理及主要技術(shù)參數(shù)

管帶機(jī)在加載點(diǎn)后至卸料點(diǎn)前的中部輸送段形成圓管狀，在尾部，受料段后膠帶由平形向槽形、深槽形逐漸過(guò)渡，最后將物料包裹起來(lái)卷成圓管狀[2-3]。在形成段，膠帶被六邊形布置的輥?zhàn)訌?qiáng)行裹成圓管，輸送物料被封閉在圓管內(nèi)隨膠帶穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)?shù)竭_(dá)頭部時(shí)膠帶逐步過(guò)渡，由圓管形狀變深槽形、槽形，最后在頭部滾筒處卸料。膠帶的回程段也基本上與承載段相同，也是形成圓管狀返回[4-5]。

華能左權(quán)煤電有限責(zé)任公司管帶機(jī)直線距離1.5 km，管帶機(jī)機(jī)長(zhǎng)2.1 km，管帶機(jī)輸送過(guò)程中未設(shè)置轉(zhuǎn)運(yùn)站，路徑復(fù)雜，需要翻山越嶺、轉(zhuǎn)彎爬坡。管帶機(jī)使用聚脂棉帆布（EP） 膠帶，管帶機(jī)沿線有兩處120 m 曲率半徑轉(zhuǎn)彎，兩處18°爬坡及下坡，膠帶型號(hào)：φ400 EP1500/5 1600×（5P+1C） ×6.5×3.0 JIS-FR。膠帶型號(hào)解釋：φ400 代表管徑400 mm，EP1500 代表織物層抗拉強(qiáng)度，帶寬為1 600 mm，織物層由5 層織物層和1 層加強(qiáng)層構(gòu)成，面膠厚度6.5 mm，底膠3 mm，膠帶具有阻燃特性。

2 管帶機(jī)的常見問(wèn)題與解決方案

2.1 管帶機(jī)的跑偏

管帶機(jī)除機(jī)頭機(jī)尾安裝在室內(nèi)外，其他位置均露天布置，極易在季節(jié)、溫度、天氣變化時(shí)發(fā)生跑偏。

2.1.1 管帶機(jī)跑偏原因

第一，溫度變化導(dǎo)致膠帶硬度變化，膠帶與托輥摩擦力變化。第二，雨雪霜霧等附著在膠帶上，膠帶與托輥摩擦力變化。第三，大風(fēng)天氣，風(fēng)力直接產(chǎn)生偏向力作用在管帶機(jī)重錘、管帶機(jī)沿線膠帶等露天布置區(qū)域。第四，冬季氣溫低，下雪后雪覆蓋到輸送帶非工作面，通過(guò)輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，非工作面積雪結(jié)冰轉(zhuǎn)而凍結(jié)在各部位滾筒、托輥上，部分位置冰凍厚度達(dá)到10 cm，使?jié)L筒、托輥對(duì)膠帶作用力不均勻。第五，落料點(diǎn)不正引起的跑偏。第六，膠帶老化橡膠硬度增加，膠帶與托輥摩擦力變化。第七，空載運(yùn)行中，管帶機(jī)上層膠帶重心靠上，自身不平衡。第八，重錘積煤使重錘質(zhì)量增加，導(dǎo)致管帶在轉(zhuǎn)彎、爬坡段，膠帶與托輥接觸力發(fā)生變化。第九，膠帶脹管后，膠帶與托輥摩擦力變化，發(fā)生跑偏，且脹管后膠帶易發(fā)生反包，加劇膠帶跑偏。

2.1.2 管帶機(jī)跑偏解決方案

a） 根據(jù)季節(jié)變化，及時(shí)進(jìn)行前瞻性托輥調(diào)整，包括六邊形PSK 托輥、普通槽型托輥、可變槽角托輥、回程托輥調(diào)整。

b） 冬季對(duì)管帶機(jī)室內(nèi)部分進(jìn)一步密封，如加裝重型門簾、加裝加熱裝置，保證管帶機(jī)室內(nèi)部分溫度，減少室內(nèi)滾筒、托輥結(jié)冰厚度。對(duì)主要滾筒加裝清掃器、刮煤器，保證滾筒表面清潔。向滾筒積冰部位定期撒工業(yè)用鹽，融化積冰。

c） 在重錘膠帶兩側(cè)增加垂直于膠帶邊緣的立輥，限制膠帶跑偏。傳統(tǒng)方案一般為調(diào)整滾筒軸承座，調(diào)整跑偏，此方法需不斷調(diào)整，工作量大，且皮帶始終對(duì)滾筒產(chǎn)生拉力，調(diào)整過(guò)程安全風(fēng)險(xiǎn)較高。

d） 定期檢查落煤筒導(dǎo)流板，出現(xiàn)磨損及時(shí)補(bǔ)焊，保證落料點(diǎn)在膠帶中央。

e） 制定管帶機(jī)重載啟動(dòng)、停止及均勻上煤措施，保證輸送機(jī)任何時(shí)刻膠帶重心靠下。

f） 增加頭部管帶機(jī)壓輥組數(shù)，并增設(shè)U 形壓輥組，讓皮帶邊緣在U 形壓輥組內(nèi)部活動(dòng)，通過(guò)壓輥限制展開段膠帶跑偏，并防止膠帶撕邊發(fā)生。托輥改型之前解決方案為連續(xù)調(diào)整5～8 組PSK 六邊形托輥，工作量極大，調(diào)整過(guò)度后還需回調(diào)。改造增加U 形壓輥組后，可一次性解決壓輥處跑偏撕邊問(wèn)題。

g） 燃料運(yùn)行專業(yè)及時(shí)清理重錘積煤，保證重錘質(zhì)量恒定。

h） 管帶機(jī)尾部受料點(diǎn)出口設(shè)置限料器，防止脹管，限料器安裝既要有足夠的強(qiáng)度，保證其能夠?qū)⒍嘤辔锪贤瞥瞿z帶，又要保證限料器長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，防止因疲勞損壞導(dǎo)致高度降低從而使輸送機(jī)出力降低甚至損傷膠帶。

i） 針對(duì)管帶機(jī)尾部大的傾角及轉(zhuǎn)彎角，在傾角發(fā)生前相對(duì)平直段對(duì)托輥進(jìn)行前饋調(diào)節(jié)，管帶機(jī)轉(zhuǎn)彎爬坡段進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，針對(duì)轉(zhuǎn)彎段外側(cè)托輥受力弱的情況，通過(guò)外側(cè)增加托輥（如圖1 所示） 增加摩擦力，改善輸送帶受力不均情況。

圖1 管帶機(jī)轉(zhuǎn)彎段增加托輥示意圖

j） 管帶機(jī)輸送距離長(zhǎng)，只有了解整個(gè)管帶機(jī)沿線跑偏情況，才能對(duì)癥治理。在管帶機(jī)設(shè)置跑偏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，即每隔50 m 設(shè)置一套管帶接口檢測(cè)探頭（探頭安裝如圖2 所示），一旦探頭與輸送帶距離發(fā)生變化時(shí)就能發(fā)出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)遠(yuǎn)程對(duì)管帶機(jī)跑偏監(jiān)控。

圖2 跑偏監(jiān)測(cè)探頭安裝示意圖

2.1.3 管帶機(jī)跑偏處理結(jié)果

通過(guò)上述跑偏解決方案，跑偏頻率由2013 年全年發(fā)生跑偏轉(zhuǎn)管25 天下降為2017 年的8 天，卡方檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表1。

表1 管帶機(jī)改造后年度跑偏情況比較

卡方檢驗(yàn)計(jì)算得出P 值＜0.05，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明管帶機(jī)通過(guò)上述改造，跑偏問(wèn)題得到有效解決。

2.2 六邊形PSK 托輥夾傷皮帶

2.2.1 六邊形PSK 托輥夾傷皮帶的原因

六邊形PSK 托輥部分支架發(fā)生變形，托輥位移，托輥間距增大，皮帶搭接耳部極易進(jìn)入位移托輥間，導(dǎo)致劃傷、撕裂，如圖3 所示。

圖3 托輥位移示意圖

2.2.2 六邊形PSK 托輥夾傷皮帶的解決方案

原六邊形托輥為單側(cè)布置，現(xiàn)更換為對(duì)側(cè)布置（如圖4 所示），同時(shí)增大輥長(zhǎng)，消除托輥間存在間隙的可能。

圖4 托輥在支架兩側(cè)布置

2.2.3 六邊形PSK 托輥夾傷皮帶處理結(jié)果

華能左權(quán)煤電有限責(zé)任公司初次對(duì)六邊形PSK 托輥改造后未增加原托輥長(zhǎng)度，發(fā)生皮帶搭接口會(huì)在托輥接口處向一個(gè)方向卡死，順著搭接方向跑偏后無(wú)法恢復(fù)，所以改造時(shí)必須增加輥長(zhǎng)，不可使用原托輥。改造后管帶機(jī)未發(fā)生一起PSK托輥夾傷膠帶事件，效果顯著。

3 結(jié)束語(yǔ)

華能左權(quán)煤電有限責(zé)任公司管帶機(jī)是2.1 km的單路設(shè)備，對(duì)設(shè)備可靠性要求極高，文章通過(guò)研究管帶機(jī)自身結(jié)構(gòu)、運(yùn)行特征，結(jié)合北方地區(qū)氣象及公司生產(chǎn)特點(diǎn)，剖析了管帶機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)跑偏和托輥夾傷輸送帶的主要因素，提出了針對(duì)不同因素的創(chuàng)新改進(jìn)方案，方案實(shí)施后持續(xù)觀察運(yùn)行情況，并對(duì)產(chǎn)生的新問(wèn)題繼續(xù)改進(jìn)，通過(guò)不斷創(chuàng)新改進(jìn)，管帶機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，為今后管帶機(jī)的運(yùn)行、維護(hù)、選型、改造等提供了重要依據(jù)。