帶式輸送機(jī)偏移與扭轉(zhuǎn)改進(jìn)方案

馬建新 陳 兵

華能國際電力江蘇能源開發(fā)有限公司南通電廠

1 引言

某輸煤碼頭管狀帶式輸送機(jī)于2008年7月投入運(yùn)行，主要技術(shù)參數(shù)為：帶速5 m/s，管徑600 mm，最大運(yùn)力3 600 t/h，輸送帶總長3 000 m,采用普利斯通產(chǎn)寬度為2 250 mm、6層尼龍帆布芯皮帶,重錘式拉緊裝置,3臺630 kW變頻電機(jī)驅(qū)動，水平長度1 500 m,提升高度24 m。此管狀帶式輸送機(jī)，觸發(fā)輸送帶限位開關(guān)停機(jī)，1年約50次；出壓帶輪偏移停機(jī)，1年約20次。隨著使用周期的增加，輸送帶偏移頻率明顯提高，嚴(yán)重影響輸送帶使用壽命，更影響輸送機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。

因此，及時發(fā)現(xiàn)輸送帶的偏移和扭曲并及時調(diào)整尤為重要。本文對管狀帶式輸送機(jī)的偏移和扭曲及其處理進(jìn)行論述，并聯(lián)系實(shí)際提出切實(shí)可行的解決方法，供處理類似故障時參考。

2 管狀帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)分析

管狀帶式輸送機(jī)的頭部、尾部及拉緊裝置等結(jié)構(gòu)與普通帶式輸送機(jī)并無太大區(qū)別,只是在中部輸送段皮帶被六邊形布置的輥?zhàn)庸蓤A管,輸送物料封閉在圓管內(nèi)隨輸送帶穩(wěn)定運(yùn)行,當(dāng)?shù)竭_(dá)頭部(或卸料點(diǎn))時輸送帶由圓管形變成深槽形，最后在頭部滾筒卸料。輸送帶的回程段也基本上與承載段相同,通常也是轉(zhuǎn)為圓管狀返回。

2.1 管狀帶式輸送機(jī)優(yōu)點(diǎn)

(1)密封性能好，物料被包裹在管狀輸送帶內(nèi)運(yùn)行,避免了因物料灑落產(chǎn)生粉塵。

(2)空間占用少、建設(shè)周期短、設(shè)備成本低。由于輸送帶被6只托輥卷成圓管狀,因而管狀帶式輸送機(jī)可實(shí)現(xiàn)螺旋狀彎曲布置，1條管狀帶式輸送機(jī)可取代多個普通帶式輸送機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)大傾角輸送，同時其支架寬度也大幅度減小，因此設(shè)備占用空間顯著降低。

2.2 管狀帶式輸送機(jī)缺點(diǎn)

(1)管狀帶式輸送機(jī)運(yùn)行時，輸送帶物料中大塊及尖狀物不易發(fā)現(xiàn)，一旦卷入管狀帶后，受四周的摩擦擠壓加之帶速較快，極易造成大面積的皮帶縱向撕裂事故。

(2)管狀帶式輸送機(jī)出現(xiàn)輸送帶的扭轉(zhuǎn)及輸送帶重疊方向調(diào)換故障，在管狀中間段運(yùn)行時不易被發(fā)現(xiàn)。

(3)當(dāng)管狀帶式輸送機(jī)在窗式托輥組部位發(fā)生偏移和扭曲時，故障消除操作繁瑣且調(diào)整時間長，需要維修與運(yùn)行工作人員共同配合處理。

3 管狀帶式輸送機(jī)偏移與扭轉(zhuǎn)改進(jìn)方案

3.1 偏移與扭轉(zhuǎn)的危害

輸送帶的偏移和扭曲是管狀帶式輸送機(jī)最常出現(xiàn)的故障，會引起輸送帶邊緣磨損、在頭部或尾部翻面、扭折、擦殼等。偏移和扭轉(zhuǎn)嚴(yán)重時會導(dǎo)致壓帶輪失效，輸送帶發(fā)生重疊方向調(diào)換，進(jìn)而導(dǎo)致托輥架變形，刮煤器報(bào)廢；輸送帶邊緣會被拉伸產(chǎn)生附加拉應(yīng)力，使輸送帶邊緣過早地出現(xiàn)疲勞，造成兩側(cè)張力分布不均勻，甚至造成輸送帶邊緣拉斷。此外在輸送機(jī)其他工況良好狀態(tài)下，也會經(jīng)常發(fā)生偏移和扭曲，給輸送帶在運(yùn)行中的調(diào)整帶來很大困難。

3.2 改進(jìn)方案

及時發(fā)現(xiàn)輸送帶的偏移及預(yù)測故障發(fā)生的趨勢是進(jìn)行及時調(diào)整的前提條件。由于管狀輸送帶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，膠帶邊緣重疊，運(yùn)行時無法實(shí)時監(jiān)控；輸送帶總長3 000 m，皮帶巡檢工作人員也不能及時發(fā)現(xiàn)故障。為解決以上問題，提出如下改進(jìn)措施。

3.2.1 增加皮帶可視性

可在原輸送帶兩側(cè)邊緣處及端面涂耐磨、防火反光材料；在新造的輸送帶邊緣加入熒光材料及反光材料，并在輸送帶邊緣反光條均勻設(shè)置間隙。

反光條可與偏移報(bào)警系統(tǒng)配合，能檢測到輸送帶實(shí)際帶速與驅(qū)動滾筒線速度速度差，判斷輸送帶是否打滑，通過調(diào)整驅(qū)動滾筒轉(zhuǎn)速和落料口出力，控制輸送帶超載，避免管狀帶脹管事故。

3.2.2 加裝輸送帶偏移報(bào)警系統(tǒng)

帶式輸送機(jī)的偏移報(bào)警系統(tǒng)，主要由監(jiān)控?cái)z像頭、輔助傳感器裝置、控制器、報(bào)警裝置以及傳輸線路組成。監(jiān)控?cái)z像頭及輔助傳感器監(jiān)測輸送機(jī)的狀態(tài)信息(輸出量),通過編碼器將其轉(zhuǎn)變成電信號傳給主控制器。主控制器比較輸送機(jī)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)(輸出量)對正常狀態(tài)(給定量)的偏差，產(chǎn)生一個控制信號，通過電信號控制燈光與蜂鳴器報(bào)警。同時多屏顯示器顯示異常輸送機(jī)整體偏移狀態(tài)，以及3D模擬偏移趨勢(見圖1)。

圖1 輸送帶報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.2.3 加裝輸送帶偏移自動調(diào)整機(jī)構(gòu)

在輸送帶的偏移報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)時，會發(fā)出一個控制信號，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)心托輥架對輸送帶偏移進(jìn)行調(diào)整，確保輸送機(jī)始終在良好狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對輸送帶偏移自動化控制，減少操作人員工作量，增加輸送帶的使用周期。在特殊情況下更換輸送帶時，可以通過輸入指令對數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，確保對輸送機(jī)偏移精確調(diào)整。在系統(tǒng)故障時，可以在控制室和現(xiàn)場駐地進(jìn)行操作，駐地操作優(yōu)先于控制室操作，控制室操作優(yōu)先于系統(tǒng)控制信號操作。

帶式輸送機(jī)的偏移報(bào)警系統(tǒng)與自動化控制，是對輸送機(jī)故障的提前報(bào)警及主動調(diào)整干預(yù)。根據(jù)輸送帶偏移程度的不同，燈光報(bào)警可以分綠燈、黃燈、紅燈等級，區(qū)分低度、中度、高度偏移，聲響可以根據(jù)鳴叫急促不同來區(qū)分。同時多屏系統(tǒng)顯示每臺輸送機(jī)整體3D模擬偏移狀態(tài)，以及偏移趨勢；加上監(jiān)視屏實(shí)時顯示輸送機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，讓運(yùn)行操作人員對系統(tǒng)設(shè)備有全面直接的認(rèn)識，可迅速反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)提前預(yù)處理，避免調(diào)心托輥調(diào)整大幅度動作，減少輸送帶磨邊，增加輸送帶使用周期。通過主動調(diào)整干預(yù)輸送帶偏移，使輸送機(jī)始終在理想狀態(tài)運(yùn)行，提高了管狀帶式輸送機(jī)運(yùn)行的安全性、可靠性及作業(yè)效率。

4 結(jié)語

管狀帶式輸送機(jī)的偏移比普通帶式輸送機(jī)更難發(fā)現(xiàn)和處理，帶式輸送機(jī)偏移報(bào)警系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)完善了管狀帶式輸送機(jī)的運(yùn)行監(jiān)測與控制，為管狀帶式輸送機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠保障。