散料輸送系統中粘煤堵料問題解決方案探討

陳升國

摘要：本文針對散料專業化碼頭物料輸送過程中發生堵料的問題，以工程實際為例，提出解決問題的建議。

關鍵詞：堵料;輸送系統;粘煤

散料輸送系統是大型專業化碼頭的重要組成部分，輸送的物料種類繁多，有煤炭、礦石、散糧、散裝化肥、散裝水泥等，不同的物料特性對散料輸送系統的工藝布置要求也不同。因此輸送物料的特性可以說是散料輸送系統工藝設計的前提，對輸送系統工藝方案的可行性起著至關重要的作用。

有的業主沒有認識到物料特性對工藝系統的決定性影響，希望不同特性物料共用一套工藝系統，或提供的物料特性不準確，造成工藝布置困難，或工藝系統不可行等問題，如堵料、設備維修周期過短等。下面以某工程為例對這種問題進行探討。

1.現場情況

某工程建成投產后即發生嚴重堵料現象，根據現場勘察及相關人員介紹情況如下：

1.1物料情況

共裝船5艘，第1艘船裝的是普通的干煤，未發生堵料。第2-5艘船裝的都是某種粘度較大的煤，其中第2-4艘船裝的煤為濕粘的粉狀煤，5艘船裝的煤含水能少一些。

1.2堵料位置

三通閥門處、溜管最高拐角處、頭部漏斗等處。

1.3輸送能力

輸送能力約為800t/h，遠低于設計確定的1800t/h的系統額定能力。

1.4堵料時間

在小料流（約為800t/h）情況下，系統運行約2小時后即發生堵料。系統停機清堵，之后小料流運行約80分鐘又發生堵料（由于清堵后耐磨襯板表面有余煤，表面摩擦系數大大增加）。隨后料流加大，發生堵料時間隨料流加大而大大縮短。

2.堵料原因分析

輸送系統堵料原因較復雜，它和物料的性質、粒度、顆粒形狀、含水量、粘附性、壓縮性有關，還與輸送系統中溜管的傾角、耐磨襯板的光滑情況等有關。

2.1物料情況

本工程輸送的物料主要有兩大類，裝船為礦石，卸船為煤炭。

煤團聚性的不同直接影響了堵煤狀況。煤水分也是影響堵煤的一個重要因素。現場觀察實際裝船的煤炭為濕粘的粉狀煤，流動性很差。設計中對煤炭的粘性、粉狀、沒有引起足夠的重視。

2.2工藝布置分析

（1）工藝布置情況：

該工程工藝流程復雜，工藝系統主要有八個流程：①卸船入堆場;②卸船入輸煤廊道;③卸船裝火車;④出堆場裝火車;⑤出堆場裝船;⑥出堆場入輸煤廊道;⑦卸火車入堆場;⑧卸火車入輸煤廊道。

該工程工藝流程復雜，工藝系統主要有八個流程。物料在運輸過程中轉接有一對一、一對二、一對三等多種形式。其中一對二采用的是三通翻板閥門，一對三采用的是可移動帶式輸送機。

（2）工藝布置不適應濕粘物料之處：①頭部滾筒與出料口間距過近，頭部漏斗容積不足;②落料高差不足，料流速度在轉折處大大降低，形成堆積;③部分溜管布置方向為90°轉折，造成物料在溜管內方向改變較大，料流速度大大降低。

2.3設備情況：

（1）溜管、頭部漏斗、三通等處的耐磨襯板材質為Q345，耐磨襯板表面銹蝕，表面粗糙度太高;耐磨襯板接縫處間隙太大，易積料。

（2）頭部漏斗未設置調節擋板，物料落在頭部漏斗前部的斜面上時形成堆積。

3.本次工程解決方案

在不影響整體布置的情況下盡快解決問題，以減輕粘煤堵料現象，確定方案如下：

3.1加大溜管出口與頭部滾筒間距，增加料斗容積

3.2降低耐磨襯板的摩擦系數

將頭部漏斗內壁及調節擋板、溜管內壁等堵料處耐磨襯板材料由Q345鋼板更換為摩擦系數較小的不銹鋼材質或其他更適合的材質。資料顯示，普通鋼板與煤炭之間的摩擦系數為0.45-0.58（現場觀察耐磨襯板表面銹蝕，很粗糙，實際摩擦系數要大的多），不銹鋼耐磨襯板與煤炭之間的摩擦系數為0.3-0.4，可一定程度上減少粘煤在耐磨襯板上的堆積。由于系統要兼顧大塊煤及礦石等物料，無法采用摩擦系數更小的高分子聚乙烯板，其與煤炭之間的摩擦系數為0.1-0.2。

3.3消除溜管、頭部漏斗內部掛料情況

（1）將溜管、頭部漏斗、三通內部耐磨襯板交角處做成圓角。

（2）縮小溜管底部、頭部漏斗擋板及耐磨襯板處耐磨襯板分塊之間的縫隙。

3.4將溜管上的振打器改為在堵料處溜管底板上加活動振動板。

通過現場了解，當振打器對固定溜管振打時，振動會通過固定溜管傳遞到轉運站的鋼結構上，對整個轉運站的鋼結構造成很不利的影響。將活動振動板鉸接在溜管上，當產生堵料時，由振打器推動振動板，從而活化活動振動板上堆積的物料，對溜管結構造成的振動也很小。

3.5加大堵料處料流速度：

在頭部漏斗內安裝調節擋板，調整調節擋板角度，盡量減小料流切線方向與調節擋板表面之間的角度。

為便于清理堵塞，加大溜管上觀察孔大小，溜管底板做成可拆卸式。

4.以后工程改進設計

對于輸送濕粘物料，除上述改造方案外，在以后新建工程設計中還可以采用如下措施減少堵料情況的發生：

4.1用伸縮頭代替三通閥門

在1對多物料轉接處將三通改為采用2工位或多工位伸縮頭。

通過頭部漏斗的移動卸料，卸料皮帶機的頭部漏斗出口在受料皮帶機的正上方，物料經過頭部漏斗后進入垂直溜管，濕粘的物料在溜管中不會形成堆積，直接進入下級帶式輸送機，可有效消除堵料。當輸送干燥物料時，由于物料落差的降低，可減少除塵設備的投資與運行費用。這樣做可以降低轉運站的高度，減少土建的造價，但由于增加了改向滾筒及走行機構等，設備費用會相應的增加。此種方式在電廠輸煤系統及煤碼頭后方堆場輸煤系統中多有應用。

4.2用直流管代替斜溜管

在1對1物料轉接處，盡量采用直溜管，避免物料前進方向大角度轉折甚至180°的逆轉。

4.3提高物料轉折處高差

當物料轉接時不可避免有斜段溜管時，應加大物料轉折處高差，加大落料點物料的速度。

4.4專線專用

對物料特性差異較大的情況，盡量專線專用。這樣做可以：

（1）工藝布置簡單。

（2）保證工藝系統的可靠性。

（3）避免因更換物料種類時掃線而投入大量的人力物力。

5.小結

散貨裝卸船、裝卸火車過程中，如果因發生堵料造成系統頻繁停機，會造成實際的裝卸效率大大低于額定裝卸效率，清理堵料會耗費大量的人力物力，對企業的經濟效益和聲譽也造成較大的損失。

為避免類似事情的發生，企業在組織設計過程中應對物料的特性對生產的影響給予足夠重視，對散料輸送線兼顧不同物料的情況慎重選用，盡可能專線專用。

參考文獻：

[1]《火力發電廠運煤設計技術規程第1部分：運煤系統》DL/T5187.1-2004.