全密封導料槽在輸煤膠帶機上的應用

王宏軍 白旭

摘要：火電廠輸煤系統粉塵普遍粉塵較大，尤其是各級轉運站落料點導料槽處揚塵最大，粉塵造成環境污染，還導致資源浪費，更是危害人的身心健康。本文通過應用全密封導料槽替代輸煤系統膠帶機落料點處的半開式側密封導料槽，有效提高了導料槽阻塵、防塵的效果。

關鍵詞：全密封導料槽;阻塵;防塵

1 ?引言

燃煤電廠輸煤系統的煤料傳輸，在設計上普遍采用多條帶式輸送機通過落煤管首尾銜接轉運，逐級傳送的方式，上下級帶式輸送機的首尾之間存在著10m-15m的落差，上一級帶式輸送機將煤料通過這段落差落入下一級帶式輸送機時，煤流沖擊在皮帶上會產生大量粉塵。為防止這些粉塵外泄，一般都在該落料點設置有半開式側密封導料槽，其作用一方面是防止沖擊造成的粉塵外泄，另一方面是對沖擊激起的含塵氣流進行收集，并通過除塵風機送入除塵設備。但是半開式側密封導料槽并不能完全達到100%的阻止粉塵外泄，一般仍然會有20%～40%的粉塵外溢，導致輸煤棧橋內粉塵超標。

國電靖遠發電有限公司（以下簡稱靖電公司）輸煤系統采用TD75型帶式輸送機，托輥槽角為30°，共安裝有#2甲乙～#6甲乙10個導料槽，除#3甲乙的導料槽各2.5m外，其它長度依次為10m、9m、16m和11m;導料槽下方的輸煤皮帶采用間距為1.2米的點支撐。導料槽采用的是傳統的半開式側密封結構，于1989年投運，存在半開式側密封導料槽共有的密封性能差、粉塵四溢、撒煤頻繁、維護量大等問題，雖然也采取了一些治理措施，由于設計上的先天性不足，使得治理工作收效甚微。

2 ?半開式側密封導料槽的原理及阻塵性能差的原因分析

2.1 ?半開式側密封導料槽的密封原理

如上圖，半開式側密封導料槽通過支腿，順輸煤皮帶走向懸空安裝于皮帶的上方，長度一般在8m～15m之間，導料槽的形狀類似倒“U”型，頂部完全密封，兩側金屬板下端與輸煤皮帶之間留有30mm～50mm的間隙，為了防止落煤從這個間隙中灑出，在這個位置安裝有密封膠板，密封膠板上端通過壓板與導料槽側板固定，下端通過導料槽與皮帶之間的縫隙呈弧形狀伸入導料槽內，并與輸煤皮帶緊貼，接觸寬度約為80mm～100mm，從而形成一個密封面，起到密封的作用。膠帶機工作時，輸煤皮帶處于運動狀態，而密封膠板與導料槽一體處于靜止狀態，輸煤皮帶與密封膠板間屬于動態密封。

2.2??半開式側密封導料槽阻塵性能較差原因分析

2.2.1 ?密封膠板與輸煤皮帶密封面間的接觸力不足

密封膠板與輸煤皮帶密封面間的接觸力，完全來源于密封膠板由外向內伸入導料槽時由直板變形為弧形板時產生的彈力，這個由彈力提供的接觸力并不能完全滿足接觸密封的需要，在設計上因為考慮到接觸力過大會造成密封膠板對輸煤皮帶的摩擦和磨損，所以并未施加外力來增大接觸力。接觸力的不足使得密封面間很容易產生縫隙，造成噴粉。

2.2.2 ?落料的沖擊力使密封面易產生縫隙

導料槽落料點的下方一般都安裝有緩沖托輥用以減緩落料對皮帶的沖擊。煤量的大小變化造成對皮帶沖擊力忽大忽小，導致落料點處的導料槽密封膠板與輸煤皮帶密封面之間間歇性出現縫隙造成向外噴粉。特別是瞬間煤量增大時，較大的沖擊力使落料點處的輸煤皮帶瞬時彈性下沉，密封面產生較大縫隙而導致大量噴粉甚至撒煤。

2.2.3 ?托輥的點支撐制約了密封面的全接觸

輸煤皮帶在設計上是鋪設于內低外高30°傾斜安裝的托輥之上，相鄰兩個托輥間有1m～1.2m左右的間距，在皮帶自身重力作用下，相鄰托輥間的皮帶會產生彈性下垂?？蛰d時并不明顯，當皮帶負載時下垂相對明顯，整條皮帶的工作面會出現輕微且間隔均勻的凹凸，在導料槽處，這種凹凸會造成密封面產生縫隙，從而導致密封不嚴向外漏粉，且漏粉的程度與皮帶的負載成正比。

2.2.4 ?皮帶的跑偏嚴重影響側密封

皮帶的跑偏及跳動是帶式輸送機最常見的故障。皮帶的跑偏，會引起密封膠板與皮帶密封面相對位置的變化，從而影響其接觸力、接觸面積、接觸角度等，使接觸面產生縫隙造成漏粉，跑偏嚴重時，甚至會使密封膠板脫離皮帶，造成密封完全失效大量撒煤。

2.2.5 ?導料槽出口的噴粉無法有效克服

導料槽出口的噴粉問題是一大難題，既要保證皮帶上的燃煤順利運出導料槽，又不讓大量的粉塵從槽口涌出。半開式側密封導料槽設計上一般是在出口位置懸掛半截與出口形狀一致的薄膠板或帆布簾來阻塵，這種裝置阻擋煤塵的效果很差，阻塵效率連50%都很難達到。

2.2.6??密封膠板自身易磨損。

導料槽的密封膠板常用的是與輸煤皮帶相同或類似的材料，大部分的火電廠為了節約成本，都采用將更換下來的廢舊輸煤皮帶裁制成所需尺寸的密封膠板來使用。其耐磨性及材質強度都不高，既容易磨損，也容易被煤中的雜物掛卡造成變形、翹起、劃傷甚至撕裂，造成密封性能的破壞，導致漏粉，嚴重時撒煤。

從上述分析可以總結出，半開式側密封導料槽在密封阻塵環節上存在著先天性的不足，受膠帶機自身條件的制約，密封性能較差，阻塵效率不高，且粉塵的泄漏主要集中在兩側與輸煤皮帶的接觸面以及導料槽出口。

過去，人們對于輸煤系統的防塵降塵，更多的投入都是把重點放在除塵器的研究與改進上，但是都忽略了給這些除塵器提供含塵氣流的源頭——導料槽。隨著國家對環保的要求越來越嚴，火電廠安全文明生產標準化標準也要求輸煤系統的粉塵濃度不能超標，對帶式輸送機導料槽處揚塵治理的問題刻不容緩。這時，一種新型的帶式輸送機除塵裝置——無動力除塵問世，并在新建電廠中開始采用。該除塵器就是基于對導料槽的全密封設計，利用導料槽中的氣流壓差，使含塵氣流在其回流管中回旋并自降塵。

無動力除塵關鍵在于其全密封導料槽，是基于帶式輸送機的國家標準而設計的，所以在已有靜電除塵、布袋除塵、水浴除塵等其他除塵器的老電廠，完全可以借鑒引用。對半開式側密封導料槽加以改進，從而以全密封導料槽配合現有的除塵器工作，達到更為理想的除塵效果。靖遠公司輸煤系統正是看到了這種可能性的存在，經過多方調研后，對公司輸煤系統所屬的#2、#4、#5、#6共計8臺半開式側密封導料槽進行全密封改造，取得十分理想的防塵效果。

3 ?全密封導料槽的密封原理及其特點

3.1 ?全密封導料槽的結構及密封原理

如上圖，全密封導料槽并不像半開式側密封導料槽那樣懸浮安裝于輸煤皮帶的上方，而是將皮帶包裹在導料槽中，其兩側的槽板以35°的斜度伸入輸煤皮帶下表面，兩側伸入量各為皮帶寬度的1/3，剩余中間的1/3用水平托輥加以支撐，從而實現對輸煤皮帶的近似全包裹。兩側伸入皮帶下表面的金屬板以導料槽的縱向全長為一個平面，其上安裝有表面十分光滑的超高分子聚乙烯耐磨滑板，耐磨板平整的將皮帶托住，并使皮帶運行時緊貼其上滑動運行，形成一個寬度1/3的外密封面。同時，在導料槽的內部兩側，安裝有防溢裙板，裙板的下端安裝有與導料槽的縱向全長為一個平面的100mm左右寬度的耐磨滑條，與皮帶的內表面（工作面）緊貼，形成一個內密封面。并且，在導料槽的內部及出口處，間隔安裝有3道新型全覆蓋式擋塵簾，以有效阻擋煤塵從槽口溢出。

近似的全包裹結構，內外全平面的雙重密封;還有內部及出口處的多重斷面密封的擋塵簾，構成一個完整的全密封模式。

3.2 ?全密封導料槽的密封特點

3.2.1 在導料槽內部采用專用的復合式防溢裙板，既起著工作面的防塵密封（第一重密封）作用，又能有效阻止皮帶跑偏。

3.2.2 將傳統的兩側傾斜托輥去掉，改用超高分子耐磨滑板代替，實現了托板對皮帶的連續無縫隙支撐及密封（第二重密封），并為實現穩定的平面密封提供了基礎保障。由于保留的底部水平托輥承擔了物料的大部分重量，使側面皮帶與滑板之間即減少了摩擦力又起到密封的作用。

3.2.3 獨特的近似全包裹結構，完全消除了導料槽撒煤的可能性，即使在內部第一重密封完全被破壞的情況下，也不會發生撒煤現象。

3.2.4 采用全平面超高分子聚乙烯耐磨滑板替代傳統導料槽的側托輥和密封膠板，不但提高了密封性能及密封裝置的運行使用壽命，又消除了原皮帶凹凸運行引起的跳動，使皮帶運行變得更加平穩。

3.2.5 導料槽內部及出口處安裝有多重斷面密封的新型擋塵簾，該擋塵簾具有隨運行皮帶上的煤流斷面形狀變化而變化、始終緊貼煤流表面不產生縫隙的特性，其細密膠條表面還具有吸附煤塵的功能，在吸附厚度達到一定程度后又會被煤流的沖擊振動抖落，實現既阻塵又降塵的雙重功能。

4 ?靖遠公司導料槽改造后的效益分析

4.1各導料槽處周邊空間環境的粉塵濃度大幅下降，改造前，各導料槽周邊粉塵濃度均超標2～3倍，全密封導料槽改造后，各處粉塵濃度均達標。

4.2導料槽處撒煤問題得到根除。導料槽改造前，輸煤膠帶機的撒煤主要集中在導料槽處，由于導料槽存在先天性的不足，加之原煤質量較差，煤中各類雜物較多，導致導料槽撒煤頻繁。據不完全統計，每個導煤槽日平均的撒煤量在0.5噸以上，按此計算，每年的撒煤量就達：0.5×8×365=1460（噸），由此帶來的人工清理、地面沖洗用水等經濟投入，更是不可估量。全密封導料槽改造后，撒煤問題不復存在。

4.3維護量極大的減輕。改造前的導料槽，正常運行狀態下，每個導料槽兩側的密封膠板平均每2個月更換一次，且更換工作量較大。導料槽改造后連續運行4年，各導料槽的耐磨滑板及滑條未進行過更換。

5 結論

國電靖遠發電有限公司作為一個運行30年的老廠，其輸煤系統積極借鑒和引用無動力除塵裝置的局部設計理念，對原有的導料槽進行全密封技術改造，徹底改變了過去導料槽密封性能差、粉塵四溢、撒煤頻繁，維護投入量大的局面，效果十分顯著，是一個成功引用新技術改造老舊設備的典型案例。由此也證明，新型全密封導料槽技術，在老廠輸煤系統膠帶機上，完全能夠得到效果十分理想的引用。

參考文獻：

全封閉自降塵裝置產品說明書.?遼寧匯德輸送設備制造有限公司

《電力安全技術》輸煤皮帶導料槽的密封改造???張軍，司俊龍