皮帶機落料漏斗改造

郝雪亮

（廣州港股份有限公司新港港務分公司，廣東廣州 510730）

0 引言

廣州港股份新港港務分公司西基操作中心，是華南地區高自動化程度的專業煤炭裝卸碼頭，也是國家“七五”計劃十大水運工程之一。該碼頭是珠三角地區、乃至全省各用煤企業、火力發電廠的燃煤重要供應點，年卸煤量為1350 萬噸，吞吐量近2000 萬噸。

廣州港股份新港港務分公司西基操作中心有2 臺皮帶機，分別為BC37、BC38 落皮帶機。BC3、BC4 為主要進煤線流程，進煤線運行多年且使用頻繁、作業量大，現場落煤管為傳統方形落煤管導料槽，設備陳舊、銹蝕嚴重，內部襯板磨損嚴重，需要花費大量人力物力去修補漏斗穿孔造成的灑漏，導料槽為簡易導料槽，無頂蓋密封，落料點采用托輥承載導致現運行狀態下存在料點處揚塵、自由擴散情況。需對這2 個普通落料漏斗進行升級改造，改成一種物料軟著陸的3D 曲線落料滑槽。

1 傳統落料滑槽改造的必要性

（1）落料滑槽破損造成的漏煤漏不僅會影響貨運質量，也會對設備的安全穩定運行產生影響。同時，高揚塵煤運行時人員無法有效地監控，檢修人員也無法在現場檢查和檢修設備。

（2）落料滑槽破損易造成粉塵濃度超標。由于粉塵濃度過高，皮帶機的所有部位以及電纜槽盒上積有大量粉塵，留有著火的安全隱患。

（3）現在許多新的耐磨材料出現，這在一定程度上提高了滑槽的使用壽命，但解決不了物料轉運過程中產生的落料不正和漏斗襯板易磨損更換維修難度大等問題。

2 3D 曲線落料滑槽的特點

首先，利用離散學（Discrete Element Method，DEM）原理，對物料及空氣二相流的狀態進行詳細分析，研究物料粒子的彈性、黏性、塑性、形變等級、滑動、膨脹和流動性，然后結合帶式輸送機的運行參數，轉運站落料管的布置進行三維（3D）設計、建模。

采用散料模擬軟件分析煤流的滑落過程，判斷模型能否對煤流進行全程導流，能否使物料從無續墜落轉變為可控的滑落過程，保證物料的匯集輸送。對原設計不合理的模型位置進行修改，再次在軟件上進行模擬。上述過程是個可以重復的過程，直至得出最佳模型。

表1 3D 滑槽與普通落煤管的性能對比

3 改造方案的實施

（1）內襯材料：在沖擊點采用三合一結構（陶瓷+橡膠+鋼板）的加強型陶瓷襯板（圖1），為一次硫化成型。其特點是陶瓷采用25 mm，配合帶邊框的鋼板一次硫化成型，用于大沖擊及高運量帶來的高磨耗工況。

（2）頭部漏斗及卸料罩：在皮帶機頭部漏斗中安裝新型卸料罩，取消傳統的格柵設計。卸料罩采用非常小沖擊角度收集并限制物流流動，既可形成物料匯集且不易堆積，減少攜帶風量，減緩物料沖擊而造成的粉塵，同時又可保證物料水分含量大時不發生堵煤現象。卸料罩為3D 曲面結構，用非常小的沖擊角度收集并限制運動的物料流，以減少沖擊力、防止物料堆積和磨損，使物料向帶式輸送機下方平緩流動。當物料垂直流動以后，物料流的方向會被輕微改變，以便與接收帶式輸送機中物料流的方向相一致。

圖1 三合一陶瓷磚襯板

（3）中部曲線落煤管：中部曲線落煤管的設計，能有效解決常規落煤管拐彎死角的問題，也能控制物料流動速度和流動形態，并達到以下效果：①物料沿著落煤管流動，形成集束，大大減少細小顆粒擴散形成粉塵的概率；②物料無大沖擊地流動，物料之間和物料與管壁之間無大碰撞，細小顆粒不會飛濺到空中形成粉塵；③由于物料無大的沖擊流動，延長其使用壽命；④應保證所有落料點和其下的受料帶式輸送機對中，實現對受料帶式輸送機的無沖擊中心加料，運行期間不應發生落料點不正的現象；⑤控制物料流動速度在一定范圍，減少誘導風產生及揚塵；⑥正常工況下，不能有堵料現象，其轉運能力不能低于相應帶式輸送機的額定輸送能力，并應具有兼容所輸送物料混雜異物的能力。

（4）糾偏卸料罩。承接匙安裝于各輸送轉運槽底部，用于接收物料流并將其放在受料帶式輸送機上。承接匙的設計應確保將物料逐漸卸載到受料帶式輸送機上，以便物料的移動方向與受料帶式輸送機運行方向相同，且其速度應接近受料帶的速度，以有效減少粉塵的產生。因空間受限，無法在落料末端設置承接匙，所以用糾偏卸料罩代替。這樣可以很好地控制料流滑落入皮帶的落料點和力的方向，使得皮帶落料居中、物料在水平面垂直于皮帶方向沒有沖擊力，從而保證皮帶不跑偏。同時，糾偏卸料罩還能避免由物料的濕度、黏度等導致的皮帶偶爾跑偏的問題（圖2、圖3）。

圖2 曲線落煤管改造方案

圖3 曲線落煤管改造方案3D 效果

4 改造效果（圖4）

圖4 落料模擬效果

（1）物料軟著陸，對襯板沖擊小，磨耗低，大大提高了襯板的使用壽命。

（2）抑塵效果好，可控的整體料流，避免了傳統落料滑槽中的無序碰撞，產生極少量的粉塵，同時煤流內部空氣量減少，避免粉塵擴散機會。

（3）落料點位置正，避免發生落料不正導致的皮帶運行跑偏。