長距離圓管帶式輸送機運行管理探討

日照港集團嵐山港務(wù)有限公司

1 引言

圓管帶式輸送機在港口干散貨運輸中的應(yīng)用越來越普遍，在緩解交通壓力、降低環(huán)境污染、增進綠色發(fā)展等方面發(fā)揮了積極作用。圓管帶式輸送機作為一種新型環(huán)保的皮帶機，因其結(jié)構(gòu)的特殊性，在運行中會產(chǎn)生一些不同于普通皮帶機的問題。為了更好地發(fā)揮圓管帶式輸送機系統(tǒng)的性能，增強系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性，針對圓管帶式輸送機在長距離散貨運輸中存在的巡檢困難、跑偏扭轉(zhuǎn)不易調(diào)整、流量過大造成管帶機爆管、溜管、積料塌料等問題，提出改善管理的對策。

2 礦石輸送系統(tǒng)的組成

2.1 系統(tǒng)組成

該作業(yè)區(qū)礦石輸送系統(tǒng)主要設(shè)備采用先進環(huán)保的圓管帶式輸送機，輸送距離約8.6 km，年設(shè)計輸送能力達2 000萬t，小時運量可達到5 500 t。礦石輸送系統(tǒng)由上料系統(tǒng)和管帶機系統(tǒng)兩部分組成。上料系統(tǒng)由1臺斗輪取料機和201A、202A、203A 3條普通帶式輸送機組成。管帶機系統(tǒng)由C2A、C3A和C4A 3條圓管帶式輸送機組成，其中，最長的圓管帶式輸送機C3A約3.6 km。各條皮帶機間通過轉(zhuǎn)載站實現(xiàn)首尾搭接。

礦石輸送系統(tǒng)由斗輪取料機從港區(qū)堆場取料，通過普通帶式輸送機、圓管帶式輸送機直接輸送至鋼廠堆場接料系統(tǒng)。

2.2 圓管帶式輸送機結(jié)構(gòu)

圓管帶式輸送機由6個托輥固定形成六邊形。圓管帶式輸送機除頭、尾部過渡段為展開的膠帶外，中間段膠帶圍卷成圓形，皮帶機往返時均為管狀，礦石被包裹在管狀膠帶內(nèi)進行封閉輸送，不會灑落污染環(huán)境，也避免了外部環(huán)境對物料的影響[1](見圖1)。

圖1 膠帶成管段截面

3 圓管帶式輸送機運行中常見問題分析

圓管帶式輸送機運行過程中，除了會發(fā)生普通皮帶機常見的跑偏、膠帶撕裂等故障外，還會因圓管帶式輸送機特有的結(jié)構(gòu)特點，表現(xiàn)出一些特有的現(xiàn)象，主要有以下幾方面：

(1)輸送系統(tǒng)運輸距離長，全長約8.6 km，設(shè)備沿線巡視困難較大。

(2)圓管帶式輸送機單條長度最長達到3.6 km，且在水平、垂直方向上轉(zhuǎn)彎較多，當圓管帶式輸送機在水平轉(zhuǎn)彎時，由于內(nèi)外側(cè)張力差異，會導(dǎo)致膠帶管發(fā)生扭轉(zhuǎn)，調(diào)整難度大；如扭轉(zhuǎn)導(dǎo)致頭部無法展開卸料，會造成膠帶、滾筒損壞，發(fā)生事故。

(3)由于圓管帶式輸送機特殊的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致一些托輥等部位受力比較大，托輥磨損嚴重，且容易因長期磨損劃傷膠帶，甚至導(dǎo)致高溫，影響膠帶使用壽命。

(4)圓管帶式輸送機的管狀結(jié)構(gòu)對輸送系統(tǒng)的通過量有嚴格要求，當輸送系統(tǒng)流量超過最大通過能力時，將導(dǎo)致圓管帶式輸送機出現(xiàn)爆管現(xiàn)象，對輸送系統(tǒng)造成嚴重損害。

(5)輸送粘性較大的礦粉時，在皮帶轉(zhuǎn)接溜槽內(nèi)極易積料，易堵塞溜槽，甚至塌料，導(dǎo)致下一級圓管帶式輸送機爆管。

4 圓管帶式輸送機常見問題的對策探討

為了保證輸送系統(tǒng)安全可靠運行，可以通過完善工業(yè)電視以及自動控制系統(tǒng)、加強系統(tǒng)巡查、優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等方式，避免或減少系統(tǒng)故障的發(fā)生。

4.1 加裝監(jiān)控攝像頭

通過在沿線加裝監(jiān)控攝像頭，完善工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)無縫覆蓋。重點監(jiān)控設(shè)備薄弱環(huán)節(jié)，比如圓管帶式輸送機的頭部、尾部過渡段、轉(zhuǎn)彎處等；優(yōu)化控制系統(tǒng)，通過智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實現(xiàn)對設(shè)備運行狀態(tài)的實時監(jiān)測，使系統(tǒng)具有更高的可靠性和自動化程度，盡量實現(xiàn)現(xiàn)場“無人值班、少人值守”運行要求。

4.2 采用可調(diào)窗式托輥組

針對管帶機成型段扭轉(zhuǎn)難以調(diào)整的問題，本系統(tǒng)采用了可調(diào)窗式托輥組，能夠方便、簡易地將窗式托輥組上的輥子轉(zhuǎn)動后與膠帶運行方向呈一定夾角，通過夾角的調(diào)整，對膠帶產(chǎn)生一個與膠帶扭轉(zhuǎn)反方向的力，從而達到有效調(diào)整膠帶管扭轉(zhuǎn)的目的(見圖2)。

圖2 窗式托輥夾角調(diào)整示意圖

4.3 改進托輥與膠帶接觸形式

從輸送系統(tǒng)運行分析情況來看，托輥已損壞位置主要分布在皮帶機回程展開段，由于托輥局部受力過大，兩端軸承處磨損較快，容易劃傷磨損膠帶。本系統(tǒng)中在回程展開區(qū)域采用了腰鼓型托帶輥組，能夠適應(yīng)成管過程中不同形狀的膠帶，保證覆蓋橡膠的鼓形輥子與膠帶為線接觸，從而避免了膠帶塌陷造成局部磨損(見圖3)。

圖3 回程展開段托輥示意圖

4.4 膠帶限料措施

圓管帶式輸送機因為其特殊結(jié)構(gòu)形式，對貨物填充率有著一定的限制，大流量的貨物容易引起圓管帶式輸送機爆管，為了杜絕這種現(xiàn)象，在實際運行中主要從以下幾個方面進行了改進：

(1)從源頭控制好系統(tǒng)流量，實時監(jiān)控皮帶秤流量數(shù)據(jù)，避免出現(xiàn)大于5 500 t/h的流量。當實時流量超過系統(tǒng)安全通過流量時，可降低上游膠帶(201A、202A、203A)速度，以降低通過圓管帶式輸送機物料的流量。

(2)在系統(tǒng)膠帶運行速度匹配上，使圓管帶式輸送機的運行速度略大于普通皮帶機的運行速度。

(3)通過在上料膠帶(201A)和管帶機展開段位置加裝限料裝置，限制大流量物料通過，可有效解決皮帶機過載和圓管帶式輸送機的爆管現(xiàn)象，避免較大作業(yè)流量進入管帶機(見圖4)。

1.提升電機 2.升降桿 3.限料板 4.支撐架 5.限位螺母 6.滑道圖4 限料裝置示意圖

4.5 采用遠程監(jiān)測手段

輸送系統(tǒng)距離長，沿線托輥數(shù)量多，間斷性人員巡視難以及時發(fā)現(xiàn)高溫托輥和滾筒，易發(fā)生停機及高溫膠帶起火事故，存在較大安全隱患。針對此問題，采用遠程光纖測溫技術(shù)實時監(jiān)測承載托輥和滾筒的運行溫度，在中央控制系統(tǒng)進行實時監(jiān)控預(yù)警，可及早定位問題設(shè)備、采取處理措施。

對沿線分散布置的驅(qū)動裝置的巡檢，特別是電機、減速機、滾筒的實時監(jiān)測也是一大難題。線路長、人員反復(fù)巡視頻次低，關(guān)鍵設(shè)備出現(xiàn)故障難以及時發(fā)現(xiàn)。因此，對電機、減速機、滾筒等關(guān)鍵設(shè)備的振動、溫度、電流等關(guān)鍵運行參數(shù)進行了遠程實時監(jiān)控，預(yù)定正常值、超差報警，保證了故障的及時發(fā)現(xiàn)和處理，提高了輸送系統(tǒng)運行的可靠性和安全性。

4.6 改善溜管，避免積料塌料

礦石輸送系統(tǒng)送礦砂品種較多，對高含水率、粘度大的礦砂裝卸作業(yè)時，導(dǎo)料槽容易產(chǎn)生粘料、積料和塌料的問題，導(dǎo)致皮帶跑偏和爆管，為解決此問題，針對皮帶機溜管進行了改造。

通過對現(xiàn)場溜管的實際考察，發(fā)現(xiàn)積料位置集中在物料沖刷點斜坡處、滾筒清掃器下方斜坡、平臺和溜管底部擋料板處(見圖5)。

1.C2管帶機 2.C3管帶機 3.C3管帶機 4.C4管帶機圖5 溜管易積料位置示意圖

將易積料位置襯板改造成新型防粘襯板，防粘襯板物料沖刷后，表面光滑不易粘料。此外，在積料點下側(cè)的溜管外壁上安裝振動器，可通過開啟振動器使內(nèi)壁粘附的物料振動落入下一條膠帶，達到防止積料、塌料的目的。

5 結(jié)語

實踐表明，長距離圓管帶式輸送機在港口礦石運輸中得到了很好的應(yīng)用，在圓管帶式輸送機運行管理過程中，針對常見問題制訂的相應(yīng)措施也取得了較好的效果，保障了礦石輸送系統(tǒng)可靠穩(wěn)定的運行。