管狀皮帶輸送機在水泥廠設計中的應用

李丹丹，陳曉敏

（中信重工工程技術有限責任公司 河南 洛陽471039）

1 項目背景

國外某項目需建設1條年產200萬t的水泥生產線，其熟料、石膏及礦渣、石灰石等混合材料需分別通過進口從碼頭運輸至新建廠區的熟料庫及輔助原料預均化堆場。該項目新建廠區距離碼頭約1.8km，中間需經過現存碼頭的汽車運輸區域，碼頭與新建廠區之間還現存有用戶住宅、主要交通干道和復雜地形的原始森林。該地區屬于熱帶雨林氣候，年平均降水量達2 000mm，因此對于熟料及輔助原料的輸送均需要考慮防雨設施。

按現有的帶式輸送機技術，熟料、石膏及混合材的輸送，要根據地形的變化，設置多個轉彎點，每個轉彎點就是一個轉運站，實行一段一段的輸送，在地面輸送過程中因彎路較多，在很近的一段距離內，就得需要多個轉運站才能完成輸送。按傳統設計方案經過輸送路線布置，形成的工藝流程圖如圖1所示。

2 存在問題

（1）根據傳統布置方案需要6根寬1 200mm，帶速為1.25m/s的皮帶輸送機經過6個拐點轉運站才能夠實現將熟料、石膏和各種混合材輸送至各種物料儲庫（堆場）的進料皮帶輸送機，轉運站數量多，土建混凝土用量巨大；

（2）皮帶輸送機兩側需設置檢修廊道，根據皮帶輸送機帶寬，需制作至少4m寬的防雨全封閉式檢修廊道，這種廊道形式需大量使用花紋鋼板鋪設，并用壓型鋼板密封，且需土建加大桁架規格來承受巨大荷載；

（3）在正常情況下，帶式輸送機都是直線鋪設，否則就容易發生跑偏現象，本方案受地形、地質條件的限制，輸送線路存在水平方向不同程度的夾角，需要轉角轉運，容易導致皮帶落料跑偏；

（4）在多處轉運站處，為了防止粉塵和落料噪聲污染，需設置多臺收塵設備，每處轉運站均需專人巡檢，增加了后期運營成本；

（5）對于每個轉運站處均需鋪設壓縮空氣管道供收塵設備用氣，且供電系統比較分散，不利于集中供電。

3 改進措施

3.1 管狀帶式輸送機簡介

管狀帶式輸送機是一種新型帶式輸送機，在其裝料區和卸料區膠帶打開成槽形裝料或卸料后，膠帶被指壓托輥卷成圓管形，管狀形成后，沿線呈六邊形布置的托輥使其保持管狀。其中單圓管狀皮帶機原理圖見圖2所示。該系列產品輸送物料的堆積密度一般是0.5～2.5t/m3，普通管狀輸送帶工作環境溫度為-25～40℃[1]，如有耐熱、防水、防腐、防爆、阻燃等特殊要求，采用特殊規格的輸送帶，允許工作環境溫度可達160℃。該系列產品還具有輸送傾角大，最大傾角可達30°，占地空間小等優點。

圖2 單圓管狀皮帶機原理圖

3.2 管狀帶式輸送機特點

（1）可封閉運輸物料，物料不揚撒、不泄露，實現了無污染輸送，并且滿足環保要求。從而可以減少治理環境所發生的費用；

（2）可滿足小回轉半徑在空間上的轉向，從而繞過各種現存的設施及障礙物，便于布置方案的設計；

（3）可以在長距離、多拐彎線路的輸送情況下不設置中轉站，可避免多臺輸送機轉載；

（4）采用此設備可大大減少占地面積，主機本體寬度為普通輸送機的1/2，適用于空間緊張情況的布置和輸送，特別適用于在復雜工況或地形條件下布置和施工輸送線路；

（5）可實現遠距離的大容量輸送；

（6）可以實現最大傾角30°的大傾角輸送，在相同輸送高度的前提下，能夠大大縮短輸送線路以適應復雜工況；

（7）同時可實現不同種類物料的雙向輸送；

（8）膠帶被呈六邊形布置的托輥保持管狀，因此在長距離輸送時，膠帶不會跑偏，減少了設備的故障率，提高了生產效率；

（9）設備損耗低，零部件便于更換，備件數量少，可延長使用壽命。

（10）封閉輸送也能保證輸送物料不被氣候、環境影響；

（11）設備在運行過程中安全性能高，維護費用低[2]，能耗同普通帶式輸送機相當，且運行過程中噪音很低。

3.3 優化措施

本項目選擇使用物料填充斷面積為75%，輸送能力滿足1 200t/h的單筒管狀帶式輸送機，規格為管徑400mm，對應展開帶寬1 530mm，帶速為4m/s，帶式輸送機長度為中心距1.85km，總提升高度為9.83m，布置角度分段為0°、4.9°、0°、0.7°、0°，2次水平轉彎半徑均為160m，2次水平轉 彎 角 度 分 別 為6°、29°，尾 部 水 平 卸 船 段37.2m，頭部水平下料段15m，配置4臺功率為280kW的驅動電機，拉緊裝置選擇頭部壓輪張緊，離開地面的檢修通廊寬度為2.4m，檢修通廊不設置密封壓型鋼板，該方案工藝流程圖及布置圖分別見圖3、圖4所示。

圖3 工藝流程圖

圖4 工藝布置圖

3.4 優化效果

（1）經過優化選型及布置，可實現1根單筒管狀帶式輸送機將各種原料直接輸送至各原材料儲庫（堆場），沿途不需要再設置多個轉運站，大大減少了土建混凝土用量和施工費用；

（2）皮帶輸送機兩側僅需設置總寬為2.4m的檢修廊道，且不用壓型鋼板密封，可大幅度減少使用花紋鋼板和壓型鋼板，土建只需使用輕型桁架便可滿足設備運行生產時的荷載；

（3）通過單筒管狀帶式輸送機的連續運輸，可避免原料輸送過程中發生跑偏現象，設備運行過程中故障率低；

（4）選擇使用單筒管狀帶式輸送機，未出現冒灰現象，后期不需要設置專人巡檢，只需中控監視即可。物料在輸送線路上呈管筒狀，避免了物料撒落，故可避免因物料的撒落而污染環境，同時物料也不會因刮風、下雨等惡劣天氣而受影響，也能避免外部環境對物料的干擾，達到無污染封閉輸送；

（5）該方案省去了收塵器及壓縮空氣管網的布置，減少了大量的安裝工作，且供電系統集中，有利于現場生產操作；

（6）使用該方案，由于輸送設備磨損率低，后期維修率大大下降，且零部件不需要頻繁更換，因此大大延長了使用壽命；

（7）后期使用過程中，該管狀帶式輸送機實際能耗也比較合理。

4 結語

采用管狀帶式輸送機可以實現長距離、大容量輸送。可實現在同等輸送高度的條件下，可以縮短疏通線路和適應更復雜的工況。膠帶被呈六邊形布置的托輥保持管狀，因此在長距離輸送時，膠帶不會跑偏，減少了設備的故障率，提高了生產效率。

采用管狀帶式輸送機可實現小回轉半徑在空間上的轉向，從而繞過各種現存設施或障礙物，便于設計方案布置。可以在長距離、多拐彎線路的輸送情況下不設置中轉站，可避免多臺輸送機轉載。

采用此設備可大大減少占地面積，主機本體寬度為普通輸送機的1/2，適用于空間緊張情況的布置和輸送，特別適用于在復雜工況或地形條件下布置和施工輸送線路。

設備在運行過程中安全性能高，維護費用低，能耗同普通帶式輸送機相當，且運行過程中噪音很低，備件數量少，使用壽命長，管狀皮帶輸送機布置時不需要增設密封罩，可實現無害化輸送，同時也可以避免清潔環境所發生的費用，能降低基建費用及設備成本和運行成本。與普通帶式輸送機相比，具有經濟、可靠、安全、高效等優點。當今社會建設用地資源緊缺、環境要求越來越嚴格，管狀帶式輸送機必將成為國內外水泥廠遠距離復雜地形輸送的最佳選擇。