輸煤系統(tǒng)帶式輸送機(jī)膠帶損壞的應(yīng)對探析

內(nèi)蒙古京能雙欣發(fā)電有限公司 趙海龍 謝亞軍 李彥哲

輸煤系統(tǒng)帶式輸送機(jī)在運(yùn)行中會受到煤塊下落沖擊的影響，容易出現(xiàn)膠帶嚴(yán)重磨損和斷裂的問題，在增加生產(chǎn)成本的同時也會導(dǎo)致生產(chǎn)活動的停滯，甚至可能引發(fā)相應(yīng)的人員傷亡問題。對此，技術(shù)人員應(yīng)該加強(qiáng)對于帶式輸送機(jī)膠帶損壞問題的研究，找出引發(fā)膠帶損壞的具體原因，采取有效的措施做好防范和應(yīng)對，以保證膠帶輸送機(jī)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

1 帶式輸送機(jī)概述

帶式輸送機(jī)也被稱為膠帶運(yùn)輸機(jī)，在許多行業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用，多用于物品的組裝、檢測、調(diào)試和運(yùn)輸?shù)取捷斔蜋C(jī)是摩擦驅(qū)動，能夠以實現(xiàn)物料連續(xù)運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械，包含了機(jī)架、輸送帶、托輥、滾筒、張緊裝置和傳動裝置等，可以實現(xiàn)零散物料或者成品的運(yùn)輸，也可以推動企業(yè)生產(chǎn)中各個工藝流程的銜接，形成流水作業(yè)運(yùn)輸線。帶式輸送機(jī)中最為關(guān)鍵的部分，是兩個端點(diǎn)滾筒和緊套在滾筒上的閉合輸送帶，驅(qū)動滾筒負(fù)責(zé)帶動輸送帶轉(zhuǎn)動，改向滾筒則可以改變輸送帶的運(yùn)動方向。驅(qū)動滾筒一般是由電動機(jī)配合減速器進(jìn)行驅(qū)動，輸送帶可以依靠自身與驅(qū)動滾筒之間的摩擦力運(yùn)動。帶式輸送機(jī)可以用于水平或者傾斜運(yùn)輸，使用方便，適用范圍極廣，在現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中被廣泛應(yīng)用，如井下巷道、礦井地面運(yùn)輸系統(tǒng)、火電廠輸煤系統(tǒng)等，依照具體的工藝要求，可以單臺輸送，也可以多臺聯(lián)合輸送[1]。

帶式輸送機(jī)有著良好的技術(shù)優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在幾個方面：一是運(yùn)行可靠。很多生產(chǎn)單位都需要保證運(yùn)行的連續(xù)性，如火電廠煤炭的輸送、鋼鐵廠物資的輸送、港口船舶的裝卸等，一旦出現(xiàn)停機(jī)，會引發(fā)巨大的損失。而帶式輸送機(jī)的運(yùn)行非常可靠，在必要時可以連續(xù)作業(yè)；二是能耗較低。帶式輸送機(jī)在運(yùn)行中，物料和輸送帶之間幾乎沒有相對運(yùn)動，運(yùn)行阻力極小，能耗低，生產(chǎn)效率高，能夠降低生產(chǎn)成本；三是適應(yīng)性強(qiáng)。帶式輸送機(jī)的輸送路線不僅靈活，而且具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，線路的長度可以根據(jù)實際需求確定，可以只有數(shù)米，也可以達(dá)到10km以上，根據(jù)環(huán)境的不同，帶式輸送機(jī)可以設(shè)置在小型隧道中或架設(shè)在空中，規(guī)避惡劣地形地質(zhì)[2]。

2 輸煤系統(tǒng)帶式輸送機(jī)膠帶損壞的應(yīng)對

以某火電廠輸煤系統(tǒng)為例，一共設(shè)置有30臺TD Ⅱ型帶式輸送機(jī)，5臺帶式給煤機(jī)，輸送膠帶的長度達(dá)到7.5km，設(shè)計輸送速度為2.5m/s，在筒倉前后采用的是EP200輸送膠帶，筒倉2號A/B 輸送系統(tǒng)中，安裝有兩臺RCDB-14盤式除鐵裝置。輸煤系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，存在一些問題，如輸送膠帶開膠、輸送膠帶縱向開裂以及輸送膠帶跑偏等，2019年全年因為輸送膠帶損壞問題導(dǎo)致火電廠直接和間接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到6萬元。

2.1 輸煤系統(tǒng)構(gòu)成

輸煤系統(tǒng)在火電廠運(yùn)營中發(fā)揮著非常重要的作用，對于輸煤效果和發(fā)電效果都有著不容忽視的影響。輸煤系統(tǒng)具備類型多樣、運(yùn)行高效、控制方式獨(dú)立的特點(diǎn)，尤其是在最近幾年，伴隨著火電廠經(jīng)營規(guī)模的擴(kuò)大，輸煤系統(tǒng)自動化程序也在不斷更新，PLC 的應(yīng)用為輸煤系統(tǒng)的自動運(yùn)行和智能控制提供了良好支撐。輸煤系統(tǒng)運(yùn)行中，需要依照具體的工藝流程實施，保證操作的規(guī)范性，可以通過斗輪機(jī)后者卸煤溝直接控制給煤機(jī)[3]，利用帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)接滾筒篩去除煤炭中的雜質(zhì)，之后轉(zhuǎn)到破碎機(jī)和犁煤器，經(jīng)煤倉后會被直接送到鍋爐給煤機(jī)中。結(jié)合輸煤系統(tǒng)的工藝流程可知，帶式輸送機(jī)在其中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，如果膠帶損壞會引發(fā)輸煤系統(tǒng)整體崩潰，影響火電廠的正常運(yùn)營，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2.2 帶式輸送機(jī)膠帶損壞的原因

帶式輸送機(jī)膠帶損壞可以分為跑偏、磨損和斷帶，其各自有著不同的誘發(fā)因素：

跑偏。導(dǎo)致輸送機(jī)膠帶跑偏的原因有兩種，一是設(shè)計存在缺陷，在對輸送機(jī)進(jìn)行安裝和使用的過程中，因為設(shè)計不合理，導(dǎo)致個別零部件發(fā)生了偏移，引發(fā)了膠帶跑偏的問題。膠帶接口位置處理如果處理不當(dāng)，會導(dǎo)致受力不均，使得膠帶在運(yùn)行中產(chǎn)生側(cè)向拉伸問題，最終造成膠帶跑偏；二是外界因素的影響[4]。落入到膠帶上的煤炭本身附帶有一定的動能，而多數(shù)物料的落點(diǎn)都會偏移膠帶中心線，使得膠帶兩側(cè)的摩擦力不均勻，引發(fā)皮帶偏移的問題。想要對膠帶跑偏問題進(jìn)行防范，需要確保膠帶中線、機(jī)頭、機(jī)尾以及托架中線處于同一直線。

磨損。導(dǎo)致帶式輸送機(jī)膠帶磨損的原因有很多，一是下落的煤塊本身體積較大，同時就被一定的初速度，在接觸膠帶后會產(chǎn)生相對位移，引發(fā)膠帶磨損的問題；二是輸送機(jī)本身設(shè)置的改向滾筒數(shù)量過多，膠帶在反方向上出現(xiàn)了彎曲的情況，容易產(chǎn)生疲勞性損傷；三是輸送機(jī)尾部滾筒和托輥之間的膠帶凸起，如果上部荷載過大，膠帶本身會與擋料板發(fā)生摩擦，加快磨損的速度；四是輸送機(jī)機(jī)尾位置設(shè)置有落料漏斗，如果物料塊度過大，可能會卡在漏斗壁和膠帶之間，伴隨著輸送機(jī)的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)引發(fā)了相應(yīng)的磨損問題。另外，如果落料漏斗導(dǎo)料槽裙板的長度過大，會與膠帶發(fā)生接觸，當(dāng)壓力較大時就會造成膠帶磨損[5]。

斷帶。一是膠帶本身的強(qiáng)度不足。部分輸送機(jī)中的膠帶出場時存在硫化質(zhì)量偏低的情況，襯墊之間沒有能夠?qū)崿F(xiàn)充分連接，鑲嵌在其中的鋼絲受力不均勻，在使用過程中只有部分鋼絲受力，容易引發(fā)斷帶問題；二是膠帶荷載過大。帶式輸送機(jī)中的膠帶主要是由橡膠覆面和襯砌層構(gòu)成，橡膠覆面可以提供較強(qiáng)的摩擦力使得物料能夠隨著膠帶移動，同時也可以對襯墊層進(jìn)行保護(hù)。在實際應(yīng)用中，如果橡膠覆面耐磨性不足又或者出現(xiàn)了老化現(xiàn)象，堆積在膠帶上的物料會直接接觸襯墊層，造成襯墊層損傷。而如果物料較重或在膠帶上碼放不均勻，則膠帶會因為過大的荷載和應(yīng)力而發(fā)生斷裂。

2.3 帶式輸送機(jī)膠帶損壞的應(yīng)對

改善連接頭。原本膠帶接頭采用的是硫化連接的方式，連接強(qiáng)度較低，在使用過程中很容易發(fā)生板釘脫落或者接頭斷裂的問題[6]。對此，改為冷粘接頭連接的方式來提升接頭部分的連接強(qiáng)度。具體來講，需要將兩端接頭切割修整成為階梯狀，使用丙酮對帶芯中存在的油脂進(jìn)行清理，等到其完全干燥后，在兩端接頭上均勻涂抹氯丁膠粘接劑，于粘接劑中加入3～5%的固化劑，連接接頭后，使用重物對接頭位置進(jìn)行勻速敲打，保證連接效果。在實際操作過程中需要注意幾個關(guān)鍵事項，一是接頭切割環(huán)節(jié)，需要確保切割面平整光滑，如果其過于粗糙，可能會導(dǎo)致粘接時接口位置出現(xiàn)氣泡，影響連接的強(qiáng)度。因此，在切割完成后可以使用砂輪對接口進(jìn)行打磨，打磨過程中需要避免芯層的損壞；二是接頭粘接環(huán)節(jié)，需要分兩次對粘接劑進(jìn)行涂抹，涂抹量分別為400g/m2和350g/m2。

降低膠帶荷載。如果帶式運(yùn)輸機(jī)在運(yùn)行過程中荷載過大，會導(dǎo)致膠帶張力的增大，使得其長期處于過度張緊的運(yùn)行狀態(tài)，這樣會加速膠帶的老化和龜裂；如果帶式運(yùn)輸機(jī)在運(yùn)行過程中的荷載過小，膠帶和驅(qū)動滾筒之間會發(fā)生相互摩擦，導(dǎo)致膠帶橡膠覆面磨損速度的加快。因此，電廠技術(shù)人員應(yīng)該從實際生產(chǎn)需求以及帶式運(yùn)輸機(jī)的性能出發(fā)，對其荷載進(jìn)行調(diào)整，在確保膠帶不打滑的基礎(chǔ)上盡可能降低荷載，實踐證明，將荷載控制在2t 左右能夠有效避免膠帶過度張緊的問題[7]。

設(shè)置刮料板。為了確保物料不會粘附在托輥和滾筒上，引發(fā)膠帶跑偏問題，可以在帶式輸送機(jī)中設(shè)置相應(yīng)的刮料板，及時將粘附的物料刮除，刮料板可以設(shè)置在改向滾筒內(nèi)測，沿改向滾筒方向，考慮到其必須具備較高的強(qiáng)度和良好的韌性及耐磨性，刮板材料可以選擇聚氨酯，在搭配彈簧的情況下，刮板能夠?qū)崿F(xiàn)與膠帶的充分接觸，將自身的作用充分發(fā)揮出來，同時也可以避免壓力過大引發(fā)膠帶磨損的問題。刮板可以對滾筒進(jìn)行有效清理，為了避免上部滾筒中刮落的煤渣落到下部滾筒上，可以在刮板下放設(shè)置相應(yīng)的接料槽，對煤渣進(jìn)行收集。

合理設(shè)置擋板。對帶式運(yùn)輸機(jī)膠帶跑偏的原因進(jìn)行分析，主要是存在有偏離膠帶運(yùn)行方向的外力，因此技術(shù)人員需要對跑偏力的大小和方向進(jìn)行明確，增加一個與跑偏離大小相同，方向相反的力，做好膠帶運(yùn)行方向的矯正。可以在滾筒兩側(cè)分別設(shè)置擋板，一旦膠帶跑偏比較嚴(yán)重，會與擋板發(fā)生接觸，在擋板的限制下，膠帶跑偏的程度不會進(jìn)一步加大，避免了飄帶問題的出現(xiàn)。結(jié)合電廠的生產(chǎn)需求，帶式運(yùn)輸機(jī)膠帶承受的荷載較大，運(yùn)行速度快，在運(yùn)行過程中，如果膠帶和擋板發(fā)生接觸，會導(dǎo)致膠帶的磨損。基于此，擋板采用了隨動設(shè)計，與滾筒有著相同的角速度，這樣能夠有效避免擋板和膠帶接觸產(chǎn)生相對摩擦的問題[8]。

調(diào)整中間托輥。如果中間托輥在運(yùn)行過程中脫落，會導(dǎo)致異物進(jìn)入到膠帶非工作面，引發(fā)膠帶縱向斷裂的問題。通常來講，托輥脫落的應(yīng)對和處理方法可以分為兩種，一是適當(dāng)壓縮托輥向上運(yùn)動的空間，減小其與輸煤系統(tǒng)帶式輸送機(jī)膠帶的間隙，如可以在托輥支架槽邊緣安裝止擋，對托輥支架的高度進(jìn)行調(diào)整；二是借助附帶有卡槽形式的托輥進(jìn)行處理，將托輥和支架焊接在一起，對于中部拉緊或者驅(qū)動膠帶機(jī)，可以在驅(qū)動間膠帶上方位置或者拉緊間設(shè)置蓋板。通過對托輥位置的調(diào)整，可以實現(xiàn)對膠帶損壞問題的有效處理。

改進(jìn)落料漏斗。為了避免煤炭卡在落料漏斗漏斗壁和輸送機(jī)膠帶之間、引發(fā)膠帶磨損問題，可以適當(dāng)增加漏斗的橫截面積，提升漏斗的通過能力，適當(dāng)縮短導(dǎo)料裙板的長度，盡可能減小漏斗和輸送機(jī)膠帶的相互摩擦，也可以通過在漏斗內(nèi)部設(shè)置緩沖擋板的方式，降低煤炭落入到膠帶上時的動能，將煤炭對膠帶的沖擊控制在較小的范圍內(nèi)。

安裝監(jiān)控裝置。結(jié)合電廠運(yùn)營的實際情況分析，因為工作面本身長度大、照明相對不足等因素的影響，工作人員并不能掌握帶式輸送機(jī)的實際運(yùn)行狀態(tài)，一旦輸送機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)膠帶斷裂或者飄帶問題，而工作人員沒有能夠及時發(fā)現(xiàn)和處理，則很容易引發(fā)設(shè)備損壞以及人員傷亡問題。對此，技術(shù)人員需要結(jié)合帶式輸送機(jī)的具體情況，安裝相應(yīng)的監(jiān)控裝置，具體來講，可以以30m 為間隔設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)控跑偏開關(guān)，在檢測到膠帶跑偏后進(jìn)行自動報警和停機(jī)操作[9]。

綜上，對于輸煤系統(tǒng)而言，帶式運(yùn)輸機(jī)是核心組成部分，而膠帶損壞會對整個輸煤系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重威脅，還可能引發(fā)設(shè)備損害和人員傷亡問題。對此，相關(guān)管理人員和技術(shù)人員應(yīng)該重視帶式輸送機(jī)運(yùn)行管理，對其膠帶損壞的原因進(jìn)行分析，采取有效的措施進(jìn)行處理和應(yīng)對，從源頭上做好把控，以切實保障輸煤系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。