一種液壓變幅方式截料板的應用

李子龍 李華才 丁 磊 謝靖文 余小剛 白文亮 鄭 科

國電漢川發電有限公司

1 卸船機設備使用現狀

國電漢川發電有限公司三期百萬機組配套煤場位于電廠廠區西南側，碼頭配套煤場位于電廠南側，靠近漢江北岸江堤。電廠三期工程建設2×1000MW超臨界燃煤機組，5、6號機組于2012年12月21日、2016年8月18日建成投產。

國電漢川三期碼頭是國電漢川發電有限公司三期2×1000MW機組配套工程，設2000噸級貨船的散泊位2個，總長192m，安裝2臺橋式抓斗卸船機2臺、清船機2臺。碼頭裝設2臺橋式抓斗卸船機，單臺額定出力為400t∕h，安裝在碼頭10.5m軌距的軌道上，用于500t～2000t貨船卸船作業。卸船機軌道內安裝兩路皮帶機J01∕J02，每臺卸船機均可分別向J01∕J02皮帶機卸料。卸船機卸煤經J01∕J02、J03∕J04皮帶機進入碼頭煤場Z02轉運站。

目前卸船機配置的截料板只有一塊平鋼板，背后由一支電動推桿驅動，只能向下擺動至河岸以內，避免與船體碰撞。卸船機抓斗工作時，電動推桿伸出，推動截料板由河岸至遮蓋住船體與岸之間的縫隙，這樣，設備運行時抓斗漏掉的煤可以順著截料板溜回船艙，避免污染江水。

但是這種設計的弊端很明顯，一是截料板不是料斗式的，無法存煤；二是截料板不能翻起，將接到的撒煤傾倒進卸船機料斗倉，只能溜回船艙；三是截料板安裝位置高出水域平臺10m，而漢江水位豐水期與枯水期變化大，導致截料板與船艙的距離在15m～28m間，起風時，由于溜料距離太長，截料板向船艙溜落的煤粉容易被刮的四處飛揚而不能控制。

因此，從治理環境污染的要求，以及長遠節能的角度，都需要對截料板進行改造，改成截料斗式，并且可以翻起將煤倒入料斗倉的型式。

2 卸船機截料板的工作原理及組成

目前國內主流的截料板驅動工作方式為鋼絲繩卷揚式[1-2]。截料板制作成簸箕樣式的料斗，可以存煤1t～2t，大的可以存煤6t～8t。起重電機通過減速機帶動卷筒轉動，卷筒上纏繞鋼絲繩，設置幾組滑輪來改變方向和省力，通過收放鋼絲繩帶動截料斗繞中心鉸軸轉動，實現工作截料和煤滿翻起傾倒等動作。電機配置制動裝置，截料斗設置高點、低點限位，鋼絲繩設置拉力超限報警的安全措施。

這套機構的組成主要包括：起重電機、減速機、聯軸器、制動器、卷筒、卷筒聯軸器、卷筒支座、滑輪組、鋼絲繩、截料斗、保護環鏈、止擋器、限位裝置、鋼絲繩拉力超載報警器等。組成及布置如圖1所示。

圖1 卸船機鋼絲繩卷揚式截料板的布置、組成簡圖

這種方式可見零部件比較多、結構復雜，相應的故障率較高。此方式功能比較強，但是成本較高，用于存煤較大（比如6t～8t）的需求時比較合理。

3 卸船機液壓變幅方式截料板的選擇說明

國電漢川三期碼頭2號卸船機工作能力是400t∕h，由于設備輪壓超限等原因的限制，需要的接料斗只需存煤1t～2t即可。如果采用上述鋼絲繩卷揚的方案得不償失，不需要大的能力卻要花費大的成本。因此針對此特殊需求，選擇采用液壓變幅驅動的方式。

由于需要的截料板存料在1t～2t內，量少，因此截料板只需改造焊接成一個淺淺的撮子型即夠用，同時因存煤量小，截料板的鋼結構強度不需要太大。經計算改造后的截料板重量約2t，加上存煤量按2t，總重合計4t，配置的驅動機構能力只需達到翻轉4t的重量，翻轉105°，將煤倒入漏斗倉并留有足夠安全系數即可。

本次的截料板改造，翻轉重量4t，屬于很小的重量，采用液壓推動式更方便合理。由于翻轉角度105°，折合驅動的行程在1.5m以上，而且本次截料斗液壓驅動的特點是推動鉸點位置靠近翻轉中心，力臂短，則需要的推力大，計算推力為15t。

為了保障設備的安全與可靠性，設備維護時可以一用一備，選擇采用雙液壓缸下方推動的方式。

4 卸船機液壓變幅方式截料板的配置說明

（1）利用原來的截料板改造成截料斗（撮子形狀），鋼結構在原來的溜料板（4800mm×5150mm）基礎上加固焊接改造，接料部分采用鋼板焊接，滿足存煤量在2t，末端收口導流防止卸料時撒料。對應的液壓缸鉸座位置局部進行鋼結構加強，保證長時間使用不變形。截料斗工作位置的角度與煤料的動安息角一致，這樣多余的煤溜下到船煤倉，保證截料斗不超重，安全可靠。

（2）雙液壓缸驅動，液壓缸參數：缸徑125mm，桿徑90mm。單缸推力在12MPa時達到15t，雙缸同時工作時單缸推力在7.5t～8t。設計的額定工作壓力值16MPa，此時單缸的推力20t，雙缸工作的安全系數是2.7倍。另外考慮極端工況，即一個液壓缸壞掉，剩單缸工作，此時安全系數是1.33倍，仍然可以提供足夠的支撐力不出問題，做到一用一維修，檢修過程不影響整體設備運行，液壓缸檢修完畢后再投入雙缸運行。

（3）每支液壓缸都帶有液壓鎖，保證了液壓管路滲漏，管路失壓時液壓缸保持不動，避免設備出事故。

（4）設置一個液壓站并布置在漏斗倉平臺上，泵站電動機功率7.5kW，選用國產優質泵、閥組，液壓油箱溫升保證不高于環境溫度30℃，且油箱油溫不得超過60℃。液壓系統安全可靠，密封良好無滲漏，能適應較差條件的環境，其外露部分設有防塵箱或罩。液壓系統滿足各種工況的要求，液壓元件性能穩定，運行安全可靠。

（5）截料斗底部設置兩個振打器，以便解決斗底粘煤問題。

（6）兩液壓缸下鉸座處增加檢修平臺護欄及爬梯，方便維護檢修。

（7）在兩支液壓缸的下鉸座位置各加裝一套稱重檢測、傳感裝置，傳至司機室的集中操控盒，操控盒還集成了截料板的動作按鈕。液壓變幅方式截料板布置簡圖如圖2所示。

圖2 液壓變幅方式截料板布置簡圖

（8）根據上述布置相應地布設電氣電纜和控制系統，信號引入司機室，便于操控。

5 卸船機液壓變幅方式截料板的使用效果

煤炭在運輸、轉運過程中，由于風力等原因會隨風流失、拋灑揚塵，形成轉運損耗。國電漢川發電有限公司三期碼頭卸船機通過液壓變幅方式將截料板改造為截料斗，有效減少了在卸煤過程中產生的風損損耗，降低了揚塵，保護了環境，達到了改造的預期目標。具體達到了以下幾點使用效果。

（1）卸船機截料板經過改造后進行試運轉，經多次動作試驗，截料斗翻轉動作便捷，信號控制準確。

（2）改造費用低，設備布置簡單，零部件少，利于檢修與維護。

（3）撒落煤炭能被截料斗接住并返回至卸船機料斗，有效降低了煤炭風損損耗，節約煤炭資源，節省采購費用，起到了良好的經濟效益。

（4）改造后降低了運維人員的工作量，提高工作效率，減少人工清掃的壓力，降低了人工成本。

（5）明顯改善煤炭轉運過程中的拋灑與揚塵，防止污染江水，有效保護了周邊環境，取得良好的社會效益。

6 結束語

近年來，國家環保監督愈加嚴厲，對港口設備進行升級改造，使港口作業滿足環保要求勢在必行。

“綠水青山就是金山銀山”，習近平總書記在黨的十九大報告中指出，堅持人與自然和諧共生，必須樹立與踐行綠水青山就是金山銀山的理念，堅持節約資源和保護環境的基本國策。

液壓變幅方式截料板環保改造成截料斗的技術方案，從節約資源和保護環境方面來說是完全可行的，以后在設備設計中注重環境保護是我們工作中的重中之重。