帶式輸送機偏移與扭轉改進方案

馬建新 陳 兵

華能國際電力江蘇能源開發有限公司南通電廠

1 引言

某輸煤碼頭管狀帶式輸送機于2008年7月投入運行，主要技術參數為：帶速5 m/s，管徑600 mm，最大運力3 600 t/h，輸送帶總長3 000 m,采用普利斯通產寬度為2 250 mm、6層尼龍帆布芯皮帶,重錘式拉緊裝置,3臺630 kW變頻電機驅動，水平長度1 500 m,提升高度24 m。此管狀帶式輸送機，觸發輸送帶限位開關停機，1年約50次；出壓帶輪偏移停機，1年約20次。隨著使用周期的增加，輸送帶偏移頻率明顯提高，嚴重影響輸送帶使用壽命，更影響輸送機穩定運行。

因此，及時發現輸送帶的偏移和扭曲并及時調整尤為重要。本文對管狀帶式輸送機的偏移和扭曲及其處理進行論述，并聯系實際提出切實可行的解決方法，供處理類似故障時參考。

2 管狀帶式輸送機結構分析

管狀帶式輸送機的頭部、尾部及拉緊裝置等結構與普通帶式輸送機并無太大區別,只是在中部輸送段皮帶被六邊形布置的輥子裹成圓管,輸送物料封閉在圓管內隨輸送帶穩定運行,當到達頭部(或卸料點)時輸送帶由圓管形變成深槽形，最后在頭部滾筒卸料。輸送帶的回程段也基本上與承載段相同,通常也是轉為圓管狀返回。

2.1 管狀帶式輸送機優點

(1)密封性能好，物料被包裹在管狀輸送帶內運行,避免了因物料灑落產生粉塵。

(2)空間占用少、建設周期短、設備成本低。由于輸送帶被6只托輥卷成圓管狀,因而管狀帶式輸送機可實現螺旋狀彎曲布置，1條管狀帶式輸送機可取代多個普通帶式輸送機運輸系統,實現大傾角輸送，同時其支架寬度也大幅度減小，因此設備占用空間顯著降低。

2.2 管狀帶式輸送機缺點

(1)管狀帶式輸送機運行時，輸送帶物料中大塊及尖狀物不易發現，一旦卷入管狀帶后，受四周的摩擦擠壓加之帶速較快，極易造成大面積的皮帶縱向撕裂事故。

(2)管狀帶式輸送機出現輸送帶的扭轉及輸送帶重疊方向調換故障，在管狀中間段運行時不易被發現。

(3)當管狀帶式輸送機在窗式托輥組部位發生偏移和扭曲時，故障消除操作繁瑣且調整時間長，需要維修與運行工作人員共同配合處理。

3 管狀帶式輸送機偏移與扭轉改進方案

3.1 偏移與扭轉的危害

輸送帶的偏移和扭曲是管狀帶式輸送機最常出現的故障，會引起輸送帶邊緣磨損、在頭部或尾部翻面、扭折、擦殼等。偏移和扭轉嚴重時會導致壓帶輪失效，輸送帶發生重疊方向調換，進而導致托輥架變形，刮煤器報廢；輸送帶邊緣會被拉伸產生附加拉應力，使輸送帶邊緣過早地出現疲勞，造成兩側張力分布不均勻，甚至造成輸送帶邊緣拉斷。此外在輸送機其他工況良好狀態下，也會經常發生偏移和扭曲，給輸送帶在運行中的調整帶來很大困難。

3.2 改進方案

及時發現輸送帶的偏移及預測故障發生的趨勢是進行及時調整的前提條件。由于管狀輸送帶結構特點，膠帶邊緣重疊，運行時無法實時監控；輸送帶總長3 000 m，皮帶巡檢工作人員也不能及時發現故障。為解決以上問題，提出如下改進措施。

3.2.1 增加皮帶可視性

可在原輸送帶兩側邊緣處及端面涂耐磨、防火反光材料；在新造的輸送帶邊緣加入熒光材料及反光材料，并在輸送帶邊緣反光條均勻設置間隙。

反光條可與偏移報警系統配合，能檢測到輸送帶實際帶速與驅動滾筒線速度速度差，判斷輸送帶是否打滑，通過調整驅動滾筒轉速和落料口出力，控制輸送帶超載，避免管狀帶脹管事故。

3.2.2 加裝輸送帶偏移報警系統

帶式輸送機的偏移報警系統，主要由監控攝像頭、輔助傳感器裝置、控制器、報警裝置以及傳輸線路組成。監控攝像頭及輔助傳感器監測輸送機的狀態信息(輸出量),通過編碼器將其轉變成電信號傳給主控制器。主控制器比較輸送機當前運行狀態(輸出量)對正常狀態(給定量)的偏差，產生一個控制信號，通過電信號控制燈光與蜂鳴器報警。同時多屏顯示器顯示異常輸送機整體偏移狀態，以及3D模擬偏移趨勢(見圖1)。

圖1 輸送帶報警系統結構圖

3.2.3 加裝輸送帶偏移自動調整機構

在輸送帶的偏移報警系統發出警報時，會發出一個控制信號，控制執行機構調心托輥架對輸送帶偏移進行調整，確保輸送機始終在良好狀態下運轉，實現對輸送帶偏移自動化控制，減少操作人員工作量，增加輸送帶的使用周期。在特殊情況下更換輸送帶時，可以通過輸入指令對數據參數進行調整，確保對輸送機偏移精確調整。在系統故障時，可以在控制室和現場駐地進行操作，駐地操作優先于控制室操作，控制室操作優先于系統控制信號操作。

帶式輸送機的偏移報警系統與自動化控制，是對輸送機故障的提前報警及主動調整干預。根據輸送帶偏移程度的不同，燈光報警可以分綠燈、黃燈、紅燈等級，區分低度、中度、高度偏移，聲響可以根據鳴叫急促不同來區分。同時多屏系統顯示每臺輸送機整體3D模擬偏移狀態，以及偏移趨勢；加上監視屏實時顯示輸送機實際運行狀態，讓運行操作人員對系統設備有全面直接的認識，可迅速反應，實現提前預處理，避免調心托輥調整大幅度動作，減少輸送帶磨邊，增加輸送帶使用周期。通過主動調整干預輸送帶偏移，使輸送機始終在理想狀態運行，提高了管狀帶式輸送機運行的安全性、可靠性及作業效率。

4 結語

管狀帶式輸送機的偏移比普通帶式輸送機更難發現和處理，帶式輸送機偏移報警系統和自動控制系統完善了管狀帶式輸送機的運行監測與控制，為管狀帶式輸送機穩定運行提供了可靠保障。