長輸管狀帶式輸送設備施工技術

王紅杰

中國化學工程第十一建設有限公司第四工程公司 河南開封 475002

管狀輸送機作為遠距離輸送設備，在輸送過程中具有密閉、環保的優點，同時也存在桁架加工、組對、吊裝施工的難題，特別是高差較大、走向為圓弧狀的桁架，其加工安裝作業的難度更大。通過山東京博石化項目管狀輸送機在施工過程中的技術優化和總結，對上述問題進行論述。

1 項目背景

山東京博石化20 萬t/ a 高性能碳材料及配套項目上安裝使用DG300 管狀輸送機（以下簡稱“管帶機”），皮帶卷成管狀后的直徑為DN300。其作用是將焦碳從堆放場經破碎后轉運到原料處理樓。其施工的難點主要包括：各連接段組對時的防扭曲；吊裝組對時的吊裝作業和高空固定作業；皮帶穿插作業和管筒運行狀態的調整；大跨度弧度桁架結構的加工組對等。

2 工藝簡介

2.1 管帶機構成

管帶機整體由32 個連接段、31 個支架為支撐連接貫通而成，每個連接段因長度、坡度不同，由不同數量、編號固定的結構短節組成；各結構短節通過螺栓、焊接的方式進行連接加固；組成連接段后，在兩側安裝走道、欄桿及頂部防護頂罩；然后逐一吊裝、空中組對、連接成整體，再進行皮帶安裝、粘接膠化、調試運行。

2.2 管帶機布置

管帶機整體長度（輸送距離）為671m，有四次轉向，橫跨三個生產車間，經兩次高度抬升，輸送高度11.2～49.45m，高差達到38.15m。管帶機中間的20 個連接段為水平布置，安裝高度為17.8m，以管廊為主要支撐方式；兩端為高度抬升段，以塔架為支撐。其中機尾部5 段的抬升段長度為115m，抬升高度為6.78m；頭部7 段的抬升段長度為160m，抬升高度為25m，抬升角度達14°，且伴有斜長方向的轉角。

2.3 管帶機安裝

管帶機的結構短節逐一連接固定，形成連接段，安裝限位滾輪（每處為6 個限位滾輪，形成正六邊形的截面）；連接段的兩側安裝走道并鋪板，再依次安裝走道護欄，槽盒/ 照明、連接段頂部弧形彩鋼板、支撐塔架和支架、機頭；從機頭端開始逐一吊裝、安裝各連接段，再穿皮帶，進行皮帶粘接硫化、電儀調試、試運行等。

管帶機主要技術參數見表1。

表1 管帶機主要技術參數表

3 施工難點及處理方式

3.1 管帶機連接段在預制安裝過程中預防扭曲

管帶機整體分為32 個連接段，各連接段在地面進行分段組裝，然后再依次進行吊裝、安裝，并在空中進行連接組對。管帶機整體布局中的轉向較多，既有水平方向的轉向，又有斜長方向的轉向。各結構短節和連接段在組裝過程中如果不嚴格把控，極易扭曲變形，對管狀皮帶的正常運行造成隱患。

（1）在組對各連接段時，一定要按照圖紙標記，確定件號走向，確保各結構短節按標定的順序和方向進行組對。

（2）利用高精度激光3D 水平儀，將3D 水平儀放置在設定的平面上，可方便地測量兩結構短節的相對位置及同心度的偏差，對組對的兩個結構短節進行找平、調直，并調整好垂直度。兩節最大誤差不超過3mm，緊固螺栓并焊接加固，必要時還要增加墊木高度，以調整連接段內的高度走向。

（3）各連接段依次吊裝前，除了選用合適的吊車，避開周圍的障礙物，保證吊裝的平穩和及時調整到較好的姿態外，更重要的是將各連接段之間使用的連接件進行預安裝，特別是連接件與支撐架（或支架）的孔距、間隙尺寸的復核。首先復核連接段與支撐架間距，其次是高差復核，然后是連接件與支撐架各螺栓孔距的復核，允差為0.1%，并不大于3mm，做到萬無一失。在吊裝組對時，在空中只進行安裝固定作業，不進行調整、修整作業，保證安全和組對效率，節約吊車使用時間。

3.2 高效完成皮帶穿插作業

管帶機長總度為671m，皮帶總長度為1350m，寬度為1150mm，厚度為16mm。此種皮帶以管筒狀態長距離運行，皮帶必須卷成管狀在桁架中穿插安裝。如何快速高效的完成是皮帶安裝，公司沒有相關施工經驗可以借鑒。為此，項目部經慎重考慮并多方求證，以10t 卷揚機加滑輪組為動力，自制了一個輔助引導管作為專用牽引工具，具體使用方法如下：用DN200 的鋼管（長500mm）做為引導管，其一端焊接牽引環，在距離牽引環不同距離和方位的圓周上開螺栓孔（用于固定皮帶）；將皮帶圍繞在引導管上，在引導管的開孔部位處對皮帶進行開孔并穿插螺栓進行固定，用鐵絲再次捆扎加固；以卷揚機為動力，使用滑輪進行方向引導，對皮帶進行安裝，從而解決皮帶安裝效率問題。

圖1 為牽引工具現場使用圖。

圖1 牽引工具現場使用圖

3.3 方向多變狀態下保證管狀皮帶正常姿態運行

管帶機布置的轉向較多，既有水平方向的轉向，又有垂直方向的轉向。管狀皮帶在運行到轉向的位置時，因轉彎半徑的影響，皮帶很容易扭曲和散包，造成物料的泄漏損失和環境污染。經多次實驗，確定了在皮帶轉向之前根據轉向角度調整導向輪傾角的方法，以導向扭矩來抵消管狀皮帶在運行時引起的徑向扭矩，以轉向角度來確定需調整的導向輪組數，角度大則多調，角度小就少調。總結“口訣”：“左轉放左輪，入彎前5m”。用此方法可以快速調整管狀皮帶的運行狀態，使其以平穩良好的姿態運行。

3.4 大跨度弧形桁架結構的優化

管帶機連接段中，有一段跨度較大、在原有配電室上方橫跨而過的弧形連接段。此連接兩端以塔架為支撐，截面整體尺寸為3720mm×3640mm，弧形桁架中心長度為38250mm，水平方向的弧形角度為18°，安裝高度為17.8m，管帶機結構短節在此桁架內部組裝布置。弧度段的中間部分為管帶機自身結構，外部是弧形桁架。其截面圖如圖2 所示。

圖2 弧形桁架截面圖（單位：mm）

圖3 弧形框架現場吊裝

此弧形桁架是由5 段中心弧長7555mm 的圓度弧形短節的組成，在有限時間內加工廠無法對桁架的橫梁（HW250×250×9×14）進行弧度加工。經過多次研究、討論，并對管帶機的結構短節、兩側走道、欄桿等尺寸和間距放樣測量，項目部向廠家、業主、設計、監理單位提出將5段弧形短節改為直段斜接短節進行組對連接的優化方案，這樣既能保證管帶機轉角條件和本體弧度安裝要求，還能滿足制作安裝進度要求，并可節約結構加工時間和費用。弧形桁架加工方案通過優化后，簡化了加工工序，提升了加工效率，原計劃25d 的加工時間縮短到10d，為桁架組對、安裝和吊裝保留了充足的時間。

4 結語

結合項目場地條件的限制和管帶機自身特點，通過技術優化，解決施工難點，保證了施工質量和進度，同時降低了安全風險。另外，由于安裝高度的影響，管帶機各連接段的安裝施工作業只能從一端開始，無法多段同時進行吊裝安裝作業，限制了其施工作業面。

在使用牽引導管的過程中，根據實際使用情況，還可以再進行優化。此管帶機皮帶形成的管筒直徑為DN300，牽引工具的直徑為DN200，此牽引管的直徑還可以縮小。在固定好皮帶之后，其外徑更小，這樣既能加大牽引管與導向滾輪的間距，減少穿插的阻力，還能使皮帶與牽引管有更多的連接點，避免出現皮帶斷裂的情況。