王立波,化震
(華電重工股份有限公司,北京 100077)
當前帶式輸送機系統(tǒng)在散料輸送領域的應用日益廣泛,所輸送的物料種類繁多,物料特性差異很大,在實際工程設計中需要針對物料的具體特性,在轉接環(huán)節(jié)采取必要的措施來提高轉接環(huán)節(jié)的可靠性和效率。結合所承擔工程中遇到的問題和解決方案作出相關分析和建議,供設計者參考。
輸送礦石類硬度高、磨損性強的物料時,物料的沖擊和磨損會導致帶式輸送機頭部漏斗內物料沖擊面的襯板快速磨損。秦皇島礦石碼頭輸送系統(tǒng)中的膠帶機頭部漏斗采用傳統(tǒng)的結構形式,僅幾個小時,礦石就將漏斗內的襯板和母體鋼板磨穿,導致漏料、停產(chǎn),嚴重影響輸送系統(tǒng)的工作效率。針對這種情況,在漏斗內設置料打料緩沖減磨結構,來減緩襯板的沖擊磨損,如圖1所示。
圖1 卸料斗料打料減磨結構
根據(jù)物料的速度、料層高度來繪制物料的拋物曲線。在物料與漏斗迎料板交匯處設置物料存儲區(qū),存儲區(qū)內的物料形成緩沖保護層,通過結構上的優(yōu)化,防止物料與漏斗體的接觸,從根源上避免后續(xù)物料對漏斗體的直接沖擊和磨損。經(jīng)過上述調整后,漏斗平均使用壽命超過了2個月,極大地提高了輸送系統(tǒng)的完好率。
該措施在類似的工程應用中進行推廣時,需注意其適用性,避免在解決磨損問題的同時引發(fā)其他問題。通常物料轉接環(huán)節(jié)的通流面積不應小于被輸送物料截面的3倍,同時截面尺寸不應小于物料最大塊度尺寸的3倍。在帶速較快、物料含水率較高的情況下,需適當加大通流面積;對于黏度較大、流動性較差的物料,這種結構具有較大的局限性,需格外注意漏斗的有效通流面積或采取其他結構形式,防止物料的堆積和漏斗的堵塞。
黏土、焦煤等黏度大、流動性差的物料在轉載過程中,物料沖擊到漏斗迎料板時,由于黏附力較大,難以迅速改變運動方向,產(chǎn)生滯留現(xiàn)象,導致漏斗堵塞。針對這種情況,可結合物料的拋物曲線,制作可調節(jié)的弧形導流擋板,使物料運動軌跡與導流擋板相切,如圖2所示。當物料接觸導流擋板產(chǎn)生滯留時,能夠在后續(xù)物料較大推力的作用下向前移動,脫離導流擋板進入落料管。
該措施在秦皇島港股份有限公司煤5期工程的裝船機卸料尾車上應用,在輸送黏度較大的煤種時效果明顯。
圖2 黏性物料的導流結構示意圖
由于帶式輸送機系統(tǒng)加載不均勻、溜槽截面遠大于物料截面等原因,物料在傳統(tǒng)溜槽中的運動軌跡無規(guī)律,尤其在物料流動性較好、運量低于額定運量50%的情況下,物料在溜槽底面寬度方向上無明顯約束,混亂碰撞、折返,導致下游膠帶受料點處的物料加載偏心,造成膠帶跑偏。針對這種情況,可將傾斜段溜槽的下表面制作成槽形結構,如圖3所示。物料在下滑過程中,由于重力作用而匯集于溜槽下面的凹槽內,實現(xiàn)物料的對中。根據(jù)高度空間、物料特性等條件可對溜槽傾斜角度、下部槽形結的角度和形狀進行適當?shù)恼{整和優(yōu)化,達到理想的物料對中效果。
圖3 料斗溜槽對中設計方案
該措施在天津神華碼頭輸煤系統(tǒng)中應用,自2006年投產(chǎn)以來,各膠帶機受料點基本沒有出現(xiàn)落料中心偏移導致膠帶跑偏的現(xiàn)象,應用效果良好。
物料在轉接下落的過程中,重力勢能轉化為動能,直接沖擊下方的膠帶和托輥。為減小對下游設備的沖擊,減少膠帶和托輥磨損,除采取增加緩沖托輥、緩沖床等措施外,可將靠近導料槽的溜槽向膠帶運行方向傾斜,如圖4所示。
物料接觸膠帶前先沖擊傾斜溜槽,并沿溜槽的傾斜方向進入導料槽,大部分沖擊荷載被傾斜導料槽吸收,同時使物料具有了膠帶運行方向上的分速度,減少了物料的飛濺以及對膠帶的磨損。
圖4 減小受料點沖擊的緩沖結構
該措施在天津港散貨物流中心的長距離膠帶機項目中應用,項目投產(chǎn)10年來應用效果良好。
綜上所述,在帶式輸送機系統(tǒng)的物料轉接環(huán)節(jié)設計過程中,需根據(jù)工藝系統(tǒng)的整體布置,結合物料特性有針對性地對漏斗、溜槽系統(tǒng)進行結構調整,減少磨損,減少對下游膠帶的沖擊,達到不灑料、不跑偏的設計結果,實現(xiàn)料流通暢。
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