鄭馳飛（淮滬煤電有限公司田集發(fā)電廠，安徽 淮南 232098）

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電廠輸煤系統(tǒng)輸送膠帶失效分析及對(duì)策

鄭馳飛
（淮滬煤電有限公司田集發(fā)電廠，安徽 淮南 232098）

〔摘 要〕介紹了某電廠設(shè)備概況及其輸煤系統(tǒng)由于設(shè)計(jì)、選型、安裝等因素造成的輸送膠帶局部非正常磨損的主要失效形式，分析了非正常失效的主要因素，給出了所采取的改進(jìn)措施及其效果，確保了輸煤設(shè)備安全可靠運(yùn)行。

〔關(guān)鍵詞〕輸煤系統(tǒng)；輸送膠帶；失效形式；使用壽命；曲率半徑

0 概述

某電廠1期工程2×630 MW機(jī)組于2007年7月投產(chǎn)，2期工程2×660 MW機(jī)組在建。其輸煤系統(tǒng)皮帶機(jī)采用DTⅡ型固定式帶式輸送機(jī)，其槽角35°，帶寬1 400 mm，帶速2.5 m/s，出力1 600 t/h。1期工程有15臺(tái)皮帶機(jī)，合計(jì)輸送帶總長約6 200 m；2期工程新增皮帶機(jī)1臺(tái)，輸送帶增加約1 300 m。16臺(tái)皮帶機(jī)除8A，8B的膠帶采用EP300-1400×4（4.5+1.5）型外，其余均為EP350-1400×6（4.5+1.5）型阻燃帶。

帶式輸送機(jī)作為輸煤系統(tǒng)中最重要的設(shè)備，其運(yùn)行可靠與否直接關(guān)系到全廠機(jī)組“口糧”能否安全穩(wěn)定供應(yīng)。膠帶是帶式輸送機(jī)最昂貴且耐久性較差的部件，維護(hù)成本占整個(gè)輸煤系統(tǒng)維護(hù)材料費(fèi)用的50 %以上。該電廠從2009年初開始因各種原因陸續(xù)更換膠帶約6 400 m，按目前EP350-1400×6（4.5+1.5）型膠帶采購價(jià)550元/m計(jì)算，其總價(jià)值達(dá)350多萬元，是輸煤系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用中支出最大的一項(xiàng)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于各皮帶機(jī)的運(yùn)行工況、參數(shù)不同，膠帶的使用壽命也相差較大，有的只有2-3年，有的可達(dá)5年以上。如皮帶機(jī)3B第1次更換周期僅為2年，皮帶機(jī)2A，3A，5B均為3年，而皮帶機(jī)1A，1B，7A，7B卻達(dá)到5年以上。

隨著2期工程的擴(kuò)建投產(chǎn)，電廠平均日輸煤量將達(dá)2萬t，輸煤膠帶的磨損消耗將更大，膠帶更換周期也更短。如何提高輸送膠帶的使用壽命，成為該廠節(jié)能降耗的一項(xiàng)重要工作。

1 影響膠帶正常使用壽命的主要因素

1.1 膠帶失效形式

膠帶的正常使用壽命是指皮帶輸送機(jī)在各部件運(yùn)轉(zhuǎn)良好，排除突發(fā)事件及膠帶質(zhì)量等因素影響的正常運(yùn)轉(zhuǎn)年限。查看更換下來舊膠帶的損壞情況，可以發(fā)現(xiàn)該廠膠帶失效的形式主要有以下3種。

（1） 失效形式1：膠帶正常磨損、老化，膠帶整體均勻磨損，膠帶厚度減薄至下限，強(qiáng)度降低，如皮帶機(jī)1A，1B和7A，7B，其使用壽命在5年以上。

（2） 失效形式2：膠帶兩側(cè)距離邊緣約300-350 mm處（槽型托輥夾角位置）呈現(xiàn)鼓包分層，膠層破損剝落，夾角位置縱向折損貫穿（見圖1）。這種現(xiàn)象主要表現(xiàn)在2，3，5號(hào)皮帶棧橋，其使用壽命為2-3年。

圖1 失效形式2

（3） 失效形式3：膠帶兩側(cè)距離邊緣約250-350 mm處工作膠面局部磨損，嚴(yán)重時(shí)聚酯帆布層芯直接磨損到2-3層。除皮帶機(jī)1A，1B因無導(dǎo)料槽膠帶沒有此類磨損外，其余皮帶機(jī)膠帶均存在不同程度的磨損。

1.2 膠帶失效的主要因素

第2，3種膠帶的失效形式直接影響到了該廠膠帶的正常使用壽命。根據(jù)磨損部位、磨損形狀及對(duì)現(xiàn)場的觀察研究，確定引起膠帶失效的主要因素有以下2種。

1.2.1 輸送帶凸弧段曲率半徑過小

膠帶失效形式2之所以在2，3，5號(hào)皮帶機(jī)上出現(xiàn)比較嚴(yán)重，在于這幾臺(tái)皮帶機(jī)的獨(dú)有特征：提升角分別為13°，12°，11.5°，其設(shè)計(jì)有曲率半徑不同的凸弧段。由于張力巨大，凸弧段膠帶的斷面經(jīng)常發(fā)生向上的中部起拱，在傾斜與水平托輥之間的35°夾角處皮帶出現(xiàn)打折損壞，即凸弧段的膠帶被牽扯變形成“W”狀，如圖2所示。起拱與打折的主要原因是凸弧段曲率半徑過小，造成在膠帶橫斷面上中部和外側(cè)單位長度上的拉力值相差過大，使膠帶滑到中部起拱或打折。而單位長度上拉力值差的大小和凸段曲率半徑、托輥槽角有關(guān)；槽角越大，凸段曲率半徑越小，起拱與打折越嚴(yán)重。

織物芯輸送帶凸弧段最小曲率半徑R1應(yīng)滿足如下公式：

式中：

（38～42）——系數(shù)，凸弧段膠帶張力較大時(shí)，取大值；張力較小時(shí)，取小值；B——帶寬，m；λ——托輥槽角，°。

圖2 W狀斷面

該電廠6臺(tái)皮帶機(jī)的凸弧段槽型托輥原設(shè)計(jì)采用的是35°槽角，經(jīng)過計(jì)算曲率半徑R1需大于33 m，但實(shí)測曲率半徑不到20 m，這是造成膠帶失效形式2的主要因素。

1.2.2 防溢裙板壓得緊

除卸煤溝皮帶機(jī)1A，1B無導(dǎo)料槽外，其余各轉(zhuǎn)運(yùn)站的皮帶機(jī)導(dǎo)料槽兩側(cè)均安裝了12 m長的聚氨酯彈性防溢裙板。由于落煤管落煤點(diǎn)下方的緩沖床距離皮帶均有20 mm左右的間隙，特別是尾端改向滾筒側(cè)，緩沖床槽角無過渡調(diào)整，間隙更大，煤流沖擊時(shí)該部位皮帶會(huì)局部下沉。為了防止灑、漏煤，造成的不文明生產(chǎn)，兩側(cè)防溢裙板往往會(huì)壓得較緊。因聚氨酯防溢裙板較硬，壓得越緊，摩擦力越大，防溢裙板位置的膠帶工作面磨損也就越快，這是造成膠帶失效形式3的主要因素。同時(shí)由于防溢裙板插入過深，導(dǎo)致導(dǎo)料槽下方膠帶通流截面寬度僅不到700 mm，降低了該處膠帶的走煤能力，形成負(fù)荷瓶頸，致使皮帶機(jī)出力只能在1 200 t/h左右。

2 改進(jìn)措施及效果

2.1 皮帶機(jī)凸弧段托輥組改進(jìn)

2.1.1 第1次改進(jìn)

在原有的35°槽角托輥夾角位置增裝1只Φ108×315 mm的小托輥。改進(jìn)后雖然在一定程度上減小了夾角的折損，但效果仍不理想。

2.1.2 第2次改進(jìn)

從減小凸弧段托輥槽角出發(fā)，在滿足膠帶輸送能力的情況下，在凸弧段更換安裝了11組過渡鋼包膠托輥，分別是兩側(cè)各1組槽角為30°的托輥，中間9組槽角為25°的托輥。經(jīng)過計(jì)算，此時(shí)凸弧段的曲率半徑最小允許值已經(jīng)降至25 m，較改造前有了很大改觀，但實(shí)際曲率半徑仍為20 m，仍然小于允許值。

2.1.3 第3次改進(jìn)

將凸弧段向兩側(cè)延展。原皮帶機(jī)機(jī)架支腿均為統(tǒng)一高度1.5 m，通過從凸弧段兩側(cè)向中間逐漸降低皮帶機(jī)架支腿高度的方法來增大凸弧段曲率半徑，最多降低了0.6 m。改進(jìn)后實(shí)測凸弧段曲率半徑均達(dá)到30 m以上，滿足了規(guī)程設(shè)計(jì)要求的25 m最小允許值，使得該段膠帶能夠更加平緩地過渡，有效減小了凸段皮帶中部和兩邊的張力差值。

2.2 防止異常磨損的改進(jìn)措施

針對(duì)防溢裙板對(duì)膠帶工作面局部異常磨損問題，采取了以下2項(xiàng)改進(jìn)措施。

2.2.1 利用廢舊膠帶制作防溢裙板

原采用的PT-TS-30型防溢裙板雖然耐磨，但是價(jià)格較高，而且材質(zhì)過硬，容易對(duì)膠帶表面產(chǎn)生磨損，縮短膠帶的使用壽命。為此，利用更換下來的報(bào)廢膠帶制作成230 mm×12 000 mm防溢裙板，安裝在轉(zhuǎn)運(yùn)站皮帶機(jī)導(dǎo)料槽上，不但同樣能達(dá)到擋煤防溢塵的作用，而且因其材質(zhì)較軟，可以減少對(duì)膠帶工作表面的磨損。據(jù)觀察，廢舊膠帶制作的防溢裙板使用壽命為6-12月（PT-TS-30防溢裙板壽命為1年左右），基本能夠滿足實(shí)際需求。

2.2.2 調(diào)整防溢裙板的壓緊度

從減少緩沖條對(duì)皮帶非工作面的磨損考慮，原緩沖床安裝位置均低于兩側(cè)托輥20 mm左右。由于煤流沖擊時(shí)造成該部位膠帶下沉，現(xiàn)場為保證防溢裙板密封效果，只能將防溢裙板壓緊壓實(shí)。經(jīng)過綜合考慮，一方面實(shí)施緩沖床改進(jìn)和調(diào)整，縮小落煤點(diǎn)下方皮帶與承載體的間隙，在保證防溢裙板密封性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步調(diào)小防溢裙板的壓力，以減少磨損。另一方面對(duì)導(dǎo)料槽也進(jìn)行了改進(jìn)，調(diào)整了導(dǎo)料槽的傾角，使該處皮帶通流截面寬度從690 mm增大到910 mm（見圖3），滿足了設(shè)計(jì)流量的要求。在相同的發(fā)電耗煤量情況下，可以縮短皮帶機(jī)運(yùn)行時(shí)間15 %左右，既達(dá)到節(jié)能、提高設(shè)備使用效率的目的，又相應(yīng)減少了設(shè)備磨損。

2.3 改進(jìn)效果

在采用上述改進(jìn)措施后，目前新更換的膠帶均表面平整，磨損均勻，未出現(xiàn)異常的局部磨損現(xiàn)象。依據(jù)現(xiàn)在的膠帶磨損老化速度，至少可以延長使用壽命1/3以上，僅材料費(fèi)用1個(gè)周期就可節(jié)約140余萬元。

圖3 導(dǎo)料槽傾角調(diào)整示意

3 結(jié)束語

輸煤系統(tǒng)是燃煤電廠重要的輔助系統(tǒng)。隨著大型、超大型電廠的建設(shè)，輸煤量的躍升直接引發(fā)輸煤系統(tǒng)設(shè)備的更新?lián)Q代，正朝著大型化、高速化、自動(dòng)化、綜合化方向發(fā)展。輸煤系統(tǒng)設(shè)備的可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性愈發(fā)顯得重要，一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題就極可能引發(fā)很多連鎖反應(yīng)，造成巨大的浪費(fèi)和損失。因此，輸煤系統(tǒng)輸送膠帶失效問題值得深入研究，以確保輸煤系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

1 中華人民共和國國家能源局.DL/T5187.1—2004 火力發(fā)電廠運(yùn)煤設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程［S］.北京：中國電力出版社，2004.

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收稿日期：2015-10-11；修回日期：2016-01-08。

作者簡介：

鄭馳飛（1976-），男，助理工程師，主要從事電廠輸煤設(shè)備檢修、維護(hù)、管理工作，email：zcf2740@126.com。