日照港集團(tuán)嵐山港務(wù)有限公司

1 引言

圓管帶式輸送機(jī)在港口干散貨運(yùn)輸中的應(yīng)用越來越普遍，在緩解交通壓力、降低環(huán)境污染、增進(jìn)綠色發(fā)展等方面發(fā)揮了積極作用。圓管帶式輸送機(jī)作為一種新型環(huán)保的皮帶機(jī)，因其結(jié)構(gòu)的特殊性，在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生一些不同于普通皮帶機(jī)的問題。為了更好地發(fā)揮圓管帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的性能，增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，針對(duì)圓管帶式輸送機(jī)在長(zhǎng)距離散貨運(yùn)輸中存在的巡檢困難、跑偏扭轉(zhuǎn)不易調(diào)整、流量過大造成管帶機(jī)爆管、溜管、積料塌料等問題，提出改善管理的對(duì)策。

2 礦石輸送系統(tǒng)的組成

2.1 系統(tǒng)組成

該作業(yè)區(qū)礦石輸送系統(tǒng)主要設(shè)備采用先進(jìn)環(huán)保的圓管帶式輸送機(jī)，輸送距離約8.6 km，年設(shè)計(jì)輸送能力達(dá)2 000萬t，小時(shí)運(yùn)量可達(dá)到5 500 t。礦石輸送系統(tǒng)由上料系統(tǒng)和管帶機(jī)系統(tǒng)兩部分組成。上料系統(tǒng)由1臺(tái)斗輪取料機(jī)和201A、202A、203A 3條普通帶式輸送機(jī)組成。管帶機(jī)系統(tǒng)由C2A、C3A和C4A 3條圓管帶式輸送機(jī)組成，其中，最長(zhǎng)的圓管帶式輸送機(jī)C3A約3.6 km。各條皮帶機(jī)間通過轉(zhuǎn)載站實(shí)現(xiàn)首尾搭接。

礦石輸送系統(tǒng)由斗輪取料機(jī)從港區(qū)堆場(chǎng)取料，通過普通帶式輸送機(jī)、圓管帶式輸送機(jī)直接輸送至鋼廠堆場(chǎng)接料系統(tǒng)。

2.2 圓管帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)

圓管帶式輸送機(jī)由6個(gè)托輥固定形成六邊形。圓管帶式輸送機(jī)除頭、尾部過渡段為展開的膠帶外，中間段膠帶圍卷成圓形，皮帶機(jī)往返時(shí)均為管狀，礦石被包裹在管狀膠帶內(nèi)進(jìn)行封閉輸送，不會(huì)灑落污染環(huán)境，也避免了外部環(huán)境對(duì)物料的影響[1](見圖1)。

圖1 膠帶成管段截面

3 圓管帶式輸送機(jī)運(yùn)行中常見問題分析

圓管帶式輸送機(jī)運(yùn)行過程中，除了會(huì)發(fā)生普通皮帶機(jī)常見的跑偏、膠帶撕裂等故障外，還會(huì)因圓管帶式輸送機(jī)特有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，表現(xiàn)出一些特有的現(xiàn)象，主要有以下幾方面：

(1)輸送系統(tǒng)運(yùn)輸距離長(zhǎng)，全長(zhǎng)約8.6 km，設(shè)備沿線巡視困難較大。

(2)圓管帶式輸送機(jī)單條長(zhǎng)度最長(zhǎng)達(dá)到3.6 km，且在水平、垂直方向上轉(zhuǎn)彎較多，當(dāng)圓管帶式輸送機(jī)在水平轉(zhuǎn)彎時(shí)，由于內(nèi)外側(cè)張力差異，會(huì)導(dǎo)致膠帶管發(fā)生扭轉(zhuǎn)，調(diào)整難度大；如扭轉(zhuǎn)導(dǎo)致頭部無法展開卸料，會(huì)造成膠帶、滾筒損壞，發(fā)生事故。

(3)由于圓管帶式輸送機(jī)特殊的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致一些托輥等部位受力比較大，托輥磨損嚴(yán)重，且容易因長(zhǎng)期磨損劃傷膠帶，甚至導(dǎo)致高溫，影響膠帶使用壽命。

(4)圓管帶式輸送機(jī)的管狀結(jié)構(gòu)對(duì)輸送系統(tǒng)的通過量有嚴(yán)格要求，當(dāng)輸送系統(tǒng)流量超過最大通過能力時(shí)，將導(dǎo)致圓管帶式輸送機(jī)出現(xiàn)爆管現(xiàn)象，對(duì)輸送系統(tǒng)造成嚴(yán)重?fù)p害。

(5)輸送粘性較大的礦粉時(shí)，在皮帶轉(zhuǎn)接溜槽內(nèi)極易積料，易堵塞溜槽，甚至塌料，導(dǎo)致下一級(jí)圓管帶式輸送機(jī)爆管。

4 圓管帶式輸送機(jī)常見問題的對(duì)策探討

為了保證輸送系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，可以通過完善工業(yè)電視以及自動(dòng)控制系統(tǒng)、加強(qiáng)系統(tǒng)巡查、優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等方式，避免或減少系統(tǒng)故障的發(fā)生。

4.1 加裝監(jiān)控?cái)z像頭

通過在沿線加裝監(jiān)控?cái)z像頭，完善工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)無縫覆蓋。重點(diǎn)監(jiān)控設(shè)備薄弱環(huán)節(jié)，比如圓管帶式輸送機(jī)的頭部、尾部過渡段、轉(zhuǎn)彎處等；優(yōu)化控制系統(tǒng)，通過智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，使系統(tǒng)具有更高的可靠性和自動(dòng)化程度，盡量實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)“無人值班、少人值守”運(yùn)行要求。

4.2 采用可調(diào)窗式托輥組

針對(duì)管帶機(jī)成型段扭轉(zhuǎn)難以調(diào)整的問題，本系統(tǒng)采用了可調(diào)窗式托輥組，能夠方便、簡(jiǎn)易地將窗式托輥組上的輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)后與膠帶運(yùn)行方向呈一定夾角，通過夾角的調(diào)整，對(duì)膠帶產(chǎn)生一個(gè)與膠帶扭轉(zhuǎn)反方向的力，從而達(dá)到有效調(diào)整膠帶管扭轉(zhuǎn)的目的(見圖2)。

圖2 窗式托輥夾角調(diào)整示意圖

4.3 改進(jìn)托輥與膠帶接觸形式

從輸送系統(tǒng)運(yùn)行分析情況來看，托輥已損壞位置主要分布在皮帶機(jī)回程展開段，由于托輥局部受力過大，兩端軸承處磨損較快，容易劃傷磨損膠帶。本系統(tǒng)中在回程展開區(qū)域采用了腰鼓型托帶輥組，能夠適應(yīng)成管過程中不同形狀的膠帶，保證覆蓋橡膠的鼓形輥?zhàn)优c膠帶為線接觸，從而避免了膠帶塌陷造成局部磨損(見圖3)。

圖3 回程展開段托輥示意圖

4.4 膠帶限料措施

圓管帶式輸送機(jī)因?yàn)槠涮厥饨Y(jié)構(gòu)形式，對(duì)貨物填充率有著一定的限制，大流量的貨物容易引起圓管帶式輸送機(jī)爆管，為了杜絕這種現(xiàn)象，在實(shí)際運(yùn)行中主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn)：

(1)從源頭控制好系統(tǒng)流量，實(shí)時(shí)監(jiān)控皮帶秤流量數(shù)據(jù)，避免出現(xiàn)大于5 500 t/h的流量。當(dāng)實(shí)時(shí)流量超過系統(tǒng)安全通過流量時(shí)，可降低上游膠帶(201A、202A、203A)速度，以降低通過圓管帶式輸送機(jī)物料的流量。

(2)在系統(tǒng)膠帶運(yùn)行速度匹配上，使圓管帶式輸送機(jī)的運(yùn)行速度略大于普通皮帶機(jī)的運(yùn)行速度。

(3)通過在上料膠帶(201A)和管帶機(jī)展開段位置加裝限料裝置，限制大流量物料通過，可有效解決皮帶機(jī)過載和圓管帶式輸送機(jī)的爆管現(xiàn)象，避免較大作業(yè)流量進(jìn)入管帶機(jī)(見圖4)。

1.提升電機(jī) 2.升降桿 3.限料板 4.支撐架 5.限位螺母 6.滑道圖4 限料裝置示意圖

4.5 采用遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)手段

輸送系統(tǒng)距離長(zhǎng)，沿線托輥數(shù)量多，間斷性人員巡視難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)高溫托輥和滾筒，易發(fā)生停機(jī)及高溫膠帶起火事故，存在較大安全隱患。針對(duì)此問題，采用遠(yuǎn)程光纖測(cè)溫技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)承載托輥和滾筒的運(yùn)行溫度，在中央控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警，可及早定位問題設(shè)備、采取處理措施。

對(duì)沿線分散布置的驅(qū)動(dòng)裝置的巡檢，特別是電機(jī)、減速機(jī)、滾筒的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)也是一大難題。線路長(zhǎng)、人員反復(fù)巡視頻次低，關(guān)鍵設(shè)備出現(xiàn)故障難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。因此，對(duì)電機(jī)、減速機(jī)、滾筒等關(guān)鍵設(shè)備的振動(dòng)、溫度、電流等關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，預(yù)定正常值、超差報(bào)警，保證了故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，提高了輸送系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性。

4.6 改善溜管，避免積料塌料

礦石輸送系統(tǒng)送礦砂品種較多，對(duì)高含水率、粘度大的礦砂裝卸作業(yè)時(shí)，導(dǎo)料槽容易產(chǎn)生粘料、積料和塌料的問題，導(dǎo)致皮帶跑偏和爆管，為解決此問題，針對(duì)皮帶機(jī)溜管進(jìn)行了改造。

通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)溜管的實(shí)際考察，發(fā)現(xiàn)積料位置集中在物料沖刷點(diǎn)斜坡處、滾筒清掃器下方斜坡、平臺(tái)和溜管底部擋料板處(見圖5)。

1.C2管帶機(jī) 2.C3管帶機(jī) 3.C3管帶機(jī) 4.C4管帶機(jī)圖5 溜管易積料位置示意圖

將易積料位置襯板改造成新型防粘襯板，防粘襯板物料沖刷后，表面光滑不易粘料。此外，在積料點(diǎn)下側(cè)的溜管外壁上安裝振動(dòng)器，可通過開啟振動(dòng)器使內(nèi)壁粘附的物料振動(dòng)落入下一條膠帶，達(dá)到防止積料、塌料的目的。

5 結(jié)語

實(shí)踐表明，長(zhǎng)距離圓管帶式輸送機(jī)在港口礦石運(yùn)輸中得到了很好的應(yīng)用，在圓管帶式輸送機(jī)運(yùn)行管理過程中，針對(duì)常見問題制訂的相應(yīng)措施也取得了較好的效果，保障了礦石輸送系統(tǒng)可靠穩(wěn)定的運(yùn)行。