白華淼

(中國石油化工股份有限公司廣州分公司，廣東 廣州 510726)

1 管狀輸送帶歷年故障及檢修概括

焦化(三)管狀輸送帶是廣州石化140萬噸/年延遲焦化裝置配套石油焦(焦炭)輸送設備。設計性能參數見表1、表2。

表1 管狀輸送帶輸送物料參數

表2 管狀輸送帶性能參數

管狀輸送帶由于設計、選型、建造、設備故障等原因[3-5]，自2011年9月25日投用以來，在運行中頻繁出現跑偏、疊帶、斷帶故障，管狀輸送帶皮帶出現疊帶，每次修復需要5～6天；皮帶斷口駁接口需要3～4天。先后發(fā)生了2011年11月中旬皮帶頭部跑偏，皮帶打疊；2012年2月，發(fā)生皮帶邊緣轉進重錘，導致皮帶拉裂(寬15厘m，長30 m)；2012年4～12月份管狀輸送帶出現疊帶故障5起、斷皮帶事故2起；雖然在2013年1月5日對管狀輸送帶皮帶進行了更換，并安裝了大量立輥，強制打開皮帶，防止疊帶故障發(fā)生，但2013年多次發(fā)生疊帶事故，疊帶問題仍然沒有得到有效解決，全年累計檢修65天。管狀輸送帶自投運至改造前累計檢修79次，檢修時間126天。

2 管狀輸送帶運行過程中故障

廣州石化管狀輸送帶主要設備故障發(fā)生在：(1)輸送皮帶磨損嚴重，存在皮帶表面磨損，邊緣磨損缺失，皮帶接口脫離開裂(見圖1)；(2)主動滾筒磨損(見圖2)、皮帶包管段托輥架變形，托輥損壞(見圖3)；(3)皮帶運行過程中容易扭轉、尾部跑偏、頭部無法張開造成疊皮帶(見圖4～圖6)；(4)尾部焦料通過壓緊輪造成漏料；(5)皮帶運行過程中出現鼓包、皮帶過負荷無法啟動。

圖1 管狀輸送帶皮帶接口開裂

圖2 主動滾筒摩擦力變小

圖3 管狀輸送帶支架變形

圖4 管狀輸送帶出現疊皮帶

圖5 管狀輸送帶進程出現反包，回程部分反轉扭曲

圖6 管狀輸送帶回程部分嚴重疊帶故障

按照對于管狀帶式輸送帶彎曲的曲率半徑的設計，NF(尼龍輸送帶)帶的曲率半徑一般為管徑的300倍以上，EP(聚酯輸送帶)帶的曲率半徑一般為管徑的400倍以上，而ST(鋼芯輸送帶)帶的曲率半徑為管徑的600倍以上[1]。管狀帶式輸送機的彎曲角度，NF/EP為0～90°，而ST帶的彎曲角度范圍一般是0～45°。管狀輸送帶出口過渡段長度NF帶>25 D，EP帶>30 D，ST帶>50 D[1]。

表3 廣州石化管狀輸送帶設計參數與標準對比

對照表3和設備運行過程中故障類型可以分析出造成焦化(三)管狀輸送帶頻繁故障的主要原因如下：

(1)管狀輸送帶轉彎半徑(詳見圖7)為96 m，少于管狀輸送帶允許的128 m最小轉彎半徑；

(2)管狀輸送帶輸送物料進口、出口過渡段長度過小；

(3)選用普通聚酯輸送皮帶作為管狀輸送帶皮帶，卷曲成型性能差，造成皮帶疊帶或者卷曲，影響管道機管狀部分成型；

(4)管狀輸送帶管徑、皮帶速度采用非標準設計，大管徑小速度造成皮帶運行不穩(wěn)定；

(5)超負荷運行，使過渡段的托輥受到大的阻力造成扭曲、鼓包或漲管；

(6)管狀輸送帶頭部、尾部無清掃設施，當回程帶下面的料堆積高度接近返程膠帶時，物料卷入尾部滾筒，造成膠帶翻轉；

(7)沒有及時清掃粘附在正面、改向、張緊、頭部、尾部和其他滾筒上的物料，造成膠帶跑偏和振動；

(8)管狀膠帶張力達不到要求，造成打滑和扭曲；

(9)由于長時間的使用，機械部分產生變形或磨損；

(10)多邊形托輥組及其支撐結構的制造或安裝精度不夠，造成管狀部分托輥組變形；

(11)輸送帶在曲線段產生變形；

(12)輸送帶上物料加載不對中，托輥受力不均造成局部出現反包；

(13)管狀輸送帶處于露天安裝狀態(tài)，運行狀況受到雨水影響巨大。

圖7 管狀輸送帶轉彎半徑示意圖

圖8 管帶機安裝示意圖

3 改造內容

(1)將管狀輸送帶管帶段的托輥更換為專用PSK托輥及托輥架，解決由于托輥架變形而造成的皮帶扭轉疊帶，見圖9。PSK托輥組是管狀帶式輸送機(后簡稱管帶機)中最關鍵的部件之一，主要作用是支撐輸送帶及裝載在其內的物料。PSK托輥組常常被稱作管帶機的“心臟”，尤其是長距離大管徑的管帶機，PSK托輥組的作用舉足輕重，直接影響著管帶機的成本造價和運營成本[2]。PSK專用托輥支架不僅強度大，不易變形，而且前后兩層的布置方式可以增加PSK托輥與皮帶的接觸面積由線接觸改造為面接觸，增大了接觸面積，提高了皮帶運行的穩(wěn)定性。

圖9 管狀輸送帶管狀部分專用PSK托輥與普通托輥安裝對比

(2)將管狀輸送帶管頭部、尾部水平段的平行托輥，安裝專用PSK托輥組確保不會由于托輥損壞導致皮帶跑偏扭轉疊帶，詳見圖8～圖12。

(3)采用鍍鋅或不銹鋼螺栓，減少施工及設備調整維護過程中檢修人員的工作強度及工作難度。

(4)皮帶尾部加裝GYJZⅡ--S型液壓糾偏器，有效地對回程皮帶跑偏進行調整，降低由于跑偏導致疊皮帶的設備事故，見圖10、圖11。GYJZⅡ--S型液壓糾偏器巧妙利用皮帶跑偏對立棍的摩擦，對液壓缸內液壓油進行加壓，快速進行反向調整，確保皮帶始終處于中心區(qū)域，避免了頭部、尾部皮帶跑偏造成管帶機管狀部分成型異常。

圖10 管狀輸送帶尾部GYJZⅡ--S型液壓糾偏器調整皮帶運行

圖11 管狀輸送帶尾部GYJZⅡ--S型液壓糾偏器調整皮帶運行

(5)將EP200 B1200×4(5+3)型皮帶普通更換為GEP200 B1200×4(5+5)，提高皮帶強度以及管狀成型效果[4-5]；

(6)更換皮帶頭部主動滾筒，增加皮帶頭部摩擦力，減少由于頭部橫向摩擦力減少造成的皮帶頭部跑偏[4-5]；

(7)皮帶接口采用熱流化技術代替冷接技術，提高了皮帶接口強度，避免由于皮帶接口強度不夠造成皮帶跑偏[4-5]；

(8)在皮帶頭部設置跑偏報警器，在皮帶有輕微跑偏時可以通過調整PSK專用托輥角度來調整，在皮帶跑偏嚴重時可以直接停運皮帶，避免皮帶出現嚴重疊帶或者反轉故障，見圖12；

圖12 管狀輸送帶頭部防跑偏托輥組

(9)在管狀輸送帶尾部設置流量調整擋板(見圖13)并設定了最大流量限制，避免由于管狀輸送帶尾部給料機下料不均勻造成皮帶尾部出現鼓包、脹管，也可以通過流量調整擋板對物料進行初步整形，使得物料均有進入管狀輸送帶；

圖13 管狀輸送帶尾部流量調節(jié)擋板

(10)新增給料機與管狀輸送帶之間聯鎖，在管狀輸送帶停運后，第一時間停運給料機，避免管狀輸送帶不停運造成管狀輸送帶尾部大量積料造成漏料，最終導致皮帶過負荷以及漏料；

(11)更新受焦站清篦機，確保進入管狀輸送帶的物料粒度≤160 mm，避免大顆粒物料對PSK托輥運行造成不利影響。

(12)在管狀輸送帶上方加蓋雨棚，避免了雨天管狀輸送帶尾部打滑造成皮帶跑偏，見圖14。

圖14 管狀輸送帶全程設置擋雨棚

4 改造效果

專用PSK托輥及GYJZⅡ--S型液壓糾偏技術[3]在管狀輸送帶上運用后，管狀輸送帶皮帶整體運行情況良好，運行噪聲小皮帶運轉平滑。管帶段的成型托輥架及包管段托輥組更換解決了托輥運行過程中晃動變型造成的皮帶跑偏紐轉。頭部支撐托輥安裝有效解決了打開直線段過短無法打開皮帶的問題。尾部液壓糾偏器安裝后有效地解決了皮帶跑偏無法調整的問題，進一步確保消除了由于跑偏造成皮帶疊帶的事故，詳見圖15～圖17。

圖15 管狀輸送帶改造后的效果圖1

圖16 管狀輸送帶改造后的效果圖2

圖17 管狀輸送帶改造后的效果圖3

從2014年4月至2020年4月，管狀輸送帶未再出現因為疊皮帶等造成設備故障檢修，累計安全運行48000小時。根據改造前管狀輸送帶的檢修情況，2013年4月前皮帶嚴重疊帶14次，皮帶因故障造成皮帶開裂磨損更換100 m，皮帶接口重復開裂接駁4次計算。每年節(jié)約檢修資金40萬元，一共節(jié)約檢修資金100萬元。

管狀輸送帶故障停運需使用汽車運輸焦化(三)石油焦至廠內堆場，管狀輸送帶2013年多次發(fā)生疊帶事故，累計檢修65天，每天800噸石油焦汽車運輸，每年由于管狀輸送帶故障所產生的汽車運輸費用41.6萬元。管狀輸送帶改造項目實施后設備安全平穩(wěn)運行，焦化三輸焦率達到100%，從2014年4月至今節(jié)約汽車運輸發(fā)生的費用105萬元。

5 結 論

專用PSK托輥及GYJZⅡ--S型液壓糾偏技術在管狀輸送帶上的應用，每年可以減少因管狀輸送帶皮帶跑偏糾轉疊皮帶等造成的設備故障，實現長周期運行，皮帶輸焦率100%，經濟效益良好，在同類型管狀輸送帶上可推廣應用。