馬建新 陳 兵

華能國際電力江蘇能源開發(fā)有限公司南通電廠

1 引言

某輸煤碼頭管狀帶式輸送機于2008年7月投入運行，主要技術參數(shù)為：帶速5 m/s，管徑600 mm，最大運力3 600 t/h，輸送帶總長3 000 m,采用普利斯通產(chǎn)寬度為2 250 mm、6層尼龍帆布芯皮帶,重錘式拉緊裝置,3臺630 kW變頻電機驅動，水平長度1 500 m,提升高度24 m。此管狀帶式輸送機，觸發(fā)輸送帶限位開關停機，1年約50次；出壓帶輪偏移停機，1年約20次。隨著使用周期的增加，輸送帶偏移頻率明顯提高，嚴重影響輸送帶使用壽命，更影響輸送機穩(wěn)定運行。

因此，及時發(fā)現(xiàn)輸送帶的偏移和扭曲并及時調(diào)整尤為重要。本文對管狀帶式輸送機的偏移和扭曲及其處理進行論述，并聯(lián)系實際提出切實可行的解決方法，供處理類似故障時參考。

2 管狀帶式輸送機結構分析

管狀帶式輸送機的頭部、尾部及拉緊裝置等結構與普通帶式輸送機并無太大區(qū)別,只是在中部輸送段皮帶被六邊形布置的輥子裹成圓管,輸送物料封閉在圓管內(nèi)隨輸送帶穩(wěn)定運行,當?shù)竭_頭部(或卸料點)時輸送帶由圓管形變成深槽形，最后在頭部滾筒卸料。輸送帶的回程段也基本上與承載段相同,通常也是轉為圓管狀返回。

2.1 管狀帶式輸送機優(yōu)點

(1)密封性能好，物料被包裹在管狀輸送帶內(nèi)運行,避免了因物料灑落產(chǎn)生粉塵。

(2)空間占用少、建設周期短、設備成本低。由于輸送帶被6只托輥卷成圓管狀,因而管狀帶式輸送機可實現(xiàn)螺旋狀彎曲布置，1條管狀帶式輸送機可取代多個普通帶式輸送機運輸系統(tǒng),實現(xiàn)大傾角輸送，同時其支架寬度也大幅度減小，因此設備占用空間顯著降低。

2.2 管狀帶式輸送機缺點

(1)管狀帶式輸送機運行時，輸送帶物料中大塊及尖狀物不易發(fā)現(xiàn)，一旦卷入管狀帶后，受四周的摩擦擠壓加之帶速較快，極易造成大面積的皮帶縱向撕裂事故。

(2)管狀帶式輸送機出現(xiàn)輸送帶的扭轉及輸送帶重疊方向調(diào)換故障，在管狀中間段運行時不易被發(fā)現(xiàn)。

(3)當管狀帶式輸送機在窗式托輥組部位發(fā)生偏移和扭曲時，故障消除操作繁瑣且調(diào)整時間長，需要維修與運行工作人員共同配合處理。

3 管狀帶式輸送機偏移與扭轉改進方案

3.1 偏移與扭轉的危害

輸送帶的偏移和扭曲是管狀帶式輸送機最常出現(xiàn)的故障，會引起輸送帶邊緣磨損、在頭部或尾部翻面、扭折、擦殼等。偏移和扭轉嚴重時會導致壓帶輪失效，輸送帶發(fā)生重疊方向調(diào)換，進而導致托輥架變形，刮煤器報廢；輸送帶邊緣會被拉伸產(chǎn)生附加拉應力，使輸送帶邊緣過早地出現(xiàn)疲勞，造成兩側張力分布不均勻，甚至造成輸送帶邊緣拉斷。此外在輸送機其他工況良好狀態(tài)下，也會經(jīng)常發(fā)生偏移和扭曲，給輸送帶在運行中的調(diào)整帶來很大困難。

3.2 改進方案

及時發(fā)現(xiàn)輸送帶的偏移及預測故障發(fā)生的趨勢是進行及時調(diào)整的前提條件。由于管狀輸送帶結構特點，膠帶邊緣重疊，運行時無法實時監(jiān)控；輸送帶總長3 000 m，皮帶巡檢工作人員也不能及時發(fā)現(xiàn)故障。為解決以上問題，提出如下改進措施。

3.2.1 增加皮帶可視性

可在原輸送帶兩側邊緣處及端面涂耐磨、防火反光材料；在新造的輸送帶邊緣加入熒光材料及反光材料，并在輸送帶邊緣反光條均勻設置間隙。

反光條可與偏移報警系統(tǒng)配合，能檢測到輸送帶實際帶速與驅動滾筒線速度速度差，判斷輸送帶是否打滑，通過調(diào)整驅動滾筒轉速和落料口出力，控制輸送帶超載，避免管狀帶脹管事故。

3.2.2 加裝輸送帶偏移報警系統(tǒng)

帶式輸送機的偏移報警系統(tǒng)，主要由監(jiān)控攝像頭、輔助傳感器裝置、控制器、報警裝置以及傳輸線路組成。監(jiān)控攝像頭及輔助傳感器監(jiān)測輸送機的狀態(tài)信息(輸出量),通過編碼器將其轉變成電信號傳給主控制器。主控制器比較輸送機當前運行狀態(tài)(輸出量)對正常狀態(tài)(給定量)的偏差，產(chǎn)生一個控制信號，通過電信號控制燈光與蜂鳴器報警。同時多屏顯示器顯示異常輸送機整體偏移狀態(tài)，以及3D模擬偏移趨勢(見圖1)。

圖1 輸送帶報警系統(tǒng)結構圖

3.2.3 加裝輸送帶偏移自動調(diào)整機構

在輸送帶的偏移報警系統(tǒng)發(fā)出警報時，會發(fā)出一個控制信號，控制執(zhí)行機構調(diào)心托輥架對輸送帶偏移進行調(diào)整，確保輸送機始終在良好狀態(tài)下運轉，實現(xiàn)對輸送帶偏移自動化控制，減少操作人員工作量，增加輸送帶的使用周期。在特殊情況下更換輸送帶時，可以通過輸入指令對數(shù)據(jù)參數(shù)進行調(diào)整，確保對輸送機偏移精確調(diào)整。在系統(tǒng)故障時，可以在控制室和現(xiàn)場駐地進行操作，駐地操作優(yōu)先于控制室操作，控制室操作優(yōu)先于系統(tǒng)控制信號操作。

帶式輸送機的偏移報警系統(tǒng)與自動化控制，是對輸送機故障的提前報警及主動調(diào)整干預。根據(jù)輸送帶偏移程度的不同，燈光報警可以分綠燈、黃燈、紅燈等級，區(qū)分低度、中度、高度偏移，聲響可以根據(jù)鳴叫急促不同來區(qū)分。同時多屏系統(tǒng)顯示每臺輸送機整體3D模擬偏移狀態(tài)，以及偏移趨勢；加上監(jiān)視屏實時顯示輸送機實際運行狀態(tài)，讓運行操作人員對系統(tǒng)設備有全面直接的認識，可迅速反應，實現(xiàn)提前預處理，避免調(diào)心托輥調(diào)整大幅度動作，減少輸送帶磨邊，增加輸送帶使用周期。通過主動調(diào)整干預輸送帶偏移，使輸送機始終在理想狀態(tài)運行，提高了管狀帶式輸送機運行的安全性、可靠性及作業(yè)效率。

4 結語

管狀帶式輸送機的偏移比普通帶式輸送機更難發(fā)現(xiàn)和處理，帶式輸送機偏移報警系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)完善了管狀帶式輸送機的運行監(jiān)測與控制，為管狀帶式輸送機穩(wěn)定運行提供了可靠保障。