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        堆料機(jī)新型洗帶、物料承接、回收系統(tǒng)研究及應(yīng)用

        2022-11-27 12:32:04李庭鵬
        設(shè)備管理與維修 2022年20期

        李庭鵬

        (河北港口集團(tuán)秦皇島港股份有限公司第七港務(wù)分公司,河北秦皇島 066000)

        0 引言

        隨著國家環(huán)保政策的調(diào)整,秦皇島港面臨的環(huán)保和生產(chǎn)形勢日益嚴(yán)峻,煤炭碼頭在煤炭(尤其是粘煤)轉(zhuǎn)運(yùn)過程中,大量的煤粉(物料)顆粒粘附在輸煤皮帶工作面上,在傳動的過程中沿輸煤皮帶灑落,造成輸送帶沿途大量污染煤塵,嚴(yán)重影響周圍環(huán)境。堆場堆料機(jī)在實(shí)際作業(yè)過程中,懸皮及尾車皮帶回程工作面粘附的物料,由于常規(guī)的清掃器安裝空間受限,物料清除率不足,造成回程皮帶下部設(shè)備積塵嚴(yán)重,嚴(yán)重影響機(jī)容機(jī)貌,必須從根本上予以解決。

        1 堆料機(jī)存在的問題

        (1)由于濕粘煤較多,普通一道和二道清掃器不能完全清除皮帶上的煤泥和水,堆料機(jī)尾車和懸皮回程皮帶甩帶煤泥嚴(yán)重,造成下方及周圍環(huán)境污染。

        (2)尾車回程皮帶下方為堆料機(jī)主要鋼結(jié)構(gòu)和運(yùn)行驅(qū)動機(jī)構(gòu),煤泥甩帶堆積對鋼結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重腐蝕,對設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)造成嚴(yán)重影響甚至破壞,導(dǎo)致設(shè)備故障率高,設(shè)備使用壽命減少。

        (3)堆積的煤泥經(jīng)常需要安排人員停機(jī)清理,人工成本高,影響正常的生產(chǎn)作業(yè),導(dǎo)致生產(chǎn)效率低。

        (4)堆料機(jī)回程皮帶下方為日常車輛和人員經(jīng)常通行區(qū)域,物料堆積落下存在嚴(yán)重的安全隱患,易造成車輛及人身傷害。

        2 懸臂回程皮帶洗帶裝置

        (1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。保留原有懸皮頭部一道清掃器,為滿足洗帶裝置安裝尺寸要求,選擇在回程皮帶下方L 形橫梁后方與頭部第1 根回程平托之間,利用托輥架梁作為安裝基礎(chǔ),安裝洗帶裝置。

        (2)供水設(shè)計(jì)。水刀設(shè)置為6 個(gè)噴頭,總流量為0.9 t/h,利用現(xiàn)有懸臂頭部三級灑水管路及加壓泵為洗帶裝置水刀噴頭供水,管路及泵做保溫伴熱,懸臂頭部灑水管路和水刀噴頭管路單獨(dú)設(shè)置電磁閥,可單獨(dú)控制開關(guān),洗帶裝置可隨作業(yè)流程自動啟停和手動操作。

        (3)安裝維護(hù)。由于堆料機(jī)懸臂頭部可放到煤垛上,因此可利用煤垛作為維修平臺,人站在煤垛上對洗帶裝置進(jìn)行維護(hù),不再單獨(dú)設(shè)置維修平臺。

        3 尾車回程皮帶洗帶集料系統(tǒng)

        堆料機(jī)尾車回程皮帶洗帶集料系統(tǒng)主要由4 部分組成:回程皮帶洗帶裝置,回程皮帶伴熱接料溜槽,煤水混合料伴熱溜筒,伴熱集料箱和電控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)尾車回程皮帶甩帶物料的清理收集、自動倒運(yùn)(圖1)。

        圖1 尾車回程皮帶洗帶集料系統(tǒng)

        3.1 尾車洗帶裝置

        (1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為滿足集料裝置安裝尺寸要求,在尾車頭部L 形橫梁后方與第1 組回程平托輥之間的回程皮帶下方,利用尾車主梁作為安裝基礎(chǔ)梁安裝洗帶裝置,包含1 道水刀、1 道合金刀頭清掃器和1 道聚氨酯刀頭清掃器,通過反壓輥穩(wěn)定皮帶,使洗帶裝置清下的煤水混合物料落在下部接料溜槽上。

        (2)供水。洗帶裝置設(shè)置6 個(gè)水刀噴頭和2 個(gè)沖洗噴頭,水刀噴頭總流量0.9 t/h,沖洗噴頭根據(jù)現(xiàn)場使用經(jīng)驗(yàn)為單個(gè)噴頭60 L/min,按1 h 噴灑6 次、每次30 s 計(jì)算,沖洗噴頭總流量為0.36 t/h,因此洗帶裝置總流量為1.26 t/h。尾車洗帶裝置水刀和沖洗噴頭與懸臂洗帶裝置泵及水源相同,利用現(xiàn)有中心料斗側(cè)方三級灑水主管路增加分支管路為水刀噴頭和沖洗噴頭供水。

        管路做保溫伴熱,水刀和沖洗管路單獨(dú)設(shè)置電磁閥,可單獨(dú)控制開關(guān)(尾車水刀與懸臂水刀可同步開關(guān),沖洗噴頭間斷性單獨(dú)開關(guān)),隨作業(yè)流程自動啟?;蚴謩涌刂啤?/p>

        3.2 尾車接料溜槽、溜筒及集料箱

        沿尾車主梁角度安裝接料溜槽,經(jīng)現(xiàn)場堆料機(jī)各角度動作后測量,確定尾車主梁下沿到懸臂尾部各位置的垂直距離最少為1100 mm,預(yù)留200 mm 安全距離,接料溜槽最低端距主梁下沿最多900 mm。為了減少物料在接煤溜槽上堆積,同時(shí)便于人工定期檢查清理物料,接料溜槽設(shè)計(jì)為北高南低(北側(cè)有電纜橋架,否則相反),從南側(cè)可觀察接煤溜槽內(nèi)情況并且可人工清理未沖洗下的物料。南側(cè)設(shè)計(jì)有收料槽,收料槽最下端與溜筒相連,收料槽上端設(shè)置沖洗噴頭,可與水刀共用水源,但設(shè)置單獨(dú)閥門控制,當(dāng)物料在收料槽內(nèi)堆積較多時(shí),可在水沖洗下,物料沿收料槽、溜筒至集料箱,集料箱內(nèi)收集的泥漿通過泵沿混合料輸送管排到尾車皮帶上隨流程卸走,集料箱內(nèi)設(shè)有高液位和低液位控制開關(guān),能夠控制泵自動啟停,同時(shí)設(shè)有溢流管道,當(dāng)物料超過溢流管口時(shí),可順溢流管自動排到地面排污槽內(nèi)。

        (1)伴熱接煤槽。洗帶裝置和回程托輥均包含在接煤槽后立板和前密封門簾之間。利用尾車主梁設(shè)計(jì)接煤溜槽及維修走臺鋼結(jié)構(gòu)支撐梁,通過安裝座吊掛在兩側(cè)主梁H396×199 型鋼下,安裝座焊接在主梁下,其余接煤槽設(shè)備均可自皮帶機(jī)下方向下拆卸。接煤槽斷面呈單側(cè)斜面斷面,角度約15°,接煤槽軸向平行于皮帶機(jī)同向傾斜14°布置。

        (2)溜管。溜管管徑DN300,分直段和傾斜兩段,均帶有電伴熱。溜管上接接煤槽,下接傾斜段,傾斜段自立柱下部一側(cè)空隙穿過,與集料箱連接,混合物料經(jīng)溜筒排至集料箱內(nèi)。

        (3)集料箱設(shè)計(jì)。利用尾車下改向滾筒上方空間,制作平臺放置集料箱,集料箱距離皮帶留50 mm 安全距離。集料箱上表面做成傾斜板,減少零散物料堆積,便于清理。集料箱上表面設(shè)置可打開的維修口,要求維修口尺寸滿足泵體拆裝及人員維修要求,維修孔蓋易開關(guān)。集料箱下表面局部下沉,使混合物料盡量多地被泵排出。潛水泵放在集料箱底部,集料箱內(nèi)收集的泥漿通過潛水泵沿混合料輸送管排到尾車皮帶上隨作業(yè)流程卸走,輸送管末端設(shè)置多個(gè)沿尾車皮帶方向的扇形卸料孔,通過手動閥控制調(diào)節(jié)卸料量的同時(shí)使物料分散落在尾車皮帶上,避免局部卸料過大導(dǎo)致物料飛濺和沿尾車下滑,潛水泵實(shí)際排料速率盡可能與尾車洗帶裝置產(chǎn)生的物料速率一致。

        (4)泵選型。根據(jù)之前計(jì)算結(jié)果,尾車洗帶裝置流量為1.44 t/h,集料箱約2 h 可集滿物料,集料箱排料口到尾車皮帶上方落料點(diǎn)高度差約為10 m。根據(jù)上述使用需求,最終選型為1 臺5.5 kW的泥漿泵,泵流量最小30 m3/h,只能通過管道末端出口閥門開閉大小控制實(shí)際排水量,泵揚(yáng)程15 m,出水口管徑DN50,自帶攪拌功能。

        4 尾車走臺及維修平臺改造

        尾車走臺及維修平臺用于對尾車接煤槽及洗帶機(jī)系統(tǒng)檢修,與原上行扶梯和尾車頭部扶梯連接。現(xiàn)有平臺布置在主梁型鋼上部,與前部走臺通過扶梯連接,與頭輪平臺過渡連接。為便于接煤溜槽的檢修和物料清理,尾車南側(cè)原走臺取消,在尾車南側(cè)接煤溜槽側(cè)方設(shè)置檢修走臺,該走臺下沿距主梁下表面900 mm,寬度為1200 mm 加寬設(shè)計(jì),可以打開密封門。

        5 經(jīng)濟(jì)效益

        5.1 年節(jié)支物料清理費(fèi)用

        由于堆料機(jī)自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn),導(dǎo)致回程皮帶甩帶濕粘煤會污染下方整個(gè)堆料機(jī)機(jī)體,清理量大且需要停機(jī),與生產(chǎn)矛盾比較突出,需投入大量的人力進(jìn)行人工清理,且易造成二次揚(yáng)塵。改造后,物料甩帶被集中系統(tǒng)收集,堆料機(jī)機(jī)體甩帶量大大減少。與此同時(shí),可將撒漏的物料可靠控制在有限的區(qū)域內(nèi),無需出動流機(jī)即可實(shí)現(xiàn)物料倒運(yùn)清理。每日可減少的人工數(shù)計(jì)5 人,流機(jī)1 臺。

        作業(yè)現(xiàn)場撒漏物料清理人工費(fèi)用300 元/(d·人);作業(yè)現(xiàn)場撒漏物料清理流機(jī)費(fèi)用240 元/(h·臺);則改造后年均節(jié)約物料人工清理費(fèi)5×300×365=54.7 萬元;可以節(jié)約物料流機(jī)清理費(fèi)1×240×8×365=70 萬元;合計(jì)54.7+70=124.7 萬元。

        5.2 年新增利潤

        (1)改造總體投入費(fèi)用60 萬元,綜合使用壽命5 年計(jì)算,則年改造成本12 萬元。

        (2)裝卸費(fèi)綜合利潤20 元/t。

        (3)系統(tǒng)運(yùn)行臺時(shí)產(chǎn)量由3900 t/h 提升至4050 t/h。改造后輸送帶回程物料及煤泥甩帶得到有效控制,減少停機(jī)清理時(shí)間,設(shè)備的運(yùn)行故障率顯著下降,運(yùn)行效率得到有效提升。

        (4)系統(tǒng)平均利用率53%。

        (5)在現(xiàn)有系統(tǒng)利用率下新增煤炭吞吐量(4050-3900)×365×24×53%=69.6 萬噸。則年新增利潤69.6×20-12=1380 萬元。

        綜上所述,該成果合計(jì)為公司年創(chuàng)造效益1504.7 萬元。因整體改造效果良好,已計(jì)劃陸續(xù)在煤四期及擴(kuò)容堆料機(jī)其他4臺堆料機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)推廣、實(shí)施。

        6 結(jié)束語

        該技術(shù)可應(yīng)用于懸臂式堆料機(jī)等結(jié)構(gòu)緊湊、空間有限的設(shè)備以解決回程皮帶物料甩帶問題,實(shí)現(xiàn)自動收集轉(zhuǎn)運(yùn)灑落的物料,改善設(shè)備及周圍環(huán)境,減少煤泥對設(shè)備造成損壞,保證人員與設(shè)備運(yùn)行安全,減少人工成本??筛鶕?jù)每個(gè)單機(jī)的特點(diǎn)和安裝空間,設(shè)計(jì)合理安裝尺寸,可在散料碼頭、電廠、礦山等相關(guān)行業(yè)進(jìn)行推廣運(yùn)用,保證環(huán)保生產(chǎn)。

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