王紅杰

中國(guó)化學(xué)工程第十一建設(shè)有限公司第四工程公司 河南開(kāi)封 475002

管狀輸送機(jī)作為遠(yuǎn)距離輸送設(shè)備，在輸送過(guò)程中具有密閉、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也存在桁架加工、組對(duì)、吊裝施工的難題，特別是高差較大、走向?yàn)閳A弧狀的桁架，其加工安裝作業(yè)的難度更大。通過(guò)山東京博石化項(xiàng)目管狀輸送機(jī)在施工過(guò)程中的技術(shù)優(yōu)化和總結(jié)，對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行論述。

1 項(xiàng)目背景

山東京博石化20 萬(wàn)t/ a 高性能碳材料及配套項(xiàng)目上安裝使用DG300 管狀輸送機(jī)（以下簡(jiǎn)稱“管帶機(jī)”），皮帶卷成管狀后的直徑為DN300。其作用是將焦碳從堆放場(chǎng)經(jīng)破碎后轉(zhuǎn)運(yùn)到原料處理樓。其施工的難點(diǎn)主要包括：各連接段組對(duì)時(shí)的防扭曲；吊裝組對(duì)時(shí)的吊裝作業(yè)和高空固定作業(yè)；皮帶穿插作業(yè)和管筒運(yùn)行狀態(tài)的調(diào)整；大跨度弧度桁架結(jié)構(gòu)的加工組對(duì)等。

2 工藝簡(jiǎn)介

2.1 管帶機(jī)構(gòu)成

管帶機(jī)整體由32 個(gè)連接段、31 個(gè)支架為支撐連接貫通而成，每個(gè)連接段因長(zhǎng)度、坡度不同，由不同數(shù)量、編號(hào)固定的結(jié)構(gòu)短節(jié)組成；各結(jié)構(gòu)短節(jié)通過(guò)螺栓、焊接的方式進(jìn)行連接加固；組成連接段后，在兩側(cè)安裝走道、欄桿及頂部防護(hù)頂罩；然后逐一吊裝、空中組對(duì)、連接成整體，再進(jìn)行皮帶安裝、粘接膠化、調(diào)試運(yùn)行。

2.2 管帶機(jī)布置

管帶機(jī)整體長(zhǎng)度（輸送距離）為671m，有四次轉(zhuǎn)向，橫跨三個(gè)生產(chǎn)車間，經(jīng)兩次高度抬升，輸送高度11.2～49.45m，高差達(dá)到38.15m。管帶機(jī)中間的20 個(gè)連接段為水平布置，安裝高度為17.8m，以管廊為主要支撐方式；兩端為高度抬升段，以塔架為支撐。其中機(jī)尾部5 段的抬升段長(zhǎng)度為115m，抬升高度為6.78m；頭部7 段的抬升段長(zhǎng)度為160m，抬升高度為25m，抬升角度達(dá)14°，且伴有斜長(zhǎng)方向的轉(zhuǎn)角。

2.3 管帶機(jī)安裝

管帶機(jī)的結(jié)構(gòu)短節(jié)逐一連接固定，形成連接段，安裝限位滾輪（每處為6 個(gè)限位滾輪，形成正六邊形的截面）；連接段的兩側(cè)安裝走道并鋪板，再依次安裝走道護(hù)欄，槽盒/ 照明、連接段頂部弧形彩鋼板、支撐塔架和支架、機(jī)頭；從機(jī)頭端開(kāi)始逐一吊裝、安裝各連接段，再穿皮帶，進(jìn)行皮帶粘接硫化、電儀調(diào)試、試運(yùn)行等。

管帶機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 管帶機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表

3 施工難點(diǎn)及處理方式

3.1 管帶機(jī)連接段在預(yù)制安裝過(guò)程中預(yù)防扭曲

管帶機(jī)整體分為32 個(gè)連接段，各連接段在地面進(jìn)行分段組裝，然后再依次進(jìn)行吊裝、安裝，并在空中進(jìn)行連接組對(duì)。管帶機(jī)整體布局中的轉(zhuǎn)向較多，既有水平方向的轉(zhuǎn)向，又有斜長(zhǎng)方向的轉(zhuǎn)向。各結(jié)構(gòu)短節(jié)和連接段在組裝過(guò)程中如果不嚴(yán)格把控，極易扭曲變形，對(duì)管狀皮帶的正常運(yùn)行造成隱患。

（1）在組對(duì)各連接段時(shí)，一定要按照?qǐng)D紙標(biāo)記，確定件號(hào)走向，確保各結(jié)構(gòu)短節(jié)按標(biāo)定的順序和方向進(jìn)行組對(duì)。

（2）利用高精度激光3D 水平儀，將3D 水平儀放置在設(shè)定的平面上，可方便地測(cè)量?jī)山Y(jié)構(gòu)短節(jié)的相對(duì)位置及同心度的偏差，對(duì)組對(duì)的兩個(gè)結(jié)構(gòu)短節(jié)進(jìn)行找平、調(diào)直，并調(diào)整好垂直度。兩節(jié)最大誤差不超過(guò)3mm，緊固螺栓并焊接加固，必要時(shí)還要增加墊木高度，以調(diào)整連接段內(nèi)的高度走向。

（3）各連接段依次吊裝前，除了選用合適的吊車，避開(kāi)周圍的障礙物，保證吊裝的平穩(wěn)和及時(shí)調(diào)整到較好的姿態(tài)外，更重要的是將各連接段之間使用的連接件進(jìn)行預(yù)安裝，特別是連接件與支撐架（或支架）的孔距、間隙尺寸的復(fù)核。首先復(fù)核連接段與支撐架間距，其次是高差復(fù)核，然后是連接件與支撐架各螺栓孔距的復(fù)核，允差為0.1%，并不大于3mm，做到萬(wàn)無(wú)一失。在吊裝組對(duì)時(shí)，在空中只進(jìn)行安裝固定作業(yè)，不進(jìn)行調(diào)整、修整作業(yè)，保證安全和組對(duì)效率，節(jié)約吊車使用時(shí)間。

3.2 高效完成皮帶穿插作業(yè)

管帶機(jī)長(zhǎng)總度為671m，皮帶總長(zhǎng)度為1350m，寬度為1150mm，厚度為16mm。此種皮帶以管筒狀態(tài)長(zhǎng)距離運(yùn)行，皮帶必須卷成管狀在桁架中穿插安裝。如何快速高效的完成是皮帶安裝，公司沒(méi)有相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。為此，項(xiàng)目部經(jīng)慎重考慮并多方求證，以10t 卷?yè)P(yáng)機(jī)加滑輪組為動(dòng)力，自制了一個(gè)輔助引導(dǎo)管作為專用牽引工具，具體使用方法如下：用DN200 的鋼管（長(zhǎng)500mm）做為引導(dǎo)管，其一端焊接牽引環(huán)，在距離牽引環(huán)不同距離和方位的圓周上開(kāi)螺栓孔（用于固定皮帶）；將皮帶圍繞在引導(dǎo)管上，在引導(dǎo)管的開(kāi)孔部位處對(duì)皮帶進(jìn)行開(kāi)孔并穿插螺栓進(jìn)行固定，用鐵絲再次捆扎加固；以卷?yè)P(yáng)機(jī)為動(dòng)力，使用滑輪進(jìn)行方向引導(dǎo)，對(duì)皮帶進(jìn)行安裝，從而解決皮帶安裝效率問(wèn)題。

圖1 為牽引工具現(xiàn)場(chǎng)使用圖。

圖1 牽引工具現(xiàn)場(chǎng)使用圖

3.3 方向多變狀態(tài)下保證管狀皮帶正常姿態(tài)運(yùn)行

管帶機(jī)布置的轉(zhuǎn)向較多，既有水平方向的轉(zhuǎn)向，又有垂直方向的轉(zhuǎn)向。管狀皮帶在運(yùn)行到轉(zhuǎn)向的位置時(shí)，因轉(zhuǎn)彎半徑的影響，皮帶很容易扭曲和散包，造成物料的泄漏損失和環(huán)境污染。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，確定了在皮帶轉(zhuǎn)向之前根據(jù)轉(zhuǎn)向角度調(diào)整導(dǎo)向輪傾角的方法，以導(dǎo)向扭矩來(lái)抵消管狀皮帶在運(yùn)行時(shí)引起的徑向扭矩，以轉(zhuǎn)向角度來(lái)確定需調(diào)整的導(dǎo)向輪組數(shù)，角度大則多調(diào)，角度小就少調(diào)?？偨Y(jié)“口訣”：“左轉(zhuǎn)放左輪，入彎前5m”。用此方法可以快速調(diào)整管狀皮帶的運(yùn)行狀態(tài)，使其以平穩(wěn)良好的姿態(tài)運(yùn)行。

3.4 大跨度弧形桁架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

管帶機(jī)連接段中，有一段跨度較大、在原有配電室上方橫跨而過(guò)的弧形連接段。此連接兩端以塔架為支撐，截面整體尺寸為3720mm×3640mm，弧形桁架中心長(zhǎng)度為38250mm，水平方向的弧形角度為18°，安裝高度為17.8m，管帶機(jī)結(jié)構(gòu)短節(jié)在此桁架內(nèi)部組裝布置?；《榷蔚闹虚g部分為管帶機(jī)自身結(jié)構(gòu)，外部是弧形桁架。其截面圖如圖2 所示。

圖2 弧形桁架截面圖（單位：mm）

圖3 弧形框架現(xiàn)場(chǎng)吊裝

此弧形桁架是由5 段中心弧長(zhǎng)7555mm 的圓度弧形短節(jié)的組成，在有限時(shí)間內(nèi)加工廠無(wú)法對(duì)桁架的橫梁（HW250×250×9×14）進(jìn)行弧度加工。經(jīng)過(guò)多次研究、討論，并對(duì)管帶機(jī)的結(jié)構(gòu)短節(jié)、兩側(cè)走道、欄桿等尺寸和間距放樣測(cè)量，項(xiàng)目部向廠家、業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位提出將5段弧形短節(jié)改為直段斜接短節(jié)進(jìn)行組對(duì)連接的優(yōu)化方案，這樣既能保證管帶機(jī)轉(zhuǎn)角條件和本體弧度安裝要求，還能滿足制作安裝進(jìn)度要求，并可節(jié)約結(jié)構(gòu)加工時(shí)間和費(fèi)用。弧形桁架加工方案通過(guò)優(yōu)化后，簡(jiǎn)化了加工工序，提升了加工效率，原計(jì)劃25d 的加工時(shí)間縮短到10d，為桁架組對(duì)、安裝和吊裝保留了充足的時(shí)間。

4 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合項(xiàng)目場(chǎng)地條件的限制和管帶機(jī)自身特點(diǎn)，通過(guò)技術(shù)優(yōu)化，解決施工難點(diǎn)，保證了施工質(zhì)量和進(jìn)度，同時(shí)降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。另外，由于安裝高度的影響，管帶機(jī)各連接段的安裝施工作業(yè)只能從一端開(kāi)始，無(wú)法多段同時(shí)進(jìn)行吊裝安裝作業(yè)，限制了其施工作業(yè)面。

在使用牽引導(dǎo)管的過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際使用情況，還可以再進(jìn)行優(yōu)化。此管帶機(jī)皮帶形成的管筒直徑為DN300，牽引工具的直徑為DN200，此牽引管的直徑還可以縮小。在固定好皮帶之后，其外徑更小，這樣既能加大牽引管與導(dǎo)向滾輪的間距，減少穿插的阻力，還能使皮帶與牽引管有更多的連接點(diǎn)，避免出現(xiàn)皮帶斷裂的情況。