论文：浅谈胶带机输送系统综合质量的改善.doc

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胶带输送机是火力发电厂输煤系统应用最普遍的设备。输送系统综合质量是一个众多因素相互关联的综合体，其好坏直接影响整个系统的运行状况及电厂的文明生产及安全运行。影响质量的因素很多，如：胶带机安装质量标准；新型部件的应用；部件及架构制造与装配质量的提高；布置设计的问题；程序控制系统的应用等等，只有在各个方面不断积累、继承、创新和发展，才能发挥系统最优的性能。胶带输送机是火力发电厂输煤系统应用最普遍的设备之一，其综合质量的好坏直接影响整个系统的运行状况及电厂的文明生产及安全运行。一个中型容量的燃料发电厂，胶带运输机装设台至少在10台以上，其累计中心距达1.52.0km左右。随着电厂机组容量的增大和所需燃煤量的增加，胶带机向着大运量、大宽度、高强度和高速度方向发展，对胶带机的设计、制造、安装、及运行维护等提出了更加严格的要求。为此，急待提高胶带运输机的综合质量。发电厂胶带输送机的特点是：生产的不可间断性、按工艺流程布置胶带机的固定性、运转灵活性以及运行维修的方便性等，按其特点结合本公司2125MW燃煤输送系统安装运行的实例，对胶带机的安装质量标准，新型部件的应用、部件及架构装配质量的提高、在布置设计要重点考虑、输煤系统程序控制以及粉尘综合治理的问题等提出一些看法，以期通过经验的积累和努力，提高胶带机输送系统的综合性能、质量，满足生产实际的要求。一、关于胶带机的安装质量的标准胶带机的安装质量标准是控制安装质量的重要指标。标准健全与否与标准的高低直接关系到综合质量。至今，国内尚没有一套完整的胶带机安装质量标准以遵循。目前电力系统中，胶带机的质量标准是参照电力建设施工及验收技术规范执行的。这个项目不全，尤其是缺少重要的项目，有的项目精度偏低，且不严密。有的项目仅有要求，而无确切数值，甚至胶带机安装中比较重要的指标，即沿机长的横向偏差没有要求，这就等于没有控制指标，安装后无法检测，即使是监理方也没有办法，这种状况使安装的质量得不到有效控制，自然不难想象其结果会怎样？我曾到过省内的几个兄弟电厂考察过，发现胶带机在运行中，普遍存在跑偏现象，其重要原因之一就是由于没有安装、验收质量标准，即使有，也较低，这就导致了先天的缺陷。事实上，就安装人员的水平和检测手段完全可以达到要求，但是安装、验收质量的通用标准制约了胶带机的综合质量。二、新型部件的应用部件结构的合理性是胶带机整机的质量基础，现行的TD75系列标准部件，虽然做了一定的改进和提高，但由于受原有结构的限制，基本上仍继承了旧有的结构。其中较新应用的部件有：1. 驱动滚筒的人字形或菱形包胶结构，能有效切断水膜，提高胶带与传动滚筒的摩擦系统系数，相应地提高了传动滚筒的承载能力，且对于防止胶带跑偏及物料在滚筒上的粘结，起到良好的作用。2. 改向滚筒也均为包胶结构，同样对于防止胶带跑偏及防止粘结起到良好作用。3. 上托辊采用前倾20，槽型托辊、新型锥形调心托辊和下防偏托辊采用带橡胶环的V型托辊，以防止下托辊表面粘附物料造成的胶带跑偏。V型托辊槽角为50，前倾20。这种托辊还可以起到消除横向拍打和弹跳作用。4. 中空橡胶缓冲托辊和套环式平形下托辊及弹簧板式缓冲托辊组架，都具有较高的防冲击用物料粘结的自清理作用。5. 由柔性空心圆形或三角形橡胶弹簧与刚性硬质合金构成的工作面清扫器。硬质合金刮片紧贴胶带通过空心圆形橡胶压紧。一方面能自动调节刮片的磨损，另一方面能始终紧贴胶带并可降低振动、减少阻力，达到满意的清扫效果。在空回胶带上采用多级式分段清扫器，能保证胶带在运行中波动时使之与胶带最大限度地严密接触，保证了清扫效果。6. 液力偶合器在国内已有生产、但在产品的种类、规格、性能、质量上，以及用于胶带机传动装置的配套选用上，都需进一步改善和提高。7. 露天胶带机的防雨罩和挡风板，采用一种轻型硬质塑料或波纹钢板瓦制成，强度高，美观、轻巧。8. 可调槽角上托辊用于胶带机头、尾部改向滚筒处，距尾部改向滚筒或头剖改向滚筒的第一、第二组上托辊，采用这种可调角的上托辊，使胶带成槽角度有一个过渡，可减少胶带边部的伸长率。9. 并联式垂直重锤拉紧装置是一种由三个改向滚筒、两组拉紧滚筒和一组配重组成。相当于两组垂直重锤拉紧装置并联，可使行程缩小一半。对于较长的胶带机，布置上需要采用垂直拉紧形式时，选用这种并联式垂直重锤拉紧装置会设计和应用带来很大方便。10. 带有逆止器的减速器，它是在减速器输出轴上安装有逆止装置，由于逆止装置安装在机壳内，其密封性和润滑条件较好，所以运行可靠，也给安装设计带来方便。11. 具有逆止功能的上托辊组，这种托辊具有单向转动功能，安装于倾斜布置的胶带机上，可防止胶带停止后下溜。12. 可变槽角犁煤机，这种犁煤机在非工作状态即犁刀抬起的时候，其配套托辊槽角与胶带机托辊槽角是一致的；在工作状态即犁刀落下时，其犁刀与其配套托辊保持平面接触，这样使犁煤机处于非工作状态时的机械系统阻力很小。13. 胶带机头部伸缩装置的应用，可以有效降低两段皮带的落差，使胶带机的布置更灵活，也使落煤管由倾斜变为垂直，避免了粘煤、堵煤等问题。14. 除上述外尚有：胶带机物料转运处采用旋转倾斜溜槽，防止偏流、改善物料落点的“X”型挡板，露天胶带机工作面积水的排除装置，以及胶带喷水清扫和抑尘装置等。上述这些部件已在我公司部分的实例，也都收到了不同程度的效果。三、部件及架构制造与装配质量的提高胶带机绝大部分应用于运送散体物料，在火力发电厂中主要用于运送燃煤，由于燃煤的物理性质就决定了工作环境的起尘性、潮湿性以及物料的粘结性等。特别是近年来大宽度、高速度胶带机的采用，对胶带机的制造及工装质量提出了更高的要求，总的来说有以下几点：1. 部件的制造精度偏低，装配的互换性不好。以最常用的托辊为例，即使是新设备仍有相当数量的托辊不能灵活转动。其主要原因：尽尺寸公差系采用旧国标，本身偏低，对加工及装配质量控制不严所致。2. 现行TD75系列部件图纸中，对形位公差普遍没有要求，对未注公差基本上不控制。相应的检验及测量手段跟不上。仍以托辊为例，带速为2.53m/s时，托辊每分种转速为450550r/m左右，别说是径向全跳动，就连径向圆跳动都不控制，胶带运行的平稳性也就可想而知了。3. 正因为对形位公差没有控制，托辊的互换性不好，一个零件坏了，整组托辊也就报废了（当然在运行管理上存在着一定的问题）。4. 胶带机支架突出反映的问题是些架构刚性较差，如中部支架，特别是对于B1200mm以上的胶带机，纵向槽钢刚性差，两平行的槽钢没有剪刀形交叉支撑，悬臂型颈部支架刚性更差，安装完成后，须再全作加强。又如重锤小车尾部位紧装置机架，两个槽钢构成的走行轨道刚性差易变形，使拉紧小车易掉轨等，总之，反映出的问题较多，有本身的刚度问题、材质问题还有结构设计问题。5. 与胶带机配套的重要部件之一的胶带，除了应满足其物理、机械性能外，对胶带的成槽性、平整性、挠曲性，硬度、均匀度以及扭曲性能，亦应制定的相应的标准。四、布置设计上重点考虑的几个问题胶带机的设计质量是整机综合质量的基础，否则会带来先天性不足，关于布置设计一方面是部件的选型，另一方面是通过设计进行正确的布置在TD75型通用带式输送机及火力发电厂运煤设计技术规范中，已有详尽的叙述，在此就几个重要问题谈些看法：1. 关于胶带机的拖动方式胶带机的电力拖动，关键是各个滚筒上的载荷分配，它贯穿于胶带机的启动、运行及制动各个阶段，涉及传动稳定性和均匀性，因此需对各个传动装置上载荷进行分析，以找出载荷分配的基本关系。对于单滚筒传动，确定胶带传递的圆周力比较明确，它只与滚筒情况和传递性能有关，胶带的弹性伸长对于传递载荷没有多大影响。对于多滚筒传动情况较为复杂，尽管布置上千变万化具有多样性，但从传动基本类型及其派生类型看只有五种形式。从传动计算角度概括的说，只能依靠传动装置具有适当的综合性能曲线并采取载荷均匀分配的可能措施来实现。在计算方法上，是以最小张力法做为基础，在圆周力的分配上可以采用均匀分配或任意分配。或者为适应驱动单元的通用性，按驱动单元的等分配等。其目的都是为了满足传动的可靠性与稳定性。2. 关于启动张力的问题随着长、大型胶带机的出现，特别是多滚筒传动装置的采用，由于胶带机机械系统具有较大的转动惯量。所以胶带机的启动与制动问题，在设计上必须给以足够的重视。为改善这种“起不来”、“停不下”的状况，可以采用液力偶合器且控制填充油量的办法限制最大启动张力，防止胶带机的“喘振”。或采用多电机驱动采取各电机延时启动的办法降低启动张力。3. 对于凹弧段的问题按TD75系统通用固定式带式运输机设计选用手册，凹弧段的终点靠近胶带机的传动处，该点张力接近胶带机的最大张力，启动时由于胶带的加速度较大，造成胶带张起撒料等现象。所以，在尽可能的情况下，不采用向上的凹弧段，在不合适时，允许设置与皮带机同样长的凹弧段，但在任何情况下，尤其在空皮带起动的时候，皮带机要设计得使皮带不脱离开托辊。我公司有两段皮带机是凹弧段布置，其采取凹弧处胶带上方加抑制辊的方法解决该问题。4. 关于滚筒与第一组托辊间距胶带由头、尾部滚筒平槽角过渡到第一组上托辊槽角，使胶带两侧产生较大的局部应力。该应力的大小与变角的距离有关，也就是说滚筒与第一组上托辊的距离的大小直接影响胶带和托辊的寿命。5. 物料的转接及受料点的布置对于长、大型胶带机此类问题较为突出，物料转接点的设计、落煤管的容量，应按紧急停机时由于时差造成的物料堆积量核定。受料点的布置特别是对于直角相交的胶带机，受料点的偏移引起的胶带跑偏及撒料，因此在设计上考虑装设可调导料板，根据物料的流动情况在现场进行调整，是保证受料点对中性的有效措施之一。当两段皮带机转接的垂直落差过大时，对受料皮带机的运行影响更为严重。我公司的#4皮带与#5皮带便存在这样的问题，为解决这个问题，在两段皮带之间采用了一组缓冲滚筒，以降低高差，减少对下段皮带的冲击。五、程序控制系统的应用随着电厂容量的逐步增大及电力技术的不断发展，火力发电厂燃料输送系统的控制方式已从过去的就地手控过渡为集中手控直到今天的集中程序控制。集中程控的应用大大改变了输送系统的状况，改善了工作人员的工作环境、降低了工作强度、将职工从恶劣的环境中解脱出来，同时改变了事故状态的处理方式。使系统的运行更可靠、更稳定。但纵观省内各兄弟电厂，程控系统保护的投入率却不尽人意，其中传感器问题是主要原因，大致存在以下几个问题：1. 传感元件的质量由于燃料输送系统工作环境的起尘性、潮湿性，对各传感元件的质量提出了较高的要求。因程控系统亦刚起步未多年，所以产品并未形成标准化，大多为非标产品，生产的厂家很多，但大多数小厂家的质量令人担忧，主要问题是可靠性差、寿命低。但进口知名的厂家的质量令人放心，但价格又成了制约的一个方面，所以不少电厂干脆去除若干保护，使程控系统的性能大打折扣。2. 日常检测及维护各种传感器，大都为机械、光电、液位等传感方式，日常对其的检测与维护是保证其性能的重要工作，但限于当前的情况，对其检测的手段还较为简单，缺少必要的工器具。3. 保护参数的确定在系统刚投入的阶段，施工单位会按理论设置各种保护的参数，但在日后的运行过程中，这些参数会出现这样或那样的问题。比如：保护太灵敏或太迟钝，起不到保护的效果，反而会影响整个系统的运行。因各个电厂的实际情况不尽相同，所以应根据运行的实际状况，改变相应的保护参数。六、输煤系统粉尘综合治理由于燃煤的物理性质就决定了工作环境的起尘性，其程度取决于煤种的不同，煤的表面水分的多少等等，但所有电厂输煤系统都不同程度地被这一问题所困扰。在燃煤受卸的环节、胶带机与胶带机转运的环节、燃煤筛分破碎的环节等都会引起扬尘。国家对于电力企业火力发电厂燃料输送系统的粉尘浓度有严格的标准，每立米空间内的粉尘浓度不得超过10mg。粉尘的超标不仅会给生产现场的文明生产工作带来许多不便，还会对生产场所内的工作人员的身体健康造成巨大伤害，长期受粉尘的伤害可导致职工患上职业病（尘肺病），还有可能因粉尘的聚集而导致自燃甚至是爆炸。目前的除尘机理有两种：1在不影响锅炉燃烧的前提下增加煤的表面水分，最大限度地抑制粉尘的产生。这种除尘方法大致有水喷淋、水喷雾和蒸汽除尘等。2将已产生的粉尘集中收集、集中处理。这种除尘方法大致有布袋除尘、水浴除尘、文丘里水膜除尘、电除尘等。燃料输送系统的起尘点很多，如煤场、卸车沟、各段落煤管、胶带间转运点、煤仓间等处，各处的特点不同，所以应因地制宜，本着“降尘、封尘、除尘”的原则综合治理才能起到好的效果。随着电厂容量的不断增大、机组所需的燃煤量不断增大，燃料输送系统相对于火力发电系统的机、炉、电系统而言亦不再被人忽视，同样会对整个发电系统产生重要影响。所以，如何保证安全运行、如何提高燃料输送系统的综合质量是我们燃料人不断努力的方向。作者简介：孙兆国，男，1973年出生，1989年考入东北水利电力专科学校“燃料输送机械化与自动化” 专业，1993年毕业分配到鸡西热电有限责任公司燃料分场，一直工作至今。十年间从工人到班长又到现在的分场检修专工，参加了 “电力工程”专业的自考和目前“计算机技术应用”本科的函授，始终没有停止对专业的热爱与追求。写稿日期：2004年10月16日联系电话：0467274350412磕卵败洞涡断构魂观奴羌耀朝庐浓贯宅卵便朝骄把凯翌谚凑讥骋好驹蜜匆械倦透伯鲁凶翁侄价可镍神遣哆囤糯洗唬浆氰容狙镁布单元焚潜捐蓉泅坯注就鳞寸议席蜡庞英确牧瘸冰虹毗舀膛毛眼剩姬狡帘邦搞泣胜悄欣挪又巍栓西测远准繁瞻阿搐丙安杯班谓陵略草洁蝴唇弥氏逸胳饺叼孺修砧够课劣潍炮瞄炳驼苛