引言

為了推動(dòng)煤炭企業(yè)綠色清潔化發(fā)展,秉承"充分適應(yīng)燃煤電站特色(環(huán)境、氣候、煤種、中儲(chǔ)基地)、去工業(yè)化、打造符合雙碳精神指引、符合人文"的輸煤系統(tǒng)原則,電廠正朝著智能化、高清潔化方向飛速發(fā)展,為防止煤塵外溢,保證清潔化輸送,不同形式的設(shè)備也應(yīng)運(yùn)而生。

因此,電廠科研人員從不同角度對(duì)帶式輸送機(jī)的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行了研究,如趙振鹿等人[針對(duì)北方某燃煤發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)帶式輸送機(jī)工作表面粘煤和結(jié)冰問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種帶式輸送機(jī)回程雙向空段清掃器,清潔的同時(shí)保證了膠帶輸送機(jī)正常運(yùn)行。除了皮帶清掃外,楊城從源頭上對(duì)煤塵的產(chǎn)生和防治展開(kāi)了論述,黃克石等人使用噴霧抑塵的方法與空間里的粉塵相結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)除塵作用,避免了煤塵的外溢。王紅俊等人設(shè)計(jì)了一種帶式輸送機(jī)開(kāi)合式防護(hù)罩,能夠使防護(hù)罩開(kāi)合方便,降低了檢修操作的強(qiáng)度。高波等人設(shè)計(jì)了一種全密封環(huán)保管狀帶式輸送機(jī),能避免傳輸帶在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)偏移,可自動(dòng)清潔,智能化程度高,使用方便。張中盤(pán)等人設(shè)計(jì)了一種帶式輸送機(jī)緊身封閉式防護(hù)罩,該裝置由固定結(jié)構(gòu)和防護(hù)罩組成,有效實(shí)現(xiàn)了綠色清潔化輸送。

現(xiàn)有設(shè)計(jì)的帶式輸送機(jī)緊身封閉防護(hù)罩功能較為單一,而在燃煤電廠物料輸送時(shí),不僅需要保證皮帶機(jī)平穩(wěn)安全運(yùn)行,也要避免粉塵外溢造成環(huán)境污染,同時(shí)還要便于后期開(kāi)展檢修工作,因此需要根據(jù)燃煤電廠所處地理位置,設(shè)計(jì)一種能夠適合電廠實(shí)際環(huán)境工況、綜合性能強(qiáng)的帶式輸送機(jī)緊身封閉防護(hù)罩。

1緊身封閉防護(hù)罩設(shè)計(jì)思路

封閉式帶式輸送機(jī)是一種新型散裝物料輸送設(shè)備,是在全封閉導(dǎo)料槽的技術(shù)基礎(chǔ)上延展出來(lái)的,其包含的大部分皮帶機(jī)部件仍為傳統(tǒng)部件,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是將傳統(tǒng)皮帶機(jī)托銀組中的兩側(cè)托銀改為短小的側(cè)托銀,并采用UHMw高分子材料側(cè)滑板替代,此種材料具備低摩擦力、高強(qiáng)度的特點(diǎn)。

側(cè)滑板除了對(duì)兩側(cè)膠帶起到支撐作用外,摩擦方式也由滾動(dòng)摩擦變?yōu)榱嘶瑒?dòng)摩擦,膠帶在自身的重力作用下,能夠和側(cè)滑板之間形成良好的密封效果,配合緊身封閉防護(hù)罩,使膠帶的運(yùn)輸段在一個(gè)密閉環(huán)境中運(yùn)行,從而實(shí)現(xiàn)高效、清潔化輸送。封閉式帶式輸送機(jī)從尾部改向滾筒到頭部驅(qū)動(dòng)滾筒的承載段形成一完整的密閉結(jié)構(gòu)。

封閉式帶式輸送機(jī)的托銀支架按照一定的間隔布置,支撐結(jié)構(gòu)兩側(cè)采用傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)支架,兩側(cè)托銀進(jìn)行創(chuàng)新,中間仍保留水平托銀,側(cè)部設(shè)計(jì)跑偏保護(hù)擋輪,也可以采用側(cè)板與滑板垂直的結(jié)構(gòu)形式。

封閉式帶式輸送機(jī)的整體設(shè)計(jì)要求便于更換、檢修和維護(hù),在托銀組中,尤其是對(duì)于兩側(cè)托銀要更換便捷,部件的設(shè)計(jì)要具有通用性,盡可能減少零部件的數(shù)量。

封閉式帶式輸送機(jī)的平段、凸弧段和凹弧段的外觀封閉結(jié)構(gòu)要完全一致,凸弧段和凹弧段膠帶機(jī)支撐為普通托銀結(jié)構(gòu),平段為托銀滑板組合結(jié)構(gòu)。

封閉式帶式輸送機(jī)側(cè)滑板的型式和寬度及承載段側(cè)托銀的長(zhǎng)度要合理優(yōu)化,在保證皮帶承載段封閉的情況下,減少沿程滑板對(duì)皮帶增加的阻力。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

為滿足燃煤電站對(duì)封閉帶式輸送機(jī)的封閉要求,秉承充分適應(yīng)環(huán)境特色、高效清潔化的輸煤系統(tǒng)原則,經(jīng)過(guò)對(duì)輸煤系統(tǒng)封閉式帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,設(shè)計(jì)了適合燃煤電站應(yīng)用的帶式輸送機(jī)防護(hù)罩,形成以下三種符合實(shí)際情況的緊身封閉帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)方案。

2.1針對(duì)常規(guī)帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)的緊身封閉罩

本方案是在常規(guī)帶式輸送機(jī)基礎(chǔ)上加裝緊身封閉防護(hù)罩,如圖1所示,本方案主要由固定裝置和防護(hù)罩組成。地面固定結(jié)構(gòu)主要由地基6和中間架7組成,地基6有左右兩組,固定角鋼安裝在兩側(cè)地基上,并通過(guò)螺栓固定安裝在防護(hù)罩的門(mén)架上,鎖緊掛鉤4將防護(hù)罩門(mén)架勾緊在中間架上。防護(hù)罩分為上護(hù)罩和側(cè)護(hù)罩兩部分,上護(hù)罩與側(cè)護(hù)罩二者之間設(shè)連接裝置,連接裝置后側(cè)加裝了橫梁,可以增強(qiáng)防護(hù)罩的整體穩(wěn)定性,其固定于封閉式門(mén)架1上,門(mén)架為組合連續(xù)布置結(jié)構(gòu),可單獨(dú)對(duì)某一節(jié)進(jìn)行檢修和維護(hù),減少了人力、物力的浪費(fèi)。

1一門(mén)架:2一橫梁:3一加強(qiáng)筋:4一鎖緊掛鉤:5一角鋼:6一地基:7一中間架:8一防護(hù)罩:9一弧形壓板:10一碳鋼壓條。

圖1常規(guī)帶式輸送機(jī)緊身封閉結(jié)構(gòu)圖

上護(hù)罩連接邊緣則通過(guò)弧形壓板9壓緊,弧形壓板端部設(shè)有擰緊裝置,如圖2所示,通過(guò)螺母將螺桿和門(mén)架拉緊,薄墊片的設(shè)置可有效防止螺栓松動(dòng)。銷(xiāo)子與螺栓頂部結(jié)構(gòu)相配合,加強(qiáng)固定。開(kāi)啟時(shí),打開(kāi)連接裝置,即拆除弧形壓板端部的螺桿螺母,銷(xiāo)子可便捷地從螺栓頂部結(jié)構(gòu)中抽出,完成拆卸分離。在帶式輸送機(jī)下方仍可設(shè)混凝土排水槽,內(nèi)部預(yù)留有空間,可安裝消防系統(tǒng)、自動(dòng)沖洗系統(tǒng)等,護(hù)罩整體采用透明的聚碳酸酯(PC)實(shí)心耐力板進(jìn)行緊身封閉,底部和土建結(jié)構(gòu)結(jié)合部分設(shè)計(jì)擋水圍堰,頂部可設(shè)消防噴霧。緊身封閉防護(hù)罩強(qiáng)度考慮當(dāng)?shù)仫L(fēng)載荷作用,固定支撐部分的設(shè)計(jì)保證有抵抗30m/s風(fēng)速的能力,后期可通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。

本方案在滿足常規(guī)帶式輸送機(jī)基礎(chǔ)上加裝緊身封閉防護(hù)罩的同時(shí),也可實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的全封閉,如圖3所示,當(dāng)帶式輸送機(jī)改變傳統(tǒng)托銀組,采取側(cè)托銀與側(cè)滑板相配合的模式時(shí),可加裝如圖4所示的密封掛鉤,保證其密封性。

1一立托棍:2一側(cè)托棍:3一水平托棍:4一密封掛鉤:5一側(cè)滑板。

圖3斷面圖

本方案靈活多變,可自由切換成常規(guī)帶式輸送機(jī)或全封閉帶式輸送機(jī),防護(hù)罩采用透明的聚碳酸酯實(shí)心耐力板,各片之間有良好的密封性能,能保證整個(gè)輸送空間的嚴(yán)密性,減少物料運(yùn)輸過(guò)程中的損耗,最大程度地降低粉塵外溢,防止對(duì)帶式輸送機(jī)周?chē)h(huán)境造成嚴(yán)重的粉塵污染。同時(shí),結(jié)構(gòu)方便拆卸,安裝維護(hù)方便,穩(wěn)定性強(qiáng),具有良好的抗風(fēng)性能,便于檢修工作的開(kāi)展。

2.2針對(duì)封閉帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)的緊身封閉罩

本方案結(jié)合帶式輸送機(jī)的封閉結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是將傳統(tǒng)皮帶機(jī)托銀組中的兩側(cè)托銀改為短小的側(cè)托銀,并采用UHMw高分子材料側(cè)滑板替代,此種材料具備低摩擦力、高強(qiáng)度的特點(diǎn)。側(cè)滑板除了對(duì)兩側(cè)膠帶起到支撐作用外,摩擦方式也由滾動(dòng)摩擦變?yōu)榱嘶瑒?dòng)摩擦,膠帶在自身的重力作用下,能夠和側(cè)滑板之間形成良好的密封效果,配合緊身封閉護(hù)罩,使膠帶的運(yùn)輸段在一個(gè)密閉環(huán)境中運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)封閉、清潔化輸送,使封閉式帶式輸送機(jī)從尾部改向滾筒到頭部驅(qū)動(dòng)滾筒的承載段形成一個(gè)完整的密閉結(jié)構(gòu),如圖5所示。

本方案在封閉帶式輸送機(jī)的基礎(chǔ)上設(shè)置緊身封閉防護(hù)罩,主要包括固定支撐結(jié)構(gòu)、防護(hù)罩,固定支撐結(jié)構(gòu)包括固定鋼板、角鋼、門(mén)架、中間架、橫梁。與2.1中所述不同的是,該方案適用于封閉帶式輸送機(jī),加入了特制的低摩擦力高強(qiáng)度UHMw高分子材料側(cè)滑板,將傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)槽型托銀改為短小的側(cè)托銀,一方面保證了運(yùn)料段在封閉環(huán)境中,另一方面保證了滑板(低摩擦力高強(qiáng)度UHMw高分子材料)與膠帶間的摩擦方式改變。該方案采用了雙重封閉,即運(yùn)料段封閉和帶式輸送機(jī)整體封閉,因此具有良好的密閉性能。此外,側(cè)滑板可通過(guò)螺栓固定于封閉式門(mén)架之間的橫梁上,側(cè)滑板上部與橫梁連接處可加入密封墊;橫梁則通過(guò)螺栓緊固在封閉式門(mén)架之間,進(jìn)一步加強(qiáng)了穩(wěn)定性。

2.3針對(duì)常規(guī)帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)的機(jī)架上封閉罩

本方案在常規(guī)帶式輸送機(jī)上設(shè)置常規(guī)機(jī)架上封閉護(hù)罩,如圖6所示,本方案主要由防護(hù)罩、鎖緊掛鉤、門(mén)架、中間架組成。防護(hù)罩主要設(shè)置機(jī)架上封閉防護(hù)罩,材質(zhì)依然采用透明的聚碳酸酯實(shí)心耐力板進(jìn)行緊身封閉,可采用鋁合金、塑鋼等型材進(jìn)一步加固,防護(hù)罩固定于封閉式門(mén)架上,門(mén)架依然為組合結(jié)構(gòu),獨(dú)立間隔布置,為提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,防護(hù)罩門(mén)架內(nèi)部設(shè)置有間隔布置的橫梁和加強(qiáng)筋。地面固定裝置主要包括中間架3和地基4,地基4有左右兩組,中間架3通過(guò)鎖緊掛鉤5同防護(hù)罩的門(mén)架連接。其余部分與2.1設(shè)計(jì)方案基本相同,帶式輸送機(jī)下方設(shè)混凝土排水槽,內(nèi)部預(yù)留有空間,可安裝消防系統(tǒng)、自動(dòng)沖洗系統(tǒng)等,護(hù)罩連接緊密,易于拆裝,底部和土建結(jié)構(gòu)結(jié)合部分設(shè)計(jì)擋水圍堰,頂部可設(shè)消防噴霧。為保證緊身封閉防護(hù)罩強(qiáng)度,考慮風(fēng)載荷作用,內(nèi)設(shè)支撐骨架,具備抵抗一定風(fēng)速的能力。

1一護(hù)罩;2一托棍:3一中間架:4一地基:5一鎖緊掛鉤。

圖6常規(guī)機(jī)架上封閉方案結(jié)構(gòu)圖

2.4工程應(yīng)用

圖7所示為上文2.1中的"常規(guī)帶式輸送機(jī)與緊身封閉罩"和2.3中的"常規(guī)帶式輸送機(jī)與機(jī)架上封閉罩"現(xiàn)場(chǎng)安裝應(yīng)用圖,取得了良好的效果,充分體現(xiàn)了綠色發(fā)展"碳達(dá)峰、碳中和"的理念,推進(jìn)了煤炭企業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型。

(a)

(b)

圖7 現(xiàn)場(chǎng)安裝圖

3結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)不同實(shí)際工況,設(shè)計(jì)了3種燃煤電站輸煤皮帶機(jī)緊身封閉防護(hù)罩,包括常規(guī)帶式輸送機(jī)與緊身封閉罩、封閉帶式輸送機(jī)與緊身封閉罩、常規(guī)帶式輸送機(jī)與常規(guī)機(jī)架上封閉罩,3種設(shè)計(jì)均采用組合結(jié)構(gòu),能夠滿足燃煤電站不同輸送分段下的封閉要求,輸送空間嚴(yán)密,同時(shí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,方便拆卸,安裝維護(hù)方便,便于檢修工作的開(kāi)展,防護(hù)的同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)高效、清潔化輸送。