汕尾某電廠煤碼頭的橋式抓斗卸船機(jī)性能特點(diǎn)

劉元平，張瑞芬，龔道雄

（中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510230）

汕尾某電廠煤碼頭的橋式抓斗卸船機(jī)性能特點(diǎn)

劉元平，張瑞芬，龔道雄

（中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510230）

汕尾某電廠配套煤碼頭選用的橋式抓斗卸船機(jī)額定卸船能力 2 100 t/h，該設(shè)備增加了實(shí)物校驗(yàn)、干霧除塵、除大塊等新功能。本文立足該煤炭碼頭的工藝布置，對(duì)該橋式抓斗卸船機(jī)的主要參數(shù)及卸船機(jī)上新功能的應(yīng)用進(jìn)行了介紹和簡(jiǎn)要分析，為以后類似工程的設(shè)備選型提供了經(jīng)驗(yàn)借鑒。

橋式抓斗卸船機(jī)；實(shí)物校驗(yàn)；干霧除塵；除大塊

1 工程概況

汕尾某電廠煤碼頭為新建電廠專用碼頭工程。電廠按 4 × 1 000 MW 規(guī)劃，本期工程建設(shè) 2 × 1 000MW。碼頭一期工程年任務(wù)量為 495.11 萬(wàn) t（2 × 1 000MW 發(fā)電機(jī)組用煤量），為遠(yuǎn)期 990.22萬(wàn) t/a（4 × 1 000MW 發(fā)電機(jī)組總用煤量）的剩余部分作了預(yù)留。建設(shè)1座 5萬(wàn)噸級(jí)煤炭接卸泊位（水工結(jié)構(gòu)按靠泊 10 萬(wàn)噸級(jí)散貨船舶預(yù)留）。

設(shè)計(jì)方案為：煤炭由散貨船海運(yùn)至碼頭，通過(guò)碼頭上的橋式抓斗卸船機(jī)將煤炭卸至碼頭皮帶機(jī)后，運(yùn)送至后方電廠煤堆場(chǎng)，作為電廠發(fā)電的燃料。

2 基本參數(shù)

目前散貨卸船碼頭橋式抓斗卸船機(jī)見(jiàn)圖 1，多采用四卷筒牽引小車式：起升、開(kāi)閉和小車的牽引機(jī)構(gòu)合成一體，稱為四卷筒機(jī)構(gòu)。牽引小車自重輕，單軌水平導(dǎo)向消除啃軌現(xiàn)象，小車運(yùn)行平穩(wěn)；4根鋼繩，繩系簡(jiǎn)單，換繩方便，年耗繩量少；交流變頻拖動(dòng)，起、制動(dòng)平穩(wěn)；4個(gè)卷筒可實(shí)現(xiàn)抓斗的起升、開(kāi)閉和小車運(yùn)行。

圖1 橋式抓斗卸船機(jī)Fig.1 Bridge-type grab ship unloader

碼頭一期工程配置2臺(tái)橋式抓斗卸船機(jī)，額定卸船效率每臺(tái) 2 100 t/h，軌距 26m，外伸距 38 m，能滿足遠(yuǎn)期船型的裝卸要求。

本方案碼頭為引橋式碼頭，卸船碼頭工作平臺(tái)主要考慮卸船機(jī)、皮帶機(jī)、備用抓斗、流動(dòng)機(jī)械、設(shè)備檢修、供電、給排水、通訊電纜、皮帶機(jī)棧橋等布置。根據(jù)本工程到港船型、建設(shè)規(guī)模及船舶靠泊系纜要求，橋式抓斗卸船機(jī)的軌距取為 26m，海側(cè)軌中心線距碼頭前沿線取 3.0m，陸側(cè)軌中心線距碼頭后沿線取 3.0m，卸船碼頭工作平臺(tái)寬度為 32m，具體布置詳見(jiàn)圖 2。

圖2 碼頭斷面圖Fig.2 W har fsection

本設(shè)備基本工作流程為：抓斗進(jìn)入艙內(nèi)→閉合抓斗挖取物料→抓斗提升出艙→小車運(yùn)行至設(shè)在卸船機(jī)跨度內(nèi)的料斗上空后打開(kāi)抓斗放料→物料落入料斗內(nèi)，經(jīng)料斗下部的給料器，然后通過(guò)物料輸送切換裝置分別送到與碼頭平行的2條高架皮帶機(jī)。

整機(jī)可沿碼頭面軌道行走改變作業(yè)位置，并由制動(dòng)器、夾軌器予以固定。作業(yè)完畢后，將海側(cè)懸臂仰舉至固定位置，由安全鉤將懸臂鉤住固定，整機(jī)行至錨定位置，加以錨定。本機(jī)具有不卸下抓斗將清艙機(jī)械從碼頭上吊入作業(yè)船艙的功能。臺(tái)風(fēng)季節(jié)，還設(shè)有卸船機(jī)與碼頭面的防風(fēng)系纜固定裝置。

經(jīng)測(cè)算，抓斗一次循環(huán)作業(yè)時(shí)間約 52.27 s，工作循環(huán)約 68.9 個(gè)/h，理論生產(chǎn)率為 2 204 t/h，可以滿足要求。主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 橋式抓斗卸船機(jī)參數(shù)表Tab le1 Parametersof bridge-typegrab ship unloader

3 性能特點(diǎn)

3.1 實(shí)物校驗(yàn)裝置

本工程入廠煤計(jì)量采用皮帶秤，布置在碼頭段皮帶機(jī)頭部附近。皮帶秤的校驗(yàn)方式有：掛碼校驗(yàn)、鏈碼校驗(yàn)、離線實(shí)物校驗(yàn)和在線實(shí)物校驗(yàn)。

在線實(shí)物校驗(yàn)裝置通常由定量稱料斗、高精度傳感器、電動(dòng)平板閘閥、倉(cāng)壁振動(dòng)器、標(biāo)準(zhǔn)砝碼和自動(dòng)掛碼系統(tǒng)等組成。其工作原理為：當(dāng)皮帶輸送機(jī)上的物料送入實(shí)物校驗(yàn)裝置稱重料斗時(shí)，支撐料斗的稱重傳感器將產(chǎn)生與物料重量值成正比的電信號(hào)輸出。該信號(hào)進(jìn)入稱重儀表進(jìn)行放大、處理后顯示物料重量。稱量好的物料通過(guò)閘門從出料口返回到皮帶輸送系統(tǒng)，再經(jīng)過(guò)電子皮帶秤進(jìn)行稱重計(jì)量。將實(shí)物校驗(yàn)與皮帶秤所顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、調(diào)整，從而達(dá)到校驗(yàn)皮帶秤的目的。除了實(shí)物檢測(cè)形式外，其它均為模擬標(biāo)定方式，故在能夠安裝料斗秤的場(chǎng)合，應(yīng)盡量選擇實(shí)物檢測(cè)方式（通常簡(jiǎn)稱料斗秤），以達(dá)到準(zhǔn)確標(biāo)定皮帶秤精度的目的[1]。

為滿足建設(shè)單位要求，利用碼頭上的卸船機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)碼頭帶式輸送機(jī)上皮帶秤的校驗(yàn)功能，需研制帶計(jì)量及校驗(yàn)功能的料斗系統(tǒng)。

按照檢定要求，根據(jù)所標(biāo)定的皮帶秤最大流量的 2%~4%選用料斗秤的容量，其所配備的砝碼量應(yīng)不小于容量的50%。

卸船機(jī)上原有料斗作為稱重料斗，該料斗容量按照大于5倍抓斗煤炭容量設(shè)計(jì)，有效容積為200m3，容重約為 170 t。需要校驗(yàn)的皮帶秤安裝在碼頭皮帶機(jī)上，碼頭皮帶機(jī)規(guī)格為：帶寬 2.0 m，帶速 4.0m/s，額定輸送能力 4 200 t/h。檢定用的標(biāo)準(zhǔn)物料容量為 2 抓斗煤炭，約 64 t。同時(shí)，為保證實(shí)物校驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度，實(shí)物校驗(yàn)裝置本身配有標(biāo)準(zhǔn)砝碼，用于自身精度的校準(zhǔn)。在料斗四面各布置 8 個(gè) 1 t的砝碼，共 32 個(gè)。每次在實(shí)物校驗(yàn)前，通過(guò)砝碼提升機(jī)將砝碼提起，稱重顯示儀表所顯示數(shù)值應(yīng)與所提起砝碼重量值相同，否則將對(duì)稱重顯示儀表進(jìn)行修正，便于檢驗(yàn)使用中的料斗秤的精度。實(shí)物校驗(yàn)裝置示意圖見(jiàn)圖3。

當(dāng)需要校驗(yàn)皮帶秤時(shí)，2臺(tái)橋式抓斗卸船機(jī)各抓取2抓斗煤炭至料斗，靜態(tài)稱量后，相繼將煤炭放入碼頭皮帶機(jī)通過(guò)皮帶秤稱量校準(zhǔn)。

3.2 干霧除塵裝置

干霧除塵技術(shù)是基于歐美科學(xué)家的研究理論：“水霧顆粒與塵粒顆粒大小相近時(shí)吸附、過(guò)濾和凝結(jié)的幾率最大?！逼渫ㄟ^(guò)“云霧”化的水霧來(lái)捕捉粉塵，讓水霧與空氣中的粉塵顆粒結(jié)合，形成粉塵和水霧的團(tuán)聚物，受重力作用而沉降下來(lái)，實(shí)現(xiàn)源頭抑塵，可以有效解決局部封閉/半封閉狀態(tài)下無(wú)組織排放粉塵的處理難題，如進(jìn)料斗和給料機(jī)等裝卸區(qū)域的除塵。

圖3 實(shí)物校驗(yàn)裝置示意圖Fig.3 Sketch of physicalcalibration device

為抑制卸船機(jī)抓斗卸料時(shí)煤塵飛揚(yáng)，減少環(huán)境污染，卸船機(jī)上常配有濕式抑塵裝置。傳統(tǒng)噴霧除塵技術(shù)，產(chǎn)生的水滴直徑 20~50 μm，不僅效率低能耗高，而且往往會(huì)導(dǎo)致物料過(guò)分濕潤(rùn)，影響煤炭后續(xù)輸送及儲(chǔ)存。干霧抑塵技術(shù)可以產(chǎn)生1~10 μm 級(jí)別的水霧顆粒，能充分增加與粉塵顆粒的接觸面積，定向抑塵，消除粉塵及呼吸性粉塵的效果明顯。除此之外，所形成的霧滴微細(xì)，耗水、耗電量小，成本低，不影響后續(xù)流程，也延長(zhǎng)了生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命[2]。

干霧除塵系統(tǒng)由干霧抑塵機(jī)、干霧控制器、空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐、噴霧裝置、水氣連接管線、自動(dòng)反清洗過(guò)濾器和自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。

在料斗上側(cè)擋風(fēng)板及卸船機(jī)出料口處上設(shè)有水、氣輸送管線和噴霧裝置。干霧抑塵機(jī)將水、氣過(guò)濾后，以設(shè)定的壓力和流量按開(kāi)關(guān)程序控制閥門打開(kāi)或關(guān)閉，將水、氣經(jīng)管道和干霧控制器輸送到噴霧裝置，實(shí)現(xiàn)噴霧抑塵。流程見(jiàn)圖4。

自動(dòng)控制系統(tǒng)將干霧抑塵機(jī)與卸船機(jī)上控制信號(hào)連接起來(lái)（抓斗開(kāi)閉），可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。另可根據(jù)物料的含水量、氣候條件及粉塵情況分層控制水量，以滿足環(huán)保要求。設(shè)備配置數(shù)量見(jiàn)表2。

圖4 干霧除塵流程圖Fig.4 Flow char t of dry dust collection

表2 干霧除塵裝置配置表Tab le 2 Configuration tableof dry dust collection device

水由噴嘴成霧狀噴出，揚(yáng)起的煤塵通過(guò)霧狀空間時(shí)，因塵粒與液滴之間的碰撞、攔截和凝聚作業(yè)，塵粒隨液滴降落下來(lái)。較比原有的噴淋裝置，除塵效果更好，水利用率更高，額定工況下單臺(tái)卸船機(jī)供水量約為 10 t/h。

3.3 除大塊裝置

目前我國(guó)的火力發(fā)電廠用煤在生產(chǎn)及運(yùn)輸過(guò)程中，摻雜了大量的木塊、石塊、鐵塊（簡(jiǎn)稱“三塊”）及炮線、舊皮帶、編織袋、稻草等纖維質(zhì)線性雜物，易造成落煤管堵塞，皮帶劃傷等。為保護(hù)皮帶機(jī)輸送系統(tǒng)，需要盡量在輸煤系統(tǒng)前端將大塊等雜物分揀出來(lái)。

卸船機(jī)料斗上方設(shè)金屬隔柵，隔柵網(wǎng)格尺寸300mm × 300mm，盡可能使大塊物料不進(jìn)入輸煤系統(tǒng)。并在料斗下振動(dòng)給煤機(jī)出口設(shè)置了旋轉(zhuǎn)鉤齒式除雜物裝置。

旋轉(zhuǎn)鉤齒式除雜物裝置是一種簡(jiǎn)易除大塊裝置。通常由機(jī)架、鉤齒分離裝置、物料導(dǎo)流裝置、自震清掃裝置構(gòu)成，鉤齒分離裝置是將成排的高韌性鉤齒鑲嵌在筒狀驅(qū)動(dòng)軸上，導(dǎo)流裝置設(shè)在鉤齒分離裝置的上部用來(lái)規(guī)整煤流[3]。當(dāng)煤流通過(guò)物料導(dǎo)流裝置后，煤流在規(guī)整后的扁平狀態(tài)通過(guò)鉤齒分離裝置，旋轉(zhuǎn)的鉤齒便將煤流中的木塊、破布、麻繩、炮線等雜物鉤出，并帶到另一側(cè)棄掉，自震清掃裝置是通過(guò)轉(zhuǎn)子在較小震幅下的微顫來(lái)達(dá)到將粘附在鉤齒上的雜物和粘煤清除的裝置。

旋轉(zhuǎn)鉤齒式篩面由6排特殊形狀的鉤齒沿圓周均布焊接在中心滾筒上，每排鉤齒的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際工況和篩分的要求確定。如果旋轉(zhuǎn)齒式除雜物是安裝在運(yùn)煤系統(tǒng)初始階段，相鄰鉤齒間距可設(shè)定較大值，例如取相鄰鉤齒間距為 150~ 250mm，此時(shí)旋轉(zhuǎn)齒式除雜物機(jī)主要用于去除運(yùn)煤系統(tǒng)中的“三塊”為主，同時(shí)也可以去除纖維性雜物。

主要優(yōu)點(diǎn)為：

1）篩面為旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，空間緊湊。

2）運(yùn)行中不易卡滯堵塞，對(duì)“三塊”及纖維性雜物去除效果好，尤其是對(duì)纖維性雜物的去除效果是目前現(xiàn)有的運(yùn)煤系統(tǒng)中的除雜設(shè)備所不能達(dá)到的。

3）設(shè)備故障率低，維護(hù)量小。

4）可根據(jù)不同的除雜要求，可調(diào)整相鄰齒間距，達(dá)到最優(yōu)去除雜物的效果。

卸船機(jī)上去除的雜物通過(guò)溜筒臨時(shí)儲(chǔ)存，當(dāng)達(dá)到一定量的時(shí)候?qū)⒘锿捕瞬糠ㄌm蓋打開(kāi)，雜物直接落入卡車運(yùn)到后方處理。除大塊裝置示意見(jiàn)圖5所示。

圖5 除大塊裝置示意圖Fig.5 Sketch of large pieces rem oving

4 結(jié)語(yǔ)

該項(xiàng)目配置的 2 100 t/h 橋式抓斗卸船機(jī)，其額定卸煤能力為目前國(guó)內(nèi)最大，之前為福建可門煤炭碼頭配置的是 2 000 t/h 橋式抓斗卸船機(jī)。

另外，該機(jī)創(chuàng)新性的在卸船機(jī)上采用了干霧除塵裝置及除大塊裝置，并利用本身自帶的料斗可作為實(shí)物校驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)碼頭上皮帶機(jī)上皮帶秤的標(biāo)定功能。為電廠煤炭卸船運(yùn)輸提供了強(qiáng)大的功能支持，且使用可靠，對(duì)以后類似工程的卸船機(jī)選型提供了經(jīng)驗(yàn)借鑒。

[1] 廉曉霞，趙青梅.皮帶秤實(shí)物校驗(yàn)裝置在輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].工業(yè)計(jì)量，2003（S1）：226-227. LIAN Xiao-xia,ZHAO Qing-mei.Application of belt weigher physical calibration device in coalhand ling system[J].Industry Measurement,2003(S1):226-227.

[2] 廈門三燁傳動(dòng)機(jī)械有限公司.干霧抑塵系統(tǒng)技術(shù)報(bào)告[R]. 廈門：廈門三燁傳動(dòng)機(jī)械有限公司，2010. Xiamen San-TECHCo.,Ltd.Technical reporton dry dustsuppression system[R].Xiamen:Xiamen San-TECHCo.,Ltd.,2010.

[3] 李軍民，李世嶺.旋轉(zhuǎn)齒式除雜物機(jī)及其在火電廠運(yùn)煤系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].能源技術(shù)與管理，2013（3）：176-178. LIJun-min,LIShi-ling.Rotary gear deslaggingmachine and its application in coal conveying system of power plant[J].Energy Technology and Management,2013(3):176-178.

Features of bride-type grab ship unloader in Shanweipower p lantwharf

LIUYuan-ping,ZHANGRui-fen,GONGDao-xiong
（CCCCFHDIEngineering Co.,Ltd.,Guangzhou,Guangdong 510230,China）

The bridge-type ship unloaderwith rated capacity 2 100 t/h is used in Shanwei power plantwharf.New functions such as physical calibration device,dry dust collection device,large pieces removing device,etc.are applied on it.This paper introduces and analyzes themain parameters and new functions application of the ship unloader based on the hand ling process layoutof the coalwharf,which can provide reference for theequipmentselection ofsimilar project in future.

bridge-type grab ship unloader;physical calibration;dry dust collection;large pieces removing

U653.928

B

2095-7874（2014）10-0066-05

10.7640/zggw js201410019

2014-03-27

2014-05-04

劉元平 （1983 — ），男，湖北黃石市人，碩士，工程師，機(jī)械電子工程專業(yè)。E-mail：liuyp@fhdigz.com