碼頭工程輸煤皮帶機(jī)落煤管系統(tǒng)布置形式分析

何遵祥　張晶華

中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司

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碼頭工程輸煤皮帶機(jī)落煤管系統(tǒng)布置形式分析

何遵祥張晶華

中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司

摘要：介紹了輸煤皮帶機(jī)落煤管系統(tǒng)布置的分類；以江蘇某工程為背景，對(duì)不同落煤管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，減少揚(yáng)塵、系統(tǒng)維護(hù)和輔助設(shè)備配備等方面進(jìn)行了比選,提出了多邊槽型控制流道落煤管系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)策。

關(guān)鍵詞：輸煤； 皮帶機(jī)； 落煤管系統(tǒng)

1落煤管系統(tǒng)布置分類

大型散貨碼頭或電廠的轉(zhuǎn)運(yùn)落煤裝置可分為常規(guī)四邊形落煤管系統(tǒng)、圓管型曲線落煤管系統(tǒng)和多邊槽型控制流道落煤管系統(tǒng)3種類型[1]。

常規(guī)四邊形落煤管系統(tǒng)包括頭部漏斗及護(hù)罩、中段常規(guī)四邊型落煤管、下端折彎落煤管、全密封式帶托板導(dǎo)料槽、緩沖鎖氣器、卸壓布袋、回流管等裝置。

圓管型曲線落煤管系統(tǒng)包括頭部漏斗及護(hù)罩、中段圓管型曲線落煤管、下部導(dǎo)流箱及落料調(diào)節(jié)擋板、選配密封導(dǎo)料槽等。

多邊槽型控制流道落煤管系統(tǒng)，在美國(guó)、澳大利亞及南非等國(guó)已經(jīng)推廣10年以上，在電廠、礦山及港口等行業(yè)有很成熟和廣泛的應(yīng)用。該系統(tǒng)包括頭部集料漏斗及護(hù)罩、中段多邊槽型曲線落煤管、下端給料匙、沉降式導(dǎo)料槽及密封尾箱等。

2工程實(shí)例

2.1工程概況

江蘇某公司擬建設(shè)2個(gè)5萬t級(jí)煤炭卸船泊位、1個(gè)1萬t級(jí)煤炭裝船泊位及相應(yīng)配套設(shè)施，年設(shè)計(jì)通過能力為1 750萬t，其中進(jìn)口煤炭1 000萬t，出口煤炭750萬t。

2.2工程背景

多年來，常規(guī)輸煤系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)站的設(shè)計(jì)采用的方案基本上是參考行業(yè)規(guī)范如DT(II)A帶式輸送機(jī)手冊(cè)來確定的。但從設(shè)計(jì)本身上講，結(jié)構(gòu)布置主要依據(jù)的是工程經(jīng)驗(yàn)，常規(guī)落煤管不能有效地控制料流，存在著即便采用除塵器，轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)粉塵濃度依然不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象。因其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，沒有充分考慮物料流動(dòng)和空氣流動(dòng)的特點(diǎn)，所以在一些落差大的轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)還普遍存在揚(yáng)塵、灑料、磨損、堵煤等問題。這個(gè)問題困擾了物料輸送行業(yè)很多年。

隨著環(huán)保要求的提高及以人文為本的理念提升，行業(yè)內(nèi)專家學(xué)者、制造廠家及用戶嘗試了很多辦法，如做帶托板的全密封導(dǎo)料槽，加回流管及卸壓布袋，配合各種布袋、高壓靜電及沖擊式濕式除塵器等手段。雖然有部分改觀，但仍然無法從根本上解決問題。

本工程的建設(shè)單位具有較強(qiáng)的環(huán)保意識(shí)，且高度重視企業(yè)員工的生產(chǎn)生活環(huán)境，同時(shí)提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，提出本項(xiàng)目需要對(duì)陸域#4轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)落煤管系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，其具體要求如下：

(1)粉塵得到有效控制，達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，工作環(huán)境大為改善；

(2)控制后期維護(hù)和輔助設(shè)備的費(fèi)用。

因此，本工程的轉(zhuǎn)運(yùn)落煤系統(tǒng)要求具備粉塵外揚(yáng)少、對(duì)皮帶的影響小、連續(xù)可靠運(yùn)行等特點(diǎn)。

3落煤管系統(tǒng)形式設(shè)計(jì)

3.1落煤管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

(1)常規(guī)四邊形落煤管系統(tǒng)。頭部集料斗為非標(biāo)設(shè)計(jì)，中間管子的形狀為傳統(tǒng)四邊管型，最下部靠機(jī)械彎曲來增加摩擦阻力，需用緩沖鎖氣器。同時(shí)采用卸壓布袋及導(dǎo)流管來緩釋空氣壓力，重點(diǎn)采用全密封式帶托板導(dǎo)料槽進(jìn)行機(jī)械密封。無法進(jìn)行仿真模擬。

(2)圓管型曲線落煤管系統(tǒng)。頭部集料斗為非標(biāo)設(shè)計(jì)，中間管子的形狀呈曲線圓管型，靠彎曲來增加摩擦阻力，控制速度并約束中間段煤流狀態(tài)。不需用緩沖鎖氣器，但下部采用導(dǎo)流箱及導(dǎo)流擋板等調(diào)節(jié)裝置來導(dǎo)正落料，容易揚(yáng)塵，仿真模擬易失效。彎曲半徑導(dǎo)致傾角小，易堵煤。

(3)多邊槽型控制流道落煤管系統(tǒng)。頭部集料斗及下部給料匙為非標(biāo)設(shè)計(jì)，中間管子的形狀呈多邊體槽型，靠流線形彎曲來增加摩擦阻力，控制速度，用形狀來約束煤流狀態(tài)并控制方向。內(nèi)部提供平滑的運(yùn)動(dòng)線路，有利于防堵。不需用緩沖鎖氣器及導(dǎo)流擋板等阻礙或調(diào)節(jié)裝置，結(jié)構(gòu)本身具有這些功能，同時(shí)可進(jìn)行仿真模擬。

3.2控制轉(zhuǎn)運(yùn)揚(yáng)塵

落煤管是粉塵產(chǎn)生的主要源頭，常規(guī)落煤管系統(tǒng)配備有導(dǎo)料槽，盡管邊部密封較好，且也有尾部密封處理，甚至有的采用雙密導(dǎo)料槽或加回流管(其他所謂無動(dòng)力或微動(dòng)力)。但是由于落煤管高度較高，且物料基本呈直線型落下，其內(nèi)部產(chǎn)生空氣旋流很大，導(dǎo)致導(dǎo)料槽出口風(fēng)速大，從而產(chǎn)生大量揚(yáng)塵。

多邊槽型控制流道落煤管系統(tǒng)的基本特點(diǎn)是基本不需要外加動(dòng)力除塵設(shè)備, 通過控制物料的流動(dòng)，最大程度地減少浮塵的產(chǎn)生和減慢空氣的流動(dòng)速度，同時(shí)配合落料點(diǎn)處的粉塵沉降處理來達(dá)到除塵的目的，而且無需緩沖滾筒、緩沖鎖氣器及緩沖導(dǎo)流類擋板等常規(guī)設(shè)備。該系統(tǒng)是根據(jù)流體力學(xué)定律的應(yīng)用以及對(duì)微粒運(yùn)動(dòng)的了解，在復(fù)雜的物料測(cè)試和計(jì)算機(jī)流動(dòng)模擬的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出來的。

通過仿真實(shí)驗(yàn)可知，為實(shí)現(xiàn)落煤管預(yù)期的抑塵效果，需要控制物料以小于20°的角度撞擊集料斗壁，這樣物料是“沖刷”料斗壁, 而非“撞擊”料斗壁；同時(shí)槽型設(shè)計(jì)使散開物料集中起來沿壁下沖，解決倒“煤灰”問題。物料以集中形式向下沖刷，一方面控制過快速度，另一方面集中物料使空氣不易和其混合。在導(dǎo)料槽內(nèi)控制物料流速，使之和皮帶機(jī)帶速相近，且方向和皮帶運(yùn)行方向一致，這樣物料被放到皮帶上，沖擊力很小，同時(shí)也減少了導(dǎo)料槽中正壓和空氣速度，有利于剩余粉塵的沉降。

3.3系統(tǒng)維護(hù)和相關(guān)輔助設(shè)備配備

常規(guī)的四邊形落煤管系統(tǒng)上面大部分還是傳統(tǒng)的直管，下端做些機(jī)械彎曲，配常規(guī)緩沖鎖氣器、導(dǎo)流擋板及常規(guī)除塵器。轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)總體粉塵不達(dá)標(biāo)，工作狀態(tài)需要帶防毒面具進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)。襯板全部采用錳鋼板。有灑煤現(xiàn)象，且堵煤狀況嚴(yán)重，維護(hù)量較大，粉塵較大。該結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)是把導(dǎo)料槽做成全封閉的，再加上回流管和卸壓布袋?；旧鲜莻鹘y(tǒng)方案的組合，著眼點(diǎn)在下面的導(dǎo)料槽部分，除塵采用常規(guī)除塵器。

圓管型落煤管的結(jié)構(gòu)形狀呈圓管狀，靠彎曲來增加摩擦阻力，控制速度，末端用導(dǎo)流箱，內(nèi)設(shè)導(dǎo)流擋板來約束煤流狀態(tài)并控制方向。使用情況也較差。有輕微灑料，有可視性粉塵及明顯的吸入性粉塵。另外堵煤現(xiàn)象比較嚴(yán)重，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)人員反映，直徑1.2 m的圓管，堵煤后胖點(diǎn)的人根本鉆不進(jìn)去，同樣需要使用常規(guī)除塵器。

多邊形落煤管的管子形狀呈多邊體槽型，靠彎曲來增加摩擦阻力，控制速度，用形狀來約束煤流狀態(tài)并控制方向。內(nèi)部提供平滑的運(yùn)動(dòng)線路，有利于防堵，使用情況較好，無灑料，無可視性粉塵及無明顯的吸入性粉塵，不需用緩沖鎖氣器等阻礙裝置，配有小的扁布袋備用，運(yùn)行過程中噪聲很小。襯板大部分采用陶瓷磚，在局部直接沖擊點(diǎn)部位采用耐磨鋼板，基本實(shí)現(xiàn)了免維護(hù)。

通過實(shí)地調(diào)研已建工程案例對(duì)比分析，在提高抑塵效果的前提下，有效地控制了其后期維護(hù)和輔助除塵器的設(shè)備造價(jià)。

通過對(duì)落煤管結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的比選、除塵研究、后期維護(hù)及輔助設(shè)備的選擇，本工程最終選擇多邊槽型控制流道落煤管系統(tǒng)的布置形式，詳見表1。

表1　綜合比選表

4結(jié)語

多邊槽型控制流道落煤管系統(tǒng)不僅結(jié)構(gòu)可靠，同時(shí)該系統(tǒng)在控制揚(yáng)塵，整體費(fèi)用控制方面都具備很大的優(yōu)勢(shì)，是一種理想的轉(zhuǎn)運(yùn)裝置。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]姜之勇，趙建民，劉琦，等. 防堵逸塵曲線落煤筒在輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2013(2):72-79.

[2]孟凡彬，譚光道. 輸煤棧橋落煤管存在的問題及解決措施[J]. 中國(guó)電力教育，2008(1):22-24.

何遵祥： 430071，武漢市民主路555號(hào)

Analysis of the Layout of Coal Falling Pipe System with Terminal Coal Belt Conveyor

CCCC Second Harbor Consultants Co.,Ltd.He ZunxiangZhang Jinghua

Abstract：In this paper the classification of the layout of coal falling pipe system used on coal transforming belt conveyor is introduced, and different systems are compared from the aspect of structure characteristic, reducing dust, system maintenance and ancillary equipment based on a project in Jiangsu. Finally, a design policy is presented for the coal falling pipe system with Multilateral groove control flow.

Key words:coal transformation; belt conveyor; coal falling pipe system

收稿日期：2016-03-03

DOI：10.3963/j.issn.1000-8969.2016.03.012