合理配置與安裝煤炭采制樣系統(tǒng)

閆偉，李夢(mèng)佳

（中交一航局第五工程有限公司，河北秦皇島066002）

合理配置與安裝煤炭采制樣系統(tǒng)

閆偉，李夢(mèng)佳

（中交一航局第五工程有限公司，河北秦皇島066002）

在煤炭碼頭皮帶輸送機(jī)煤炭采制樣系統(tǒng)的技術(shù)準(zhǔn)備、選型、制造、安裝、調(diào)試過(guò)程中，采取一系列措施，解決了設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜、運(yùn)行條件惡劣等不利條件帶來(lái)的影響，保證潔凈舒適的操作環(huán)境，滿足使用要求，達(dá)到預(yù)期效果，對(duì)類(lèi)似項(xiàng)目具有一定借鑒作用。

煤炭碼頭；采制樣；設(shè)備；制作；安裝

1 工程概況

國(guó)投湄洲灣煤炭碼頭工程位于莆田市南部忠門(mén)半島秀嶼區(qū)東鋪鎮(zhèn)，已建1個(gè)7萬(wàn)噸級(jí)和1個(gè)10萬(wàn)噸級(jí)煤炭卸船泊位，卸船系統(tǒng)由4臺(tái)抓斗卸船機(jī)、2條皮帶機(jī)等組成。

卸船流程共配置2套煤炭采制樣裝置，對(duì)卸船進(jìn)場(chǎng)煤炭采制樣。

采制樣系統(tǒng)的初級(jí)采樣機(jī)布置在廊道皮帶機(jī)之上；斗式提升機(jī)布置在地面至鋼結(jié)構(gòu)棧橋面上；破碎機(jī)、初級(jí)縮分器、皮帶機(jī)等安裝在鋼結(jié)構(gòu)取制樣樓內(nèi)，取制樣樓為全封閉式結(jié)構(gòu)[1]。

2 工程特點(diǎn)及難點(diǎn)分析

1）系統(tǒng)自動(dòng)化程度高

自動(dòng)化取制樣主要由兩部分組成：控制系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)[2]。本采制樣系統(tǒng)采用“二級(jí)破碎、二級(jí)縮分、全自動(dòng)包裝”的設(shè)計(jì)，工藝處于國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，自動(dòng)化程度較高。

2）設(shè)備安裝精度要求高

采制樣系統(tǒng)要求采樣頭取樣時(shí)不影響皮帶上煤炭縱向流動(dòng)狀態(tài)，不可接觸皮帶；要求系統(tǒng)內(nèi)的空氣循環(huán)量最少，以避免煤樣水分變化，因此對(duì)設(shè)備密封性能和安裝精度要求較高。

機(jī)械采制樣系統(tǒng)設(shè)備圖見(jiàn)圖1。

3）設(shè)備運(yùn)行條件惡劣

本采制樣系統(tǒng)煤炭在皮帶機(jī)、采樣機(jī)、料斗、溜筒等不同設(shè)備間轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中，在物料置換空氣、皮帶回程帶料、設(shè)備本身的鼓風(fēng)等作用下形成的揚(yáng)塵，對(duì)設(shè)備的機(jī)械和電氣控制系統(tǒng)影響較大；采制樣間地面清潔采用水沖洗，對(duì)電氣設(shè)備防護(hù)要求較高；為避免產(chǎn)生的粉塵溢出設(shè)備外部，初級(jí)縮分器和二級(jí)縮分器的電機(jī)安裝在封閉的殼體內(nèi)，造成電機(jī)散熱不良。

圖1 機(jī)械采制樣系統(tǒng)設(shè)備圖Fig.1Equipment diagram for mechanical sampling system

4）噪音控制要求高

對(duì)采制樣過(guò)程中電機(jī)、皮帶機(jī)運(yùn)行、物料在溜筒管內(nèi)下落沖擊筒壁、破碎機(jī)破碎煤塊、各機(jī)械連接節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)產(chǎn)生的噪音均要求進(jìn)行有效控制，防噪聲污染要求較高。

3 系統(tǒng)優(yōu)化與前期質(zhì)量控制

3.1 系統(tǒng)優(yōu)化

為做好項(xiàng)目總承包管理，保證系統(tǒng)設(shè)備滿足使用功能要求、運(yùn)行穩(wěn)定，把前期技術(shù)準(zhǔn)備工作作為重點(diǎn)，結(jié)合項(xiàng)目整體規(guī)劃設(shè)計(jì)，組織召開(kāi)設(shè)計(jì)三階段會(huì)，進(jìn)行專(zhuān)題論證，協(xié)調(diào)各相關(guān)專(zhuān)業(yè)及接口，完善采制樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，明確監(jiān)造重點(diǎn)。

3.2 噪音控制

噪音控制主要措施：選擇質(zhì)量好的電機(jī)；保證安裝精度；軸向間隙定位準(zhǔn)確；減少不平行度；確保系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)。減速機(jī)在安裝時(shí)，特別是聯(lián)軸節(jié)的安裝嚴(yán)格按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；適當(dāng)增加溜筒壁厚，減少轉(zhuǎn)彎，溜筒支座處設(shè)彈性減震墊；保證斗提機(jī)安裝精度，減少料斗和直筒之間的摩擦和沖擊，控制各轉(zhuǎn)動(dòng)軸的制造精度與安裝間隙。

3.3 機(jī)械與購(gòu)配件優(yōu)化

2套采制樣系統(tǒng)的返料能夠?qū)崿F(xiàn)相互切換[3]。

淌篩的柵格孔交錯(cuò)布置，柵格孔選用豎條形式，減少橫向加強(qiáng)筋。

各落煤管與水平面的夾角不小于70°；溜管的折點(diǎn)采用圓弧過(guò)渡，傾角不低于70°，防止管壁積煤或堵料。

一級(jí)破碎機(jī)出料粒度為13 mm，二級(jí)破碎機(jī)出料粒度為6 mm，二級(jí)破碎機(jī)所需的各規(guī)格篩板滿足破碎4~10 mm規(guī)格要求。

縮分器選用帶獨(dú)立混勻裝置的形式，做好中心軸密封，保證縮分精度[3]。

破碎機(jī)采取有效措施，避免過(guò)熱造成煤炭水分散失。

3.4 電氣防護(hù)

電氣防護(hù)采取國(guó)際電工委員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)IEC 60529，主要有：電機(jī)絕緣等級(jí)為F級(jí)，電機(jī)外殼防護(hù)等級(jí)均為IP55；電控柜采用304不銹鋼柜體，厚度不小于1.2 mm，防護(hù)等級(jí)為IP56；機(jī)旁操作箱采用304不銹鋼柜體，厚度不小于2 mm，防護(hù)等級(jí)IP65[4]。

3.5 電氣系統(tǒng)優(yōu)化

MCC柜增設(shè)I類(lèi)SPD浪涌保護(hù)器，各接觸器控制回路增設(shè)熱保護(hù)裝置；采樣頭保持信號(hào)輸入PLC，接入方式采用中間繼電器轉(zhuǎn)接的無(wú)源觸點(diǎn)；采制樣火災(zāi)報(bào)警、指令廣播、視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用光纖與港區(qū)主系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。

4 過(guò)程控制

4.1 設(shè)備制造

根據(jù)設(shè)備特點(diǎn)和要求，加強(qiáng)設(shè)備監(jiān)造管理，督促供應(yīng)商嚴(yán)格按合同履約，保證設(shè)備質(zhì)量及供貨進(jìn)度。編制監(jiān)制大綱，對(duì)各設(shè)備制造、組裝過(guò)程等重點(diǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制。

外購(gòu)件全部選用優(yōu)質(zhì)名牌、節(jié)能、先進(jìn)產(chǎn)品，適用于惡劣的工況。配套機(jī)電產(chǎn)品有生產(chǎn)許可證及生產(chǎn)檢驗(yàn)合格證。

對(duì)主要及關(guān)鍵組部件的制造工藝、工序和制造質(zhì)量檢查與確認(rèn)。

對(duì)原材料、表面預(yù)處理、鋼結(jié)構(gòu)制造、焊接、螺栓組裝、表面處理、涂裝、電氣、控制和管線等各個(gè)環(huán)節(jié)控制和把關(guān)。

零部件均考慮標(biāo)準(zhǔn)性、通用性、互換性，以便于管理和維修。

4.2 鋼結(jié)構(gòu)安裝

采制樣間鋼結(jié)構(gòu)位于煤炭輸送皮帶機(jī)廊道下方，采制樣樓頂距廊道底約為2.5 m，且采制樣樓內(nèi)空間較小，設(shè)備所屬鋼結(jié)構(gòu)位于主體鋼結(jié)構(gòu)框架之內(nèi)，鋼結(jié)構(gòu)施工的同時(shí)必須兼顧設(shè)備的安裝。

采制樣樓主體鋼結(jié)構(gòu)按照鋼柱、柱間支撐、中間梁、頂層梁、屋面檁條次序安裝，設(shè)備就位后，再安裝外部彩鋼瓦。

采制樣裝置內(nèi)部空間較小，安裝平臺(tái)的工作空間相應(yīng)較小，安排專(zhuān)業(yè)起重人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查和指導(dǎo)作業(yè)，制定吊車(chē)的選型、站位和吊具選擇等具體施工計(jì)劃，對(duì)起重吊裝作業(yè)安全嚴(yán)格控制。

施工位置緊靠海邊，為防止突風(fēng)危害，設(shè)備及構(gòu)件就位后要固定牢固，每天收工前檢查固定措施落實(shí)情況。

4.3 機(jī)械設(shè)備安裝

1）安裝工序

①放線（軸線、標(biāo)高）。

②地面機(jī)械設(shè)備安裝（皮帶運(yùn)輸機(jī)、全自動(dòng)包裝機(jī)、空壓機(jī)）。

③二層設(shè)備安裝（三級(jí)給料皮帶機(jī)、二級(jí)縮分器）。

④三層機(jī)械設(shè)備安裝（二級(jí)破碎機(jī)、初級(jí)縮分器）。

⑤四層機(jī)械設(shè)備安裝（破碎機(jī)、二級(jí)給料機(jī)、初級(jí)給料機(jī)、除鐵器、采樣頭）、落料槽安裝。

⑥斗提機(jī)安裝。

各系統(tǒng)分層布置見(jiàn)圖2。

2）初級(jí)采樣機(jī)安裝

首先將設(shè)備支架安裝就位，再安裝采樣頭，調(diào)整采樣頭與原有輸煤皮帶機(jī)的間隙。

初級(jí)采樣器安裝時(shí)，必須保證切割器傳動(dòng)軸水平安裝，傳動(dòng)軸與電機(jī)軸同心，調(diào)平時(shí)加墊片；保證切割器傳動(dòng)軸和輸送皮帶平行，切割器外沿距離皮帶20～30 mm，前后左右均衡一致；設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)切割器外沿與皮帶的距離保持一致。

3）破碎機(jī)安裝

破碎機(jī)轉(zhuǎn)子已在工廠內(nèi)安裝固定于機(jī)體軸座上，并擰緊了軸座螺栓。破碎機(jī)運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，吊裝就位，要求轉(zhuǎn)子中心線水平，消除在運(yùn)行過(guò)程中作用于軸承上的側(cè)向推力，減小振動(dòng)和噪音。把間隙片置于破碎機(jī)底座和基礎(chǔ)之間，將水準(zhǔn)儀放在轉(zhuǎn)子軸頂上檢測(cè)水平度，當(dāng)轉(zhuǎn)子被調(diào)平至符合要求后，緊固安裝螺栓。

4）縮分器安裝

安裝時(shí)注意旋轉(zhuǎn)縮分器與出料管和棄料管的配合；電機(jī)安裝在設(shè)備內(nèi)部，用螺栓把罩蓋壓緊在機(jī)體上，防止煤粉向外溢出。

5）皮帶輸送機(jī)安裝

皮帶機(jī)出廠前整機(jī)已組裝，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)應(yīng)注意皮帶機(jī)的運(yùn)行方向應(yīng)與系統(tǒng)布置圖相一致，與皮帶機(jī)支架用螺栓連接緊固。

調(diào)整滾筒架上的螺栓來(lái)調(diào)整輸送帶張力，保證輸送帶不打滑。調(diào)整托輥來(lái)控制輸送帶的跑偏量，保持運(yùn)行平穩(wěn)。

圖2 采制樣系統(tǒng)安裝圖Fig.2Installation diagram of sampling system

6）斗提機(jī)安裝

將機(jī)座就位在基礎(chǔ)上，以機(jī)座法蘭面為基準(zhǔn)校正水平，并擰緊地腳螺栓固定。將機(jī)筒自下而上逐節(jié)安裝，最后安裝機(jī)頭。

機(jī)筒法蘭聯(lián)接處用橡膠板條（或石棉墊）襯墊，并緊固聯(lián)接螺栓，法蘭邊的連接處不得有明顯的錯(cuò)位和縫隙。

畚斗（料斗）及輸送帶的安裝：輸送帶需經(jīng)預(yù)拉伸后方可打孔安裝畚斗，輸送帶接頭搭接長(zhǎng)度至少應(yīng)跨3個(gè)畚斗，用皮帶螺栓聯(lián)接，接頭方向應(yīng)同膠帶運(yùn)行方向。畚斗需在輸送帶連接后，逐件用螺栓安裝在輸送帶上。

打開(kāi)機(jī)頭座上觀察蓋，調(diào)節(jié)回流擋板，使畚斗和擋板的間隙保持10~15 mm之間。

膠帶經(jīng)調(diào)整到適當(dāng)?shù)墓ぷ骼?，拉緊裝置剩余的行程應(yīng)大于全部行程的50%；拉緊裝置的調(diào)整螺栓和滑板，調(diào)整時(shí)應(yīng)靈活，不應(yīng)有阻滯現(xiàn)象；料斗中心線對(duì)膠帶中心線的不重合度不超過(guò)5 mm，料斗與膠帶的連接螺栓應(yīng)緊鎖。

清除機(jī)內(nèi)所有的雜物，張緊輸送帶，電機(jī)接線正確，不能使減速器反轉(zhuǎn)，緊固各聯(lián)接螺栓，點(diǎn)動(dòng)檢查輸送帶是否跑偏及有無(wú)異常響聲，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)排除。

7）電氣設(shè)備、控制設(shè)備安裝

各機(jī)械設(shè)備安裝就位后，安裝電氣和控制系統(tǒng)，最后安裝火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、消防控制和監(jiān)控設(shè)備。

柜體的金屬框架、柜門(mén)應(yīng)以裸銅線與接地體可靠連接。

落地式配電箱（柜）內(nèi)的管路，排列整齊，管口應(yīng)高出基礎(chǔ)面50~80 mm。

接地的接地電阻不大于4 Ω，設(shè)備接地與防雷接地共用接地極。

5 系統(tǒng)設(shè)備調(diào)試和試運(yùn)行

5.1 調(diào)試前必須具備下列條件

1）單體設(shè)備安裝到位，電機(jī)、電推桿等執(zhí)行器完成接線；

2）機(jī)旁操作箱、傳感器安裝完畢，并完成接線；

3）接地齊全、完整、可靠；

4）配電柜、操作臺(tái)能正常供電；5）照明系統(tǒng)正常。

5.2 設(shè)備調(diào)試內(nèi)容

1）初級(jí)采樣器、破碎機(jī)、旋轉(zhuǎn)縮分器、振動(dòng)篩、料斗秤、棄樣皮帶機(jī)、斗提機(jī)等各單體設(shè)備工作正常，連鎖信號(hào)靈敏、有效；

2）配電設(shè)備、控制設(shè)備工作正常，防結(jié)露功能正常；

3）監(jiān)控界面、工業(yè)電視監(jiān)視設(shè)備、對(duì)講系統(tǒng)工作正常，報(bào)警系統(tǒng)靈敏、可靠；

4）緊急停止開(kāi)關(guān)、維修電源箱、照明及電熱敷設(shè)施工作正常；

5）在自動(dòng)狀態(tài)下，皮帶秤信號(hào)符合條件時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)采樣，并且縮分比合格、留樣量正常；

6）報(bào)表、查詢(xún)、歸檔、顯示等人機(jī)信息功能正常；

7）能為偏差與精密度試驗(yàn)提供程序支持；

8）港口靠船正常卸煤作業(yè)中，皮帶機(jī)工作正常，進(jìn)行采制樣系統(tǒng)重載聯(lián)動(dòng)運(yùn)行；通過(guò)調(diào)整各環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)使采制樣系統(tǒng)縮分比、留樣量均正常。

6 結(jié)語(yǔ)

1）國(guó)投湄洲灣煤炭碼頭工程皮帶輸送機(jī)煤炭采制樣系統(tǒng)設(shè)備種類(lèi)多，涉及機(jī)械、電氣、通訊、控制、消防等多專(zhuān)業(yè)協(xié)調(diào)、多部門(mén)合作，通過(guò)精心的技術(shù)準(zhǔn)備、選型、制造、安裝和調(diào)試等一系列控制措施，科學(xué)組織，合理優(yōu)化，解決了設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜、運(yùn)行條件惡劣等不利條件帶來(lái)的影響。

2）本系統(tǒng)工藝先進(jìn)，運(yùn)行可靠，符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，取得了《煤炭采制樣設(shè)備性能鑒定證書(shū)》。在煤炭卸船過(guò)程中，系統(tǒng)運(yùn)行良好，符合設(shè)計(jì)要求，達(dá)到預(yù)期功能。

[1]國(guó)投湄洲灣港口有限公司裝船取制樣裝置AB階段設(shè)計(jì)審查資料[Z].北京：北京通尼科技有限公司，2015. Design examination documents for phase AB of shipment sampling equipment for SDIC Meizhouwan Port Co.,Ltd.[Z].Beijing:Beijing Tony Tech.Co.,Ltd.,2015.

[2]王春生，陳小奇，孫良，等.寶鋼自動(dòng)化取制樣系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展[J].金屬礦山，2010（11）：116-120. WANG Chun-sheng,CHEN Xiao-qi,SUN Liang,et al.Applications and developments of automated sampling and sample preparation system in Baosteel[J].Metal Mine,2010(11):116-120.

[3]王琦.SX2型旋轉(zhuǎn)縮分器設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)及在煤炭機(jī)械化采制樣裝置中的應(yīng)用[J].煤質(zhì)技術(shù)，2007（5）：13-15. WANG Qi.Design&development of SX2 rotary type coal division device and its application in mechanical sampling and preparation of coal[J].Coal Quality Technology,2007(5):13-15.

[4]IEC 60529—2013，機(jī)殼提供的防護(hù)等級(jí)（IP代碼）[S]. IEC 60529—2013,Degrees of protection provided by enclosures (IP code)[S].

Rational configuration and installation of coal sampling system

YAN Wei,LI Meng-jia
（No.5 Engineering Company Ltd.of CCCC First Harbor Engineering Co.,Ltd.,Qinhuangdao,Hebei 066002,China）

The influence caused by complication of system and bad operation conditions can be eliminated and a clean and comfortable operation environment can be created by adopting a serious of measurements during the engineering preparation, equipment selection,manufacture,installation,commissioning of belt conveyor coal sampling system for coal terminal.The operating requirements can be satisfied and the desired effect can be achieved.This paper gives enlightenment to similar works. Key words：coal terminal;sampling;equipment;manufacture;installation

U653.99

B

2095-7874（2017）07-0104-05

10.7640/zggwjs201707024

2017-05-12

閆偉（1968—），男，河北蔚縣人，高級(jí)工程師，副總工程師，主要從事港口工程機(jī)電安裝、鋼結(jié)構(gòu)和設(shè)備制造管理。E-mail：hwyanwei@126.com