通用帶式輸送機在粉料中轉(zhuǎn)站的無塵設(shè)計與應(yīng)用

袁錫康 袁東 江文根

（杭州奧拓機電技術(shù)股份有限公司，浙江杭州311107）

近年來，隨著散裝水泥、預(yù)拌混凝土、預(yù)拌砂漿和水泥預(yù)制構(gòu)件四位一體科學(xué)發(fā)展，散裝水泥、粉煤灰和礦粉等粉料中轉(zhuǎn)站高質(zhì)量布點、高質(zhì)量興建、高質(zhì)量技改勢在必行。以散裝水泥為例，擁有豐富原材料資源的內(nèi)陸水泥企業(yè)通過長途水路運輸將優(yōu)質(zhì)散裝水泥搬運到工程建設(shè)量大面廣的沿海地區(qū)，采用各類卸船機械卸船后經(jīng)運輸機械轉(zhuǎn)運至儲倉儲存，再配送、分銷到預(yù)拌混凝土、預(yù)拌砂漿和水泥預(yù)制構(gòu)件等各類終端用戶使用已成趨勢。對于粉料中轉(zhuǎn)企業(yè)，節(jié)能減排是頭等大事，這既是企業(yè)經(jīng)濟效益的需要，更是社會效益和環(huán)境效益的需要。就企業(yè)而言：節(jié)約能源、降低能源消耗，中轉(zhuǎn)產(chǎn)生的成本就低，市場競爭能力就強；減少污染物排放，物料損耗率就低，對職工職業(yè)健康安全有利。因此，節(jié)能減排措施在設(shè)計階段就應(yīng)予以考慮，主要體現(xiàn)在：卸船機選型、后續(xù)輸送系統(tǒng)工藝設(shè)計與設(shè)備選型、電氣自動化與智能化控制系統(tǒng)設(shè)計等。本文重點闡述后續(xù)通用帶式輸送機工藝設(shè)計與設(shè)備選型問題。

一、輸送方式的選型

隨著水泥集中度的逐步提高，粉料中轉(zhuǎn)站規(guī)模愈來愈大，同時受碼頭使用效率的影響，倉儲設(shè)施離碼頭的距離愈來愈遠(yuǎn)。所以后續(xù)輸送設(shè)備的設(shè)計選型成為粉料中轉(zhuǎn)站日后經(jīng)營狀況的決定因素之一，也成為粉料中轉(zhuǎn)站日常管理的難點。目前，粉料中轉(zhuǎn)站常用的后續(xù)輸送方式有斜槽與提升機組合輸送方式、通用帶式輸送機與提升機組合輸送方式、斜槽與通用帶式輸送機及提升機組合輸送方式、數(shù)臺通用帶式輸送機接力輸送方式等，而氣力輸送方式僅適用于卸船能力小、規(guī)模小、輸送距離短的粉料中轉(zhuǎn)站。隨著碼頭與倉儲設(shè)施之間距離的不斷加大，通用帶式輸送機以其能耗低、輸送能力大、工藝簡單、維護工作量小等優(yōu)異性能而成為不二選擇。

二、通用帶式輸送機的特點

通用帶式輸送機是一種以摩擦驅(qū)動的連續(xù)運輸設(shè)備，自1868年在英國誕生以來，應(yīng)用一直非常廣泛。它可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程，既可以進行碎散物料的輸送，也可以進行成件物品的輸送。此外，還可以與生產(chǎn)流程中工藝過程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線，應(yīng)用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中。

通用帶式輸送機具有輸送物料種類廣泛，輸送能力范圍寬，輸送線路適應(yīng)性強，輸送距離長，裝卸料靈活性高，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，使用安全，易于實現(xiàn)自動化和集中化控制，運行費用低等一系列顯著的特點。

通用帶式輸送機用于輸送碎散物料時，物料的松散密度范圍一般為500～2500 kg/m3，涵蓋了本文所稱的粉料中轉(zhuǎn)站的所有物料。但使用該類輸送設(shè)備，若設(shè)計與使用不當(dāng)，則普遍存在一個非常突出的問題：粉塵污染。

三、通用帶式輸送機的無塵設(shè)計

為解決以上存在的問題，我們首先需研究粉料中轉(zhuǎn)站所處理物料的特性和輸送設(shè)備布置特點。

粉料中轉(zhuǎn)站典型的物料為散裝水泥、粉煤灰、礦粉等，其共有的特性為：干燥度大，流動性好，堆積角小，易揚塵，吸濕性強，遇潮易粘附等。且大型粉料中轉(zhuǎn)站一般布局在沿海地區(qū)港口，物料經(jīng)多臺輸送設(shè)備接力后入庫，其特點為：設(shè)備間轉(zhuǎn)運點落差大，轉(zhuǎn)運節(jié)點多，輸送距離長，常年平均風(fēng)速大、天氣多變。

筆者集數(shù)十年的工程經(jīng)驗，提出以下無塵設(shè)計解決方案。

1、工藝選型與布置

通用帶式輸送機的輸送能力應(yīng)與卸船機的卸船能力相匹配，并大于卸船機的卸船能力。富余系數(shù)與卸船機類型及是否有穩(wěn)流設(shè)施有關(guān)，對于連續(xù)式卸船機，建議取1.2的經(jīng)濟型系數(shù)。富余系數(shù)不足會造成撒料。

布置形式多樣化?？梢詥螜C，也可多機組合，可布置成水平、傾斜、水平與傾斜的組合，需根據(jù)現(xiàn)場情況進行一案一設(shè)計，具體涉及卸船機類型和有關(guān)參數(shù)、碼頭、水文、棧橋、庫位及布置形式、道路設(shè)置、地形等多種因素，不再贅述。

2、布置傾角

布置傾角需綜合考慮項目的經(jīng)濟性、設(shè)備的可靠性、維護的便利性、物料性能（堆積比重、內(nèi)摩擦角、流動性、細(xì)度、含水率等等）、帶速等多重因素。譬如布置成全程爬坡，對物料的穩(wěn)定輸送極為有利，但增加了輸送廊道的造價，對日后的維護也不利。經(jīng)驗表明，對于散裝水泥、粉煤灰、礦粉等物料的輸送，向上輸送時的布置傾角不宜大于4°，向下輸送時的布置傾角不宜大于3°，否則將會撒料外溢。

值得注意的是，受料段必須采用水平布置，并根據(jù)帶速留足水平段長度，讓物料中的氣體在進入弧段前能基本逸出，以增加物料的內(nèi)摩擦角，消除撒料外溢的內(nèi)在因素。水平段與傾斜段之間宜采用大圓弧段過渡方式，不宜采用小圓弧段加過渡壓輪的方式，以避免該處因輸送帶張緊造成的槽角變小從而引起的物料外溢現(xiàn)象。

3、托輥槽角和導(dǎo)料槽

常規(guī)的防撒料方式是設(shè)置全程導(dǎo)料槽，但這是一種被動措施，它并不能完全消除撒料現(xiàn)象，反而增加了動力消耗，甚至局部部位如導(dǎo)料槽之間的接頭處噴料更為嚴(yán)重。

粉狀物料受輸送過程中輸送帶的抖動等影響，其堆積角幾乎接近于0°，這也是實際輸送能力往往低于理論計算輸送能力的原因。因此，筆者建議通過兩項措施來預(yù)防撒料：一是選取大的托輥槽角，二是僅在受料處和頭輪處設(shè)置導(dǎo)料槽，以期既達(dá)到較大的輸送能力，又達(dá)到低成本小功耗的效果。即采用小帶寬、大槽角、局部設(shè)置導(dǎo)料槽的解決方案，工程總成本和運行費用遠(yuǎn)小于大帶寬、小槽角、全程導(dǎo)料槽的方案。同時減少占地面積，便于碼頭棧橋的布置；增大托輥槽角后，也有利于減少輸送帶跑偏現(xiàn)象的發(fā)生。

4、托輥間距

通用帶式輸送機托輥間距通常為物料的松散密度≤1600 kg／m3時，承載托輥間距取1.2 m；物料的松散密度＞1600 kg／m3時，承載托輥間距取l.0m；鋼絲繩芯帶式輸送機，承載托輥間距取1.5 m：回程平行托輥，間距取3.0 m。

在設(shè)計選型時，托輥間距應(yīng)同時滿足兩個條件：一是考慮托輥承載能力及使用壽命要求；二是要保證輸送帶適當(dāng)?shù)南麓苟龋ㄒ话銥?%）。應(yīng)遵循張力較小的區(qū)段采用較小的托輥間距，張力較大的區(qū)段采用較大的托輥間距，并綜合考慮其他因素，譬如物料性質(zhì)、輸送帶寬度、輸送機傾角、實際運行情況等的影響；輸送機較長時，可分段確定托輥間距，以期達(dá)到既節(jié)省托輥數(shù)量又滿足合理張力的需求、減小輸送機運行阻力、降低輸送帶跑偏率、提高運行效率、延長輸送帶的使用壽命、降低運行成本的效果。

綜合以上因素，并總結(jié)多項工程經(jīng)驗，建議粉料中轉(zhuǎn)站承載托輥間距取0.8m或0.9 m，輸送機較長時，分段確定托輥間距。

5、受料流量

受料處流量應(yīng)均勻連續(xù)，當(dāng)來料為間歇式時，建議輸送機選型時考慮：一是加大輸送機規(guī)格，二是在收料處增設(shè)穩(wěn)流設(shè)備；二者選其一或同時采納。受料處流量均勻連續(xù)，可以減少輸送帶跑偏的概率，可以減小整個流水線輸送設(shè)備的規(guī)格，可以較少除塵風(fēng)量，從而降低造價和運行費用。

6、輸送帶跑偏

輸送帶跑偏是最常見的故障，是影響輸送機使用壽命和產(chǎn)生粉塵污染的重要因素之一，嚴(yán)重的會發(fā)生停機事故或?qū)е氯藛T傷亡。工藝設(shè)計時受料處位置和形狀應(yīng)合理，如受料處必須對中不能偏載，根據(jù)落差、帶速、帶寬、物料性能設(shè)計受料處專用溜子（積料箱式較為理想），以期改變物料的下落方向和位置，使物料順著輸送方向有一定的初速度，且該初速度與帶速愈接近愈佳；設(shè)置預(yù)防輸送帶跑偏開關(guān)，并能自動報警。

7、頭部改進

由于輸送帶在接近頭部時從槽型漸變?yōu)槠叫?，因此頭部撒料是通用帶式輸送機的通病，為此須增設(shè)頭部導(dǎo)料裝置。頭部導(dǎo)料裝置的側(cè)板應(yīng)跟隨輸送帶漸變，密封用膠帶需緊貼輸送帶。

頭部的另一個通病是密封性差，輸送粉料時揚塵特別嚴(yán)重。因此，須采取頭部密封措施，包括頭罩、頭部漏斗兩側(cè)板與滾筒軸之間的間隙，頭罩與增加的頭部導(dǎo)料槽之間的間隙，頭部導(dǎo)料槽迎料端，頭部漏斗與回程輸送帶之間的間隙均需要加強密封。

選用可靠的頭部清掃裝置是預(yù)防回程輸送帶帶料污染環(huán)境的重要措施?，F(xiàn)階段，清掃裝置品種較多，除傳統(tǒng)的彈簧式清掃器外，還有重錘式清掃器、合金橡膠清掃器、轉(zhuǎn)刷式清掃器、篦子式刮板清掃器、聚氨酯清掃器、高壓噴氣式清掃器等。但要徹底解決回程輸送帶帶料問題，建議采用兩種清掃器的組合，即采用兩道清掃工藝，若安裝距離不夠，則可采取兩種方法：方法a，在標(biāo)準(zhǔn)頭部漏斗的基礎(chǔ)上作加高、加長改造；方法b，緊貼標(biāo)準(zhǔn)頭部漏斗處加裝集灰斗。見圖1。

圖1 頭部改進示意圖

采用圖1中方法a時，增加了設(shè)備的凈高；采用方法b時，不增加設(shè)備的凈高，但需增添回灰設(shè)備（可采用小型螺旋輸送機或斜槽等）。

8、除塵系統(tǒng)配置

在采取以上措施后，仍需合理選配除塵系統(tǒng)。除塵系統(tǒng)的主機一般選用除塵效率高、適應(yīng)性強的在線單機脈沖式或離線氣箱式袋除塵器。吸塵點的選取、處理風(fēng)量與負(fù)壓值、風(fēng)管的布置與管內(nèi)風(fēng)速等參數(shù)決定了除塵系統(tǒng)的使用效果。

⑴吸塵點的選?。何鼔m點應(yīng)選取易揚塵的部位，如受料處、頭部漏斗和頭罩處、移動小車上。

⑵處理風(fēng)量：每個吸塵點的收塵風(fēng)量應(yīng)充分考慮前道設(shè)備的類型、導(dǎo)料槽的密封程度、輸送帶的下垂度、最大瞬時流量、物料性質(zhì)等綜合選取。歸納總結(jié)以往工程經(jīng)驗，得出各吸塵點及處理風(fēng)量、負(fù)壓值（指吸塵點內(nèi)外部之間的壓差，產(chǎn)生微負(fù)壓粉塵不外逸即可）供參考。見表1。

表1、各吸塵點技術(shù)參數(shù)表（建議值）

⑶除塵風(fēng)管的布置與管內(nèi)風(fēng)速：各吸塵點可以選用單機除塵器就地凈化，也可選用氣箱式袋除塵器集中收塵，集灰回收至輸送系統(tǒng)中。除塵風(fēng)管不宜水平布置，應(yīng)與水平呈45°以上。管內(nèi)設(shè)計風(fēng)速取決于粉塵的性質(zhì)和管道的傾斜情況，以灰塵不沉積為限，一般在10～20 m/s范圍內(nèi)，建議選15～16 m/s，當(dāng)水平布置不可避免時選16～18 m/s。采用集中收塵方式時，各支管需裝設(shè)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門，以方便地調(diào)節(jié)至各支管均有微負(fù)壓。見圖2。

圖2 除塵系統(tǒng)配置示意圖

四、無塵設(shè)計的應(yīng)用效果

按照以上技術(shù)要領(lǐng)，筆者公司在近15年的工程中進行了應(yīng)用，驗證表明使用效果明顯。得出以下結(jié)論：

1、布置傾角能小則小，且物料干燥度愈高、細(xì)度愈小、流動性愈好，則傾角應(yīng)愈小。

2、物料堆積角按照0°計算輸送能力更貼近實際運行數(shù)據(jù)。

3、頭部不作改進或改進不合理及除塵系統(tǒng)配置不當(dāng)，是通用帶式輸送機揚塵的最主要原因。

4、粉料在中段輸送過程中基本平穩(wěn)，不會產(chǎn)生揚塵，不必設(shè)置全程導(dǎo)料槽，僅需在受料點設(shè)置導(dǎo)料槽即可。但沿海地區(qū)風(fēng)力較大，為避免輸送過程中粉料被橫風(fēng)揚起而污染海洋，可以做全封閉輸送廊道。

5、斜槽轉(zhuǎn)運至帶式輸送機受料環(huán)節(jié)，需按照物料流態(tài)化的特性從排氣、收塵、降低料流沖擊速度等細(xì)節(jié)入手，通盤考慮、融合設(shè)計。

6、處理風(fēng)量須根據(jù)具體情況合理選擇計算參數(shù)，給予一定的富余量。

綜上，通用帶式輸送機仍然不失為一種最經(jīng)濟、可靠、耐用、環(huán)保的輸送機械，特別適合于干散粉狀物料碼頭使用，對其進一步推廣應(yīng)用具有廣泛的參考價值。