安鋼物料運輸皮帶密封實踐

張 峰 王 聰 田浩哲

（安陽鋼鐵建設有限責任公司）

0 引言

鋼鐵企業(yè)的清潔生產是國家環(huán)境治理的重要一環(huán)，安鋼響應國家號召，提高企業(yè)生產標準，對生產中可能造成無組織排放的重要環(huán)節(jié)進行排查，以皮帶運輸機為治理重點，實施了以安裝新型雙層密封抑塵裝置為主，下料溜槽改造為輔的治理方式，效果顯著，達到了國家超低排放的要求。

1 原系統皮帶密封簡介

皮帶機頭、機尾落料處為鋼制防塵罩，防塵罩周邊密封，原設計采用單層側板配合橡膠擋皮密封（如圖1 所示），密封擋皮固定在除塵罩下沿，為螺栓或扣板連接，防塵罩前端部分采用帆布軟簾密封，后端擋板采用橡膠或帆布包裹。物料從上層振動給料器或皮帶經筒型下料溜槽下落至皮帶表面,物料流量較大、運輸速度較快、下料點高度差較大或物料集中下落時，對皮帶沖擊大。

圖1 原皮帶密封結構

2 運行存在的主要問題

2.1 托輥不平

皮帶機托輥角度和上表面高度不一致，導致皮帶在運行過程中邊沿呈現波浪狀，皮帶和密封之間產生較大間隙（1 ～2 mm），同時側向壓力造成皮帶橫向位移，粉塵從導料槽的單層密封擋皮底部外溢。

2.2 皮帶跑偏

在原設計中，下料溜槽為筒型結構，物料在兩條運輸線轉運過程中存在較大的高度差，同時在下落過程中，高速運輸產生的慣性使得物料沿拋物線軌跡撞擊下料溜槽側壁后經反彈落下，無法緩慢平穩(wěn)準確的落入皮帶輸送機中心線，致使下料溜槽內壁和運輸皮帶單側在料流沖擊下受到較大沖擊，致使下料溜槽磨損，同時造成皮帶跑偏，物料拋灑，夾雜大量揚塵，甚至有撕裂皮帶的風險。

2.3 密封接觸面窄

原密封擋皮與運輸皮帶為點或線接觸，在運行過程中，密封側擋板與皮帶之間的距離因運行不平穩(wěn)或下料沖擊造成的抖動等而變化，密封擋皮極易出現間隙，粉塵從密封間隙外溢，造成大量揚塵，同時因防塵罩內部為負壓環(huán)境，縫隙會導致漏風率升高，影響負壓收塵效果，降低粉塵的捕集效率。

2.4 容塵空間不足

現場原有防塵罩長度過短，且整體高度不足，沒有充分的時間和空間使粉塵隨重力自然沉降，部分粉塵會隨皮帶運行從防塵罩前方出料口外溢。在原設計中，單密封罩長度一般在3 m 左右，運輸數量較大的物料時，防塵罩外部仍有約9 m 沿皮帶運輸線方向的粉塵無法被捕集，從而造成無組織排放。

2.5 拆安不便

現場原有的防塵罩與密封擋皮之間采用螺栓或扣板進行連接，在發(fā)生堆料、皮帶跑偏、機頭皮帶滾筒等相關檢修時，需要拆卸密封擋皮、防塵罩等，拆裝難度大、時間長，一般需2 ～4 人，拆除1 ～2 h，更換回裝需1 ～2 h，共計影響生產時間2 ～4 h。

2.6 連接方式不可靠

采用扣板連接的防塵罩，密封擋皮與側方擋板之間采用銷子固定，在皮帶機運行過程中會發(fā)生振動，容易發(fā)生脫落，影響皮帶的正常運行和生產。

3 改進技術

根據原系統的缺點，結合現場設備的實際條件和皮帶機無組織排放的治理要求，提出了改進技術。

3.1 調整托輥

對皮帶機托輥進行調整，使皮帶托輥角度保持一致、上輥面處于同一平面，皮帶邊緣高度一致，保證皮帶機運行平穩(wěn)，盡量避免皮帶在輸送過程中出現波浪起伏狀態(tài)，從而減少拋灑和無組織揚塵。

3.2 安裝耐磨擋板

在下料溜槽處安裝可調節(jié)的耐磨擋板，根據物料種類、料流速度、料流量變化等因素，擋板的位置和角度均可在線調整，通過耐磨擋板改變料流方向，使下落的物料經緩沖后，重心落在皮帶中心線上，以避免料流對下料溜槽內壁的長期沖擊和磨損，有效延長了下料溜槽的使用壽命，減少了維修和更換的成本。同時，物料不再對皮帶產生直接沖擊，且料流經調整后落入下方運輸帶中心線，不再產生側向偏移力，有效避免了皮帶的損壞和跑偏，使得防塵裝置能夠最大限度的發(fā)揮作用，有效避免了物料拋灑和揚塵。

3.3 采用雙層密封

設計采用新型雙層密封抑塵裝置（如圖2 所示），增加兩側密封腔體，對單層密封內未捕集的粉塵進行二次阻擾、自沉降和捕集，提高除塵設施的利用效率，平均減小除塵風量20%，降低風速0.2 ～0.3 m/s,減小除塵設施損耗[1]；在內層密封設置緩沖縫隙，可有效緩沖皮帶擠壓；將外層密封擋皮與運輸皮帶的接觸方式改為面接觸，皮帶因輸送物料不同或在運行過程中因振動導致高度稍有變化時，面接觸的密封擋皮的彈性能夠自動適應，從而減少漏風和粉塵外溢。

圖2 新型雙層皮帶密封結構

3.4 增大容塵空間

根據現場工況條件，延長皮帶密封罩長度，同時增加皮帶密封罩的高度，增大容塵空間（即自降塵緩沖區(qū)域），提高密封裝置自降塵效率，尤其是粉狀物料，如煤粉輸送線等，密封罩長度需至少安裝9 m 以上，配合除塵設施，有利于提高整個系統的粉塵捕集能力，防止灰塵從防塵罩前端料流出口處溢出。運輸長度較短的皮帶，如燒結成品皮帶運輸線，采用全線密封措施，在中間分布風管，使風量分配均勻，滿足皮帶運輸除塵點風量和控制風速的要求，各捕集點有效集塵，從而減少粉塵外溢。

3.5 改變連接方式

優(yōu)化密封裝置中密封側板和密封擋皮之間的連接方式，由原來的螺栓或扣板連接更換為使用鋁合金快速拆卸的夾緊裝置對防溢料擋皮進行固定，并在內層密封上設置方便拆裝的自鎖防退裝置，固定擋皮，如圖3 所示。同時，在內側擋皮上開縱向長孔，使內側密封擋皮在長期使用磨損后可依靠重力下垂，貼合運輸帶表面，保證內側的密封效果，同時減少更換內側擋皮的頻率，保證生產的連續(xù)性。確實需拆除或調整內層密封時，僅需打開外側鋁合金夾緊裝置，拆下外側擋皮，再徒手或使用扳手敲擊打開內側自鎖裝置，即可輕松拆卸密封擋皮。

圖3 自鎖防退裝置

4 改造實施

對煉鐵兩條皮帶改造成功后，根據公司超低排放要求，對安鋼集團內部各皮帶輸送線進行了分批分步實施改造。煉鐵廠共涉及改造皮帶191 條，分3 次實施，共需增加新型密封裝置4 054 m；焦化廠共涉及改造皮帶14 條，共需增加新型密封裝置303 m；永通公司共涉及改造皮帶52 條，共需增加新型密封裝置265.5 m；冶金爐料公司共涉及改造皮帶20 條，共增加新型密封裝置151 m，整個項目增加新型密封裝置4 773.5 m，涉及改造皮帶約16 000 m。

5 使用效果

5.1 現場環(huán)境改善

新型雙層密封實現了皮帶機頭粉狀物料粉塵外溢的超低排放綜合治理效果，滿足“物料輸送落料點等應配備集氣罩和除塵設施，或采取噴霧等抑塵措施[2]”的要求。

根據現場監(jiān)測，無組織排放顆粒物濃度低于8 mg/Nm3,達到了超低排放標準要求。以皮帶有效收塵平均寬度1 m，有效長度16 000 m，改造前皮帶機附近平均每月集塵厚度減少量1 mm，堆積密度0.8 t/m3估算，每年可減少無組織顆粒物約150 t左右。

5.2 經濟效益提高

新型密封部件拆安方便、快捷，拆除和安裝僅需簡單敲擊，將每次檢修更換時長縮減至約30 ～40 min，同時降低了施工費用和風險。

6 結論

在鋼鐵行業(yè)皮帶運輸無組織排放治理中成為典型案例和樣板工程，多家同行業(yè)單位來參觀、交流，對同行業(yè)同類型的污染治理、超低排放監(jiān)測評估等有積極的借鑒意義。