堆料機新型洗帶、物料承接、回收系統(tǒng)研究及應(yīng)用

李庭鵬

（河北港口集團秦皇島港股份有限公司第七港務(wù)分公司，河北秦皇島 066000）

0 引言

隨著國家環(huán)保政策的調(diào)整，秦皇島港面臨的環(huán)保和生產(chǎn)形勢日益嚴(yán)峻，煤炭碼頭在煤炭（尤其是粘煤）轉(zhuǎn)運過程中，大量的煤粉（物料）顆粒粘附在輸煤皮帶工作面上，在傳動的過程中沿輸煤皮帶灑落，造成輸送帶沿途大量污染煤塵，嚴(yán)重影響周圍環(huán)境。堆場堆料機在實際作業(yè)過程中，懸皮及尾車皮帶回程工作面粘附的物料，由于常規(guī)的清掃器安裝空間受限，物料清除率不足，造成回程皮帶下部設(shè)備積塵嚴(yán)重，嚴(yán)重影響機容機貌，必須從根本上予以解決。

1 堆料機存在的問題

（1）由于濕粘煤較多，普通一道和二道清掃器不能完全清除皮帶上的煤泥和水，堆料機尾車和懸皮回程皮帶甩帶煤泥嚴(yán)重，造成下方及周圍環(huán)境污染。

（2）尾車回程皮帶下方為堆料機主要鋼結(jié)構(gòu)和運行驅(qū)動機構(gòu)，煤泥甩帶堆積對鋼結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重腐蝕，對設(shè)備運轉(zhuǎn)造成嚴(yán)重影響甚至破壞，導(dǎo)致設(shè)備故障率高，設(shè)備使用壽命減少。

（3）堆積的煤泥經(jīng)常需要安排人員停機清理，人工成本高，影響正常的生產(chǎn)作業(yè)，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低。

（4）堆料機回程皮帶下方為日常車輛和人員經(jīng)常通行區(qū)域，物料堆積落下存在嚴(yán)重的安全隱患，易造成車輛及人身傷害。

2 懸臂回程皮帶洗帶裝置

（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計。保留原有懸皮頭部一道清掃器，為滿足洗帶裝置安裝尺寸要求，選擇在回程皮帶下方L 形橫梁后方與頭部第1 根回程平托之間，利用托輥架梁作為安裝基礎(chǔ)，安裝洗帶裝置。

（2）供水設(shè)計。水刀設(shè)置為6 個噴頭，總流量為0.9 t/h，利用現(xiàn)有懸臂頭部三級灑水管路及加壓泵為洗帶裝置水刀噴頭供水，管路及泵做保溫伴熱，懸臂頭部灑水管路和水刀噴頭管路單獨設(shè)置電磁閥，可單獨控制開關(guān)，洗帶裝置可隨作業(yè)流程自動啟停和手動操作。

（3）安裝維護。由于堆料機懸臂頭部可放到煤垛上，因此可利用煤垛作為維修平臺，人站在煤垛上對洗帶裝置進行維護，不再單獨設(shè)置維修平臺。

3 尾車回程皮帶洗帶集料系統(tǒng)

堆料機尾車回程皮帶洗帶集料系統(tǒng)主要由4 部分組成：回程皮帶洗帶裝置，回程皮帶伴熱接料溜槽，煤水混合料伴熱溜筒，伴熱集料箱和電控系統(tǒng)，實現(xiàn)尾車回程皮帶甩帶物料的清理收集、自動倒運（圖1）。

圖1 尾車回程皮帶洗帶集料系統(tǒng)

3.1 尾車洗帶裝置

（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計。為滿足集料裝置安裝尺寸要求，在尾車頭部L 形橫梁后方與第1 組回程平托輥之間的回程皮帶下方，利用尾車主梁作為安裝基礎(chǔ)梁安裝洗帶裝置，包含1 道水刀、1 道合金刀頭清掃器和1 道聚氨酯刀頭清掃器，通過反壓輥穩(wěn)定皮帶，使洗帶裝置清下的煤水混合物料落在下部接料溜槽上。

（2）供水。洗帶裝置設(shè)置6 個水刀噴頭和2 個沖洗噴頭，水刀噴頭總流量0.9 t/h，沖洗噴頭根據(jù)現(xiàn)場使用經(jīng)驗為單個噴頭60 L/min，按1 h 噴灑6 次、每次30 s 計算，沖洗噴頭總流量為0.36 t/h，因此洗帶裝置總流量為1.26 t/h。尾車洗帶裝置水刀和沖洗噴頭與懸臂洗帶裝置泵及水源相同，利用現(xiàn)有中心料斗側(cè)方三級灑水主管路增加分支管路為水刀噴頭和沖洗噴頭供水。

管路做保溫伴熱，水刀和沖洗管路單獨設(shè)置電磁閥，可單獨控制開關(guān)（尾車水刀與懸臂水刀可同步開關(guān)，沖洗噴頭間斷性單獨開關(guān)），隨作業(yè)流程自動啟停或手動控制。

3.2 尾車接料溜槽、溜筒及集料箱

沿尾車主梁角度安裝接料溜槽，經(jīng)現(xiàn)場堆料機各角度動作后測量，確定尾車主梁下沿到懸臂尾部各位置的垂直距離最少為1100 mm，預(yù)留200 mm 安全距離，接料溜槽最低端距主梁下沿最多900 mm。為了減少物料在接煤溜槽上堆積，同時便于人工定期檢查清理物料，接料溜槽設(shè)計為北高南低（北側(cè)有電纜橋架，否則相反），從南側(cè)可觀察接煤溜槽內(nèi)情況并且可人工清理未沖洗下的物料。南側(cè)設(shè)計有收料槽，收料槽最下端與溜筒相連，收料槽上端設(shè)置沖洗噴頭，可與水刀共用水源，但設(shè)置單獨閥門控制，當(dāng)物料在收料槽內(nèi)堆積較多時，可在水沖洗下，物料沿收料槽、溜筒至集料箱，集料箱內(nèi)收集的泥漿通過泵沿混合料輸送管排到尾車皮帶上隨流程卸走，集料箱內(nèi)設(shè)有高液位和低液位控制開關(guān)，能夠控制泵自動啟停，同時設(shè)有溢流管道，當(dāng)物料超過溢流管口時，可順溢流管自動排到地面排污槽內(nèi)。

（1）伴熱接煤槽。洗帶裝置和回程托輥均包含在接煤槽后立板和前密封門簾之間。利用尾車主梁設(shè)計接煤溜槽及維修走臺鋼結(jié)構(gòu)支撐梁，通過安裝座吊掛在兩側(cè)主梁H396×199 型鋼下，安裝座焊接在主梁下，其余接煤槽設(shè)備均可自皮帶機下方向下拆卸。接煤槽斷面呈單側(cè)斜面斷面，角度約15°，接煤槽軸向平行于皮帶機同向傾斜14°布置。

（2）溜管。溜管管徑DN300，分直段和傾斜兩段，均帶有電伴熱。溜管上接接煤槽，下接傾斜段，傾斜段自立柱下部一側(cè)空隙穿過，與集料箱連接，混合物料經(jīng)溜筒排至集料箱內(nèi)。

（3）集料箱設(shè)計。利用尾車下改向滾筒上方空間，制作平臺放置集料箱，集料箱距離皮帶留50 mm 安全距離。集料箱上表面做成傾斜板，減少零散物料堆積，便于清理。集料箱上表面設(shè)置可打開的維修口，要求維修口尺寸滿足泵體拆裝及人員維修要求，維修孔蓋易開關(guān)。集料箱下表面局部下沉，使混合物料盡量多地被泵排出。潛水泵放在集料箱底部，集料箱內(nèi)收集的泥漿通過潛水泵沿混合料輸送管排到尾車皮帶上隨作業(yè)流程卸走，輸送管末端設(shè)置多個沿尾車皮帶方向的扇形卸料孔，通過手動閥控制調(diào)節(jié)卸料量的同時使物料分散落在尾車皮帶上，避免局部卸料過大導(dǎo)致物料飛濺和沿尾車下滑，潛水泵實際排料速率盡可能與尾車洗帶裝置產(chǎn)生的物料速率一致。

（4）泵選型。根據(jù)之前計算結(jié)果，尾車洗帶裝置流量為1.44 t/h，集料箱約2 h 可集滿物料，集料箱排料口到尾車皮帶上方落料點高度差約為10 m。根據(jù)上述使用需求，最終選型為1 臺5.5 kW的泥漿泵，泵流量最小30 m3/h，只能通過管道末端出口閥門開閉大小控制實際排水量，泵揚程15 m，出水口管徑DN50，自帶攪拌功能。

4 尾車走臺及維修平臺改造

尾車走臺及維修平臺用于對尾車接煤槽及洗帶機系統(tǒng)檢修，與原上行扶梯和尾車頭部扶梯連接?，F(xiàn)有平臺布置在主梁型鋼上部，與前部走臺通過扶梯連接，與頭輪平臺過渡連接。為便于接煤溜槽的檢修和物料清理，尾車南側(cè)原走臺取消，在尾車南側(cè)接煤溜槽側(cè)方設(shè)置檢修走臺，該走臺下沿距主梁下表面900 mm，寬度為1200 mm 加寬設(shè)計，可以打開密封門。

5 經(jīng)濟效益

5.1 年節(jié)支物料清理費用

由于堆料機自身結(jié)構(gòu)特點，導(dǎo)致回程皮帶甩帶濕粘煤會污染下方整個堆料機機體，清理量大且需要停機，與生產(chǎn)矛盾比較突出，需投入大量的人力進行人工清理，且易造成二次揚塵。改造后，物料甩帶被集中系統(tǒng)收集，堆料機機體甩帶量大大減少。與此同時，可將撒漏的物料可靠控制在有限的區(qū)域內(nèi)，無需出動流機即可實現(xiàn)物料倒運清理。每日可減少的人工數(shù)計5 人，流機1 臺。

作業(yè)現(xiàn)場撒漏物料清理人工費用300 元/（d·人）；作業(yè)現(xiàn)場撒漏物料清理流機費用240 元/（h·臺）；則改造后年均節(jié)約物料人工清理費5×300×365=54.7 萬元；可以節(jié)約物料流機清理費1×240×8×365=70 萬元；合計54.7+70=124.7 萬元。

5.2 年新增利潤

（1）改造總體投入費用60 萬元，綜合使用壽命5 年計算，則年改造成本12 萬元。

（2）裝卸費綜合利潤20 元/t。

（3）系統(tǒng)運行臺時產(chǎn)量由3900 t/h 提升至4050 t/h。改造后輸送帶回程物料及煤泥甩帶得到有效控制，減少停機清理時間，設(shè)備的運行故障率顯著下降，運行效率得到有效提升。

（4）系統(tǒng)平均利用率53%。

（5）在現(xiàn)有系統(tǒng)利用率下新增煤炭吞吐量（4050-3900）×365×24×53%=69.6 萬噸。則年新增利潤69.6×20-12=1380 萬元。

綜上所述，該成果合計為公司年創(chuàng)造效益1504.7 萬元。因整體改造效果良好，已計劃陸續(xù)在煤四期及擴容堆料機其他4臺堆料機進行系統(tǒng)推廣、實施。

6 結(jié)束語

該技術(shù)可應(yīng)用于懸臂式堆料機等結(jié)構(gòu)緊湊、空間有限的設(shè)備以解決回程皮帶物料甩帶問題，實現(xiàn)自動收集轉(zhuǎn)運灑落的物料，改善設(shè)備及周圍環(huán)境，減少煤泥對設(shè)備造成損壞，保證人員與設(shè)備運行安全，減少人工成本?？筛鶕?jù)每個單機的特點和安裝空間，設(shè)計合理安裝尺寸，可在散料碼頭、電廠、礦山等相關(guān)行業(yè)進行推廣運用，保證環(huán)保生產(chǎn)。