帶式輸送機封閉罩結(jié)構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用

摘要：為實現(xiàn)燃煤電站“輸煤不見煤”的目標(biāo)，設(shè)計了一種燃煤電站輸煤皮帶機緊身封閉防護罩。根據(jù)現(xiàn)場實際情況分別給出了常規(guī)帶式輸送機與緊身封閉罩、封閉帶式輸送機與緊身封閉罩、常規(guī)帶式輸送機與常規(guī)機架上封閉罩三種形式的結(jié)構(gòu)，可滿足燃煤電站不同輸送分段下的封閉要求，并已成功應(yīng)用于燃煤電站現(xiàn)場，具備一定的防風(fēng)效果，并能實現(xiàn)全過程清潔化輸送。

關(guān)鍵詞：帶式輸送機；緊身封閉罩；結(jié)構(gòu)設(shè)計；燃煤電站

中圖分類號：TH122" " 文獻標(biāo)志碼：A" " 文章編號：1671-0797（2023）08-0038-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.08.010

0" " 引言

為了推動煤炭企業(yè)綠色清潔化發(fā)展，秉承“充分適應(yīng)燃煤電站特色（環(huán)境、氣候、煤種、中儲基地）、去工業(yè)化、打造符合雙碳精神指引、符合人文”的輸煤系統(tǒng)原則，電廠正朝著智能化、高清潔化方向飛速發(fā)展，為防止煤塵外溢，保證清潔化輸送，不同形式的設(shè)備也應(yīng)運而生[1-2]。

因此，電廠科研人員從不同角度對帶式輸送機的相關(guān)設(shè)備進行了研究，如趙振鹿等人[3-4]針對北方某燃煤發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)帶式輸送機工作表面粘煤和結(jié)冰問題，設(shè)計了一種帶式輸送機回程雙向空段清掃器，清潔的同時保證了膠帶輸送機正常運行。除了皮帶清掃外，楊城[5]從源頭上對煤塵的產(chǎn)生和防治展開了論述，黃克石等人[6]使用噴霧抑塵的方法與空間里的粉塵相結(jié)合，從而實現(xiàn)除塵作用，避免了煤塵的外溢。王紅俊等人[7]設(shè)計了一種帶式輸送機開合式防護罩，能夠使防護罩開合方便，降低了檢修操作的強度。高波等人[8]設(shè)計了一種全密封環(huán)保管狀帶式輸送機，能避免傳輸帶在運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)偏移，可自動清潔，智能化程度高，使用方便。張中盤等人[9]設(shè)計了一種帶式輸送機緊身封閉式防護罩，該裝置由固定結(jié)構(gòu)和防護罩組成，有效實現(xiàn)了綠色清潔化輸送。

現(xiàn)有設(shè)計的帶式輸送機緊身封閉防護罩功能較為單一，而在燃煤電廠物料輸送時，不僅需要保證皮帶機平穩(wěn)安全運行，也要避免粉塵外溢造成環(huán)境污染，同時還要便于后期開展檢修工作，因此需要根據(jù)燃煤電廠所處地理位置，設(shè)計一種能夠適合電廠實際環(huán)境工況、綜合性能強的帶式輸送機緊身封閉防護罩。

1" " 緊身封閉防護罩設(shè)計思路

封閉式帶式輸送機是一種新型散裝物料輸送設(shè)備，是在全封閉導(dǎo)料槽的技術(shù)基礎(chǔ)上延展出來的，其包含的大部分皮帶機部件仍為傳統(tǒng)部件，結(jié)構(gòu)特點是將傳統(tǒng)皮帶機托輥組中的兩側(cè)托輥改為短小的側(cè)托輥，并采用UHMW高分子材料側(cè)滑板替代，此種材料具備低摩擦力、高強度的特點。

側(cè)滑板除了對兩側(cè)膠帶起到支撐作用外，摩擦方式也由滾動摩擦變?yōu)榱嘶瑒幽Σ粒z帶在自身的重力作用下，能夠和側(cè)滑板之間形成良好的密封效果，配合緊身封閉防護罩，使膠帶的運輸段在一個密閉環(huán)境中運行，從而實現(xiàn)高效、清潔化輸送。封閉式帶式輸送機從尾部改向滾筒到頭部驅(qū)動滾筒的承載段形成一完整的密閉結(jié)構(gòu)。

封閉式帶式輸送機的托輥支架按照一定的間隔布置，支撐結(jié)構(gòu)兩側(cè)采用傳統(tǒng)的帶式輸送機支架，兩側(cè)托輥進行創(chuàng)新，中間仍保留水平托輥，側(cè)部設(shè)計跑偏保護擋輪，也可以采用側(cè)板與滑板垂直的結(jié)構(gòu)形式。

封閉式帶式輸送機的整體設(shè)計要求便于更換、檢修和維護，在托輥組中，尤其是對于兩側(cè)托輥要更換便捷，部件的設(shè)計要具有通用性，盡可能減少零部件的數(shù)量。

封閉式帶式輸送機的平段、凸弧段和凹弧段的外觀封閉結(jié)構(gòu)要完全一致，凸弧段和凹弧段膠帶機支撐為普通托輥結(jié)構(gòu)，平段為托輥滑板組合結(jié)構(gòu)。

封閉式帶式輸送機側(cè)滑板的型式和寬度及承載段側(cè)托輥的長度要合理優(yōu)化，在保證皮帶承載段封閉的情況下，減少沿程滑板對皮帶增加的阻力。

2" " 結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

為滿足燃煤電站對封閉帶式輸送機的封閉要求，秉承充分適應(yīng)環(huán)境特色、高效清潔化的輸煤系統(tǒng)原則，經(jīng)過對輸煤系統(tǒng)封閉式帶式輸送機的結(jié)構(gòu)進行研究，設(shè)計了適合燃煤電站應(yīng)用的帶式輸送機防護罩，形成以下三種符合實際情況的緊身封閉帶式輸送機設(shè)計方案。

2.1" " 針對常規(guī)帶式輸送機設(shè)計的緊身封閉罩

本方案是在常規(guī)帶式輸送機基礎(chǔ)上加裝緊身封閉防護罩，如圖1所示，本方案主要由固定裝置和防護罩組成。地面固定結(jié)構(gòu)主要由地基6和中間架7組成，地基6有左右兩組，固定角鋼安裝在兩側(cè)地基上，并通過螺栓固定安裝在防護罩的門架上，鎖緊掛鉤4將防護罩門架勾緊在中間架上。防護罩分為上護罩和側(cè)護罩兩部分，上護罩與側(cè)護罩二者之間設(shè)連接裝置，連接裝置后側(cè)加裝了橫梁，可以增強防護罩的整體穩(wěn)定性，其固定于封閉式門架1上，門架為組合連續(xù)布置結(jié)構(gòu)，可單獨對某一節(jié)進行檢修和維護，減少了人力、物力的浪費。

上護罩連接邊緣則通過弧形壓板9壓緊，弧形壓板端部設(shè)有擰緊裝置，如圖2所示，通過螺母將螺桿和門架拉緊，薄墊片的設(shè)置可有效防止螺栓松動。銷子與螺栓頂部結(jié)構(gòu)相配合，加強固定。開啟時，打開連接裝置，即拆除弧形壓板端部的螺桿螺母，銷子可便捷地從螺栓頂部結(jié)構(gòu)中抽出，完成拆卸分離。在帶式輸送機下方仍可設(shè)混凝土排水槽，內(nèi)部預(yù)留有空間，可安裝消防系統(tǒng)、自動沖洗系統(tǒng)等，護罩整體采用透明的聚碳酸酯（PC）實心耐力板進行緊身封閉，底部和土建結(jié)構(gòu)結(jié)合部分設(shè)計擋水圍堰，頂部可設(shè)消防噴霧。緊身封閉防護罩強度考慮當(dāng)?shù)仫L(fēng)載荷作用，固定支撐部分的設(shè)計保證有抵抗30 m/s風(fēng)速的能力，后期可通過風(fēng)洞試驗進一步驗證。

本方案在滿足常規(guī)帶式輸送機基礎(chǔ)上加裝緊身封閉防護罩的同時，也可實現(xiàn)帶式輸送機的全封閉，如圖3所示，當(dāng)帶式輸送機改變傳統(tǒng)托輥組，采取側(cè)托輥與側(cè)滑板相配合的模式時，可加裝如圖4所示的密封掛鉤，保證其密封性。

本方案靈活多變，可自由切換成常規(guī)帶式輸送機或全封閉帶式輸送機，防護罩采用透明的聚碳酸酯實心耐力板，各片之間有良好的密封性能，能保證整個輸送空間的嚴(yán)密性，減少物料運輸過程中的損耗，最大程度地降低粉塵外溢，防止對帶式輸送機周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的粉塵污染。同時，結(jié)構(gòu)方便拆卸，安裝維護方便，穩(wěn)定性強，具有良好的抗風(fēng)性能，便于檢修工作的開展。

2.2" " 針對封閉帶式輸送機設(shè)計的緊身封閉罩

本方案結(jié)合帶式輸送機的封閉結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)特點是將傳統(tǒng)皮帶機托輥組中的兩側(cè)托輥改為短小的側(cè)托輥，并采用UHMW高分子材料側(cè)滑板替代，此種材料具備低摩擦力、高強度的特點。側(cè)滑板除了對兩側(cè)膠帶起到支撐作用外，摩擦方式也由滾動摩擦變?yōu)榱嘶瑒幽Σ?，膠帶在自身的重力作用下，能夠和側(cè)滑板之間形成良好的密封效果，配合緊身封閉護罩，使膠帶的運輸段在一個密閉環(huán)境中運行，實現(xiàn)封閉、清潔化輸送，使封閉式帶式輸送機從尾部改向滾筒到頭部驅(qū)動滾筒的承載段形成一個完整的密閉結(jié)構(gòu)，如圖5所示。

本方案在封閉帶式輸送機的基礎(chǔ)上設(shè)置緊身封閉防護罩，主要包括固定支撐結(jié)構(gòu)、防護罩，固定支撐結(jié)構(gòu)包括固定鋼板、角鋼、門架、中間架、橫梁。與2.1中所述不同的是，該方案適用于封閉帶式輸送機，加入了特制的低摩擦力高強度UHMW高分子材料側(cè)滑板，將傳統(tǒng)帶式輸送機槽型托輥改為短小的側(cè)托輥，一方面保證了運料段在封閉環(huán)境中，另一方面保證了滑板（低摩擦力高強度UHMW高分子材料）與膠帶間的摩擦方式改變。該方案采用了雙重封閉，即運料段封閉和帶式輸送機整體封閉，因此具有良好的密閉性能。此外，側(cè)滑板可通過螺栓固定于封閉式門架之間的橫梁上，側(cè)滑板上部與橫梁連接處可加入密封墊；橫梁則通過螺栓緊固在封閉式門架之間，進一步加強了穩(wěn)定性。

2.3" " 針對常規(guī)帶式輸送機設(shè)計的機架上封閉罩

本方案在常規(guī)帶式輸送機上設(shè)置常規(guī)機架上封閉護罩，如圖6所示，本方案主要由防護罩、鎖緊掛鉤、門架、中間架組成。防護罩主要設(shè)置機架上封閉防護罩，材質(zhì)依然采用透明的聚碳酸酯實心耐力板進行緊身封閉，可采用鋁合金、塑鋼等型材進一步加固，防護罩固定于封閉式門架上，門架依然為組合結(jié)構(gòu)，獨立間隔布置，為提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，防護罩門架內(nèi)部設(shè)置有間隔布置的橫梁和加強筋。地面固定裝置主要包括中間架3和地基4，地基4有左右兩組，中間架3通過鎖緊掛鉤5同防護罩的門架連接。其余部分與2.1設(shè)計方案基本相同，帶式輸送機下方設(shè)混凝土排水槽，內(nèi)部預(yù)留有空間，可安裝消防系統(tǒng)、自動沖洗系統(tǒng)等，護罩連接緊密，易于拆裝，底部和土建結(jié)構(gòu)結(jié)合部分設(shè)計擋水圍堰，頂部可設(shè)消防噴霧。為保證緊身封閉防護罩強度，考慮風(fēng)載荷作用，內(nèi)設(shè)支撐骨架，具備抵抗一定風(fēng)速的能力。

2.4" " 工程應(yīng)用

圖7所示為上文2.1中的“常規(guī)帶式輸送機與緊身封閉罩”和2.3中的“常規(guī)帶式輸送機與機架上封閉罩”現(xiàn)場安裝應(yīng)用圖，取得了良好的效果，充分體現(xiàn)了綠色發(fā)展“碳達峰、碳中和”的理念，推進了煤炭企業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型。

3" " 結(jié)語

本文根據(jù)不同實際工況，設(shè)計了3種燃煤電站輸煤皮帶機緊身封閉防護罩，包括常規(guī)帶式輸送機與緊身封閉罩、封閉帶式輸送機與緊身封閉罩、常規(guī)帶式輸送機與常規(guī)機架上封閉罩，3種設(shè)計均采用組合結(jié)構(gòu)，能夠滿足燃煤電站不同輸送分段下的封閉要求，輸送空間嚴(yán)密，同時結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，方便拆卸，安裝維護方便，便于檢修工作的開展，防護的同時能夠?qū)崿F(xiàn)高效、清潔化輸送。

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收稿日期：2022-12-22

作者簡介：劉春（1978—），男，河北吳橋人，工程師，從事火力發(fā)電廠燃料輸送技術(shù)研究與管理工作。