汕尾某电厂煤码头的桥式抓斗卸船机性能特点

刘元平，张瑞芬，龚道雄

（中交第四航务工程勘察设计院有限公司，广东 广州 510230）

汕尾某电厂煤码头的桥式抓斗卸船机性能特点

刘元平，张瑞芬，龚道雄

（中交第四航务工程勘察设计院有限公司，广东 广州 510230）

汕尾某电厂配套煤码头选用的桥式抓斗卸船机额定卸船能力 2 100 t/h，该设备增加了实物校验、干雾除尘、除大块等新功能。本文立足该煤炭码头的工艺布置，对该桥式抓斗卸船机的主要参数及卸船机上新功能的应用进行了介绍和简要分析，为以后类似工程的设备选型提供了经验借鉴。

桥式抓斗卸船机；实物校验；干雾除尘；除大块

1 工程概况

汕尾某电厂煤码头为新建电厂专用码头工程。电厂按 4 × 1 000 MW 规划，本期工程建设 2 × 1 000MW。码头一期工程年任务量为 495.11 万 t（2 × 1 000MW 发电机组用煤量），为远期 990.22万 t/a（4 × 1 000MW 发电机组总用煤量）的剩余部分作了预留。建设1座 5万吨级煤炭接卸泊位（水工结构按靠泊 10 万吨级散货船舶预留）。

设计方案为：煤炭由散货船海运至码头，通过码头上的桥式抓斗卸船机将煤炭卸至码头皮带机后，运送至后方电厂煤堆场，作为电厂发电的燃料。

2 基本参数

目前散货卸船码头桥式抓斗卸船机见图 1，多采用四卷筒牵引小车式：起升、开闭和小车的牵引机构合成一体，称为四卷筒机构。牵引小车自重轻，单轨水平导向消除啃轨现象，小车运行平稳；4根钢绳，绳系简单，换绳方便，年耗绳量少；交流变频拖动，起、制动平稳；4个卷筒可实现抓斗的起升、开闭和小车运行。

图1 桥式抓斗卸船机Fig.1 Bridge-type grab ship unloader

码头一期工程配置2台桥式抓斗卸船机，额定卸船效率每台 2 100 t/h，轨距 26m，外伸距 38 m，能满足远期船型的装卸要求。

本方案码头为引桥式码头，卸船码头工作平台主要考虑卸船机、皮带机、备用抓斗、流动机械、设备检修、供电、给排水、通讯电缆、皮带机栈桥等布置。根据本工程到港船型、建设规模及船舶靠泊系缆要求，桥式抓斗卸船机的轨距取为 26m，海侧轨中心线距码头前沿线取 3.0m，陆侧轨中心线距码头后沿线取 3.0m，卸船码头工作平台宽度为 32m，具体布置详见图 2。

图2 码头断面图Fig.2 W har fsection

本设备基本工作流程为：抓斗进入舱内→闭合抓斗挖取物料→抓斗提升出舱→小车运行至设在卸船机跨度内的料斗上空后打开抓斗放料→物料落入料斗内，经料斗下部的给料器，然后通过物料输送切换装置分别送到与码头平行的2条高架皮带机。

整机可沿码头面轨道行走改变作业位置，并由制动器、夹轨器予以固定。作业完毕后，将海侧悬臂仰举至固定位置，由安全钩将悬臂钩住固定，整机行至锚定位置，加以锚定。本机具有不卸下抓斗将清舱机械从码头上吊入作业船舱的功能。台风季节，还设有卸船机与码头面的防风系缆固定装置。

经测算，抓斗一次循环作业时间约 52.27 s，工作循环约 68.9 个/h，理论生产率为 2 204 t/h，可以满足要求。主要技术参数见表1。

表1 桥式抓斗卸船机参数表Tab le1 Parametersof bridge-typegrab ship unloader

3 性能特点

3.1 实物校验装置

本工程入厂煤计量采用皮带秤，布置在码头段皮带机头部附近。皮带秤的校验方式有：挂码校验、链码校验、离线实物校验和在线实物校验。

在线实物校验装置通常由定量称料斗、高精度传感器、电动平板闸阀、仓壁振动器、标准砝码和自动挂码系统等组成。其工作原理为：当皮带输送机上的物料送入实物校验装置称重料斗时，支撑料斗的称重传感器将产生与物料重量值成正比的电信号输出。该信号进入称重仪表进行放大、处理后显示物料重量。称量好的物料通过闸门从出料口返回到皮带输送系统，再经过电子皮带秤进行称重计量。将实物校验与皮带秤所显示的数据进行比较、调整，从而达到校验皮带秤的目的。除了实物检测形式外，其它均为模拟标定方式，故在能够安装料斗秤的场合，应尽量选择实物检测方式（通常简称料斗秤），以达到准确标定皮带秤精度的目的[1]。

为满足建设单位要求，利用码头上的卸船机实现对码头带式输送机上皮带秤的校验功能，需研制带计量及校验功能的料斗系统。

按照检定要求，根据所标定的皮带秤最大流量的 2%~4%选用料斗秤的容量，其所配备的砝码量应不小于容量的50%。

卸船机上原有料斗作为称重料斗，该料斗容量按照大于5倍抓斗煤炭容量设计，有效容积为200m3，容重约为 170 t。需要校验的皮带秤安装在码头皮带机上，码头皮带机规格为：带宽 2.0 m，带速 4.0m/s，额定输送能力 4 200 t/h。检定用的标准物料容量为 2 抓斗煤炭，约 64 t。同时，为保证实物校验结果的准确度，实物校验装置本身配有标准砝码，用于自身精度的校准。在料斗四面各布置 8 个 1 t的砝码，共 32 个。每次在实物校验前，通过砝码提升机将砝码提起，称重显示仪表所显示数值应与所提起砝码重量值相同，否则将对称重显示仪表进行修正，便于检验使用中的料斗秤的精度。实物校验装置示意图见图3。

当需要校验皮带秤时，2台桥式抓斗卸船机各抓取2抓斗煤炭至料斗，静态称量后，相继将煤炭放入码头皮带机通过皮带秤称量校准。

3.2 干雾除尘装置

干雾除尘技术是基于欧美科学家的研究理论：“水雾颗粒与尘粒颗粒大小相近时吸附、过滤和凝结的几率最大。”其通过“云雾”化的水雾来捕捉粉尘，让水雾与空气中的粉尘颗粒结合，形成粉尘和水雾的团聚物，受重力作用而沉降下来，实现源头抑尘，可以有效解决局部封闭/半封闭状态下无组织排放粉尘的处理难题，如进料斗和给料机等装卸区域的除尘。

图3 实物校验装置示意图Fig.3 Sketch of physicalcalibration device

为抑制卸船机抓斗卸料时煤尘飞扬，减少环境污染，卸船机上常配有湿式抑尘装置。传统喷雾除尘技术，产生的水滴直径 20~50 µm，不仅效率低能耗高，而且往往会导致物料过分湿润，影响煤炭后续输送及储存。干雾抑尘技术可以产生1~10 µm 级别的水雾颗粒，能充分增加与粉尘颗粒的接触面积，定向抑尘，消除粉尘及呼吸性粉尘的效果明显。除此之外，所形成的雾滴微细，耗水、耗电量小，成本低，不影响后续流程，也延长了生产设备的使用寿命[2]。

干雾除尘系统由干雾抑尘机、干雾控制器、空气压缩机、储气罐、喷雾装置、水气连接管线、自动反清洗过滤器和自动控制系统等组成。

在料斗上侧挡风板及卸船机出料口处上设有水、气输送管线和喷雾装置。干雾抑尘机将水、气过滤后，以设定的压力和流量按开关程序控制阀门打开或关闭，将水、气经管道和干雾控制器输送到喷雾装置，实现喷雾抑尘。流程见图4。

自动控制系统将干雾抑尘机与卸船机上控制信号连接起来（抓斗开闭），可实现自动控制。另可根据物料的含水量、气候条件及粉尘情况分层控制水量，以满足环保要求。设备配置数量见表2。

图4 干雾除尘流程图Fig.4 Flow char t of dry dust collection

表2 干雾除尘装置配置表Tab le 2 Configuration tableof dry dust collection device

水由喷嘴成雾状喷出，扬起的煤尘通过雾状空间时，因尘粒与液滴之间的碰撞、拦截和凝聚作业，尘粒随液滴降落下来。较比原有的喷淋装置，除尘效果更好，水利用率更高，额定工况下单台卸船机供水量约为 10 t/h。

3.3 除大块装置

目前我国的火力发电厂用煤在生产及运输过程中，掺杂了大量的木块、石块、铁块（简称“三块”）及炮线、旧皮带、编织袋、稻草等纤维质线性杂物，易造成落煤管堵塞，皮带划伤等。为保护皮带机输送系统，需要尽量在输煤系统前端将大块等杂物分拣出来。

卸船机料斗上方设金属隔栅，隔栅网格尺寸300mm × 300mm，尽可能使大块物料不进入输煤系统。并在料斗下振动给煤机出口设置了旋转钩齿式除杂物装置。

旋转钩齿式除杂物装置是一种简易除大块装置。通常由机架、钩齿分离装置、物料导流装置、自震清扫装置构成，钩齿分离装置是将成排的高韧性钩齿镶嵌在筒状驱动轴上，导流装置设在钩齿分离装置的上部用来规整煤流[3]。当煤流通过物料导流装置后，煤流在规整后的扁平状态通过钩齿分离装置，旋转的钩齿便将煤流中的木块、破布、麻绳、炮线等杂物钩出，并带到另一侧弃掉，自震清扫装置是通过转子在较小震幅下的微颤来达到将粘附在钩齿上的杂物和粘煤清除的装置。

旋转钩齿式筛面由6排特殊形状的钩齿沿圆周均布焊接在中心滚筒上，每排钩齿的数量可以根据实际工况和筛分的要求确定。如果旋转齿式除杂物是安装在运煤系统初始阶段，相邻钩齿间距可设定较大值，例如取相邻钩齿间距为 150~ 250mm，此时旋转齿式除杂物机主要用于去除运煤系统中的“三块”为主，同时也可以去除纤维性杂物。

主要优点为：

1）筛面为旋转结构，设备的结构简单，空间紧凑。

2）运行中不易卡滞堵塞，对“三块”及纤维性杂物去除效果好，尤其是对纤维性杂物的去除效果是目前现有的运煤系统中的除杂设备所不能达到的。

3）设备故障率低，维护量小。

4）可根据不同的除杂要求，可调整相邻齿间距，达到最优去除杂物的效果。

卸船机上去除的杂物通过溜筒临时储存，当达到一定量的时候将溜筒端部法兰盖打开，杂物直接落入卡车运到后方处理。除大块装置示意见图5所示。

图5 除大块装置示意图Fig.5 Sketch of large pieces rem oving

4 结语

该项目配置的 2 100 t/h 桥式抓斗卸船机，其额定卸煤能力为目前国内最大，之前为福建可门煤炭码头配置的是 2 000 t/h 桥式抓斗卸船机。

另外，该机创新性的在卸船机上采用了干雾除尘装置及除大块装置，并利用本身自带的料斗可作为实物校验装置，实现了对码头上皮带机上皮带秤的标定功能。为电厂煤炭卸船运输提供了强大的功能支持，且使用可靠，对以后类似工程的卸船机选型提供了经验借鉴。

[1] 廉晓霞，赵青梅.皮带秤实物校验装置在输煤系统中的应用[J].工业计量，2003（S1）：226-227. LIAN Xiao-xia,ZHAO Qing-mei.Application of belt weigher physical calibration device in coalhand ling system[J].Industry Measurement,2003(S1):226-227.

[2] 厦门三烨传动机械有限公司.干雾抑尘系统技术报告[R]. 厦门：厦门三烨传动机械有限公司，2010. Xiamen San-TECHCo.,Ltd.Technical reporton dry dustsuppression system[R].Xiamen:Xiamen San-TECHCo.,Ltd.,2010.

[3] 李军民，李世岭.旋转齿式除杂物机及其在火电厂运煤系统中的应用[J].能源技术与管理，2013（3）：176-178. LIJun-min,LIShi-ling.Rotary gear deslaggingmachine and its application in coal conveying system of power plant[J].Energy Technology and Management,2013(3):176-178.

Features of bride-type grab ship unloader in Shanweipower p lantwharf

LIUYuan-ping,ZHANGRui-fen,GONGDao-xiong
（CCCCFHDIEngineering Co.,Ltd.,Guangzhou,Guangdong 510230,China）

The bridge-type ship unloaderwith rated capacity 2 100 t/h is used in Shanwei power plantwharf.New functions such as physical calibration device,dry dust collection device,large pieces removing device,etc.are applied on it.This paper introduces and analyzes themain parameters and new functions application of the ship unloader based on the hand ling process layoutof the coalwharf,which can provide reference for theequipmentselection ofsimilar project in future.

bridge-type grab ship unloader;physical calibration;dry dust collection;large pieces removing

U653.928

B

2095-7874（2014）10-0066-05

10.7640/zggw js201410019

2014-03-27

2014-05-04

刘元平 （1983 — ），男，湖北黄石市人，硕士，工程师，机械电子工程专业。E-mail：liuyp@fhdigz.com