长距离圆管带式输送机运行管理探讨

日照港集团岚山港务有限公司

1 引言

圆管带式输送机在港口干散货运输中的应用越来越普遍，在缓解交通压力、降低环境污染、增进绿色发展等方面发挥了积极作用。圆管带式输送机作为一种新型环保的皮带机，因其结构的特殊性，在运行中会产生一些不同于普通皮带机的问题。为了更好地发挥圆管带式输送机系统的性能，增强系统运行的稳定性和可靠性，针对圆管带式输送机在长距离散货运输中存在的巡检困难、跑偏扭转不易调整、流量过大造成管带机爆管、溜管、积料塌料等问题，提出改善管理的对策。

2 矿石输送系统的组成

2.1 系统组成

该作业区矿石输送系统主要设备采用先进环保的圆管带式输送机，输送距离约8.6 km，年设计输送能力达2 000万t，小时运量可达到5 500 t。矿石输送系统由上料系统和管带机系统两部分组成。上料系统由1台斗轮取料机和201A、202A、203A 3条普通带式输送机组成。管带机系统由C2A、C3A和C4A 3条圆管带式输送机组成，其中，最长的圆管带式输送机C3A约3.6 km。各条皮带机间通过转载站实现首尾搭接。

矿石输送系统由斗轮取料机从港区堆场取料，通过普通带式输送机、圆管带式输送机直接输送至钢厂堆场接料系统。

2.2 圆管带式输送机结构

圆管带式输送机由6个托辊固定形成六边形。圆管带式输送机除头、尾部过渡段为展开的胶带外，中间段胶带围卷成圆形，皮带机往返时均为管状，矿石被包裹在管状胶带内进行封闭输送，不会洒落污染环境，也避免了外部环境对物料的影响[1](见图1)。

图1 胶带成管段截面

3 圆管带式输送机运行中常见问题分析

圆管带式输送机运行过程中，除了会发生普通皮带机常见的跑偏、胶带撕裂等故障外，还会因圆管带式输送机特有的结构特点，表现出一些特有的现象，主要有以下几方面：

(1)输送系统运输距离长，全长约8.6 km，设备沿线巡视困难较大。

(2)圆管带式输送机单条长度最长达到3.6 km，且在水平、垂直方向上转弯较多，当圆管带式输送机在水平转弯时，由于内外侧张力差异，会导致胶带管发生扭转，调整难度大；如扭转导致头部无法展开卸料，会造成胶带、滚筒损坏，发生事故。

(3)由于圆管带式输送机特殊的结构，导致一些托辊等部位受力比较大，托辊磨损严重，且容易因长期磨损划伤胶带，甚至导致高温，影响胶带使用寿命。

(4)圆管带式输送机的管状结构对输送系统的通过量有严格要求，当输送系统流量超过最大通过能力时，将导致圆管带式输送机出现爆管现象，对输送系统造成严重损害。

(5)输送粘性较大的矿粉时，在皮带转接溜槽内极易积料，易堵塞溜槽，甚至塌料，导致下一级圆管带式输送机爆管。

4 圆管带式输送机常见问题的对策探讨

为了保证输送系统安全可靠运行，可以通过完善工业电视以及自动控制系统、加强系统巡查、优化系统结构等方式，避免或减少系统故障的发生。

4.1 加装监控摄像头

通过在沿线加装监控摄像头，完善工业电视监控系统，实现系统无缝覆盖。重点监控设备薄弱环节，比如圆管带式输送机的头部、尾部过渡段、转弯处等；优化控制系统，通过智能化数据采集系统实现对设备运行状态的实时监测，使系统具有更高的可靠性和自动化程度，尽量实现现场“无人值班、少人值守”运行要求。

4.2 采用可调窗式托辊组

针对管带机成型段扭转难以调整的问题，本系统采用了可调窗式托辊组，能够方便、简易地将窗式托辊组上的辊子转动后与胶带运行方向呈一定夹角，通过夹角的调整，对胶带产生一个与胶带扭转反方向的力，从而达到有效调整胶带管扭转的目的(见图2)。

图2 窗式托辊夹角调整示意图

4.3 改进托辊与胶带接触形式

从输送系统运行分析情况来看，托辊已损坏位置主要分布在皮带机回程展开段，由于托辊局部受力过大，两端轴承处磨损较快，容易划伤磨损胶带。本系统中在回程展开区域采用了腰鼓型托带辊组，能够适应成管过程中不同形状的胶带，保证覆盖橡胶的鼓形辊子与胶带为线接触，从而避免了胶带塌陷造成局部磨损(见图3)。

图3 回程展开段托辊示意图

4.4 胶带限料措施

圆管带式输送机因为其特殊结构形式，对货物填充率有着一定的限制，大流量的货物容易引起圆管带式输送机爆管，为了杜绝这种现象，在实际运行中主要从以下几个方面进行了改进：

(1)从源头控制好系统流量，实时监控皮带秤流量数据，避免出现大于5 500 t/h的流量。当实时流量超过系统安全通过流量时，可降低上游胶带(201A、202A、203A)速度，以降低通过圆管带式输送机物料的流量。

(2)在系统胶带运行速度匹配上，使圆管带式输送机的运行速度略大于普通皮带机的运行速度。

(3)通过在上料胶带(201A)和管带机展开段位置加装限料装置，限制大流量物料通过，可有效解决皮带机过载和圆管带式输送机的爆管现象，避免较大作业流量进入管带机(见图4)。

1.提升电机 2.升降杆 3.限料板 4.支撑架 5.限位螺母 6.滑道图4 限料装置示意图

4.5 采用远程监测手段

输送系统距离长，沿线托辊数量多，间断性人员巡视难以及时发现高温托辊和滚筒，易发生停机及高温胶带起火事故，存在较大安全隐患。针对此问题，采用远程光纤测温技术实时监测承载托辊和滚筒的运行温度，在中央控制系统进行实时监控预警，可及早定位问题设备、采取处理措施。

对沿线分散布置的驱动装置的巡检，特别是电机、减速机、滚筒的实时监测也是一大难题。线路长、人员反复巡视频次低，关键设备出现故障难以及时发现。因此，对电机、减速机、滚筒等关键设备的振动、温度、电流等关键运行参数进行了远程实时监控，预定正常值、超差报警，保证了故障的及时发现和处理，提高了输送系统运行的可靠性和安全性。

4.6 改善溜管，避免积料塌料

矿石输送系统送矿砂品种较多，对高含水率、粘度大的矿砂装卸作业时，导料槽容易产生粘料、积料和塌料的问题，导致皮带跑偏和爆管，为解决此问题，针对皮带机溜管进行了改造。

通过对现场溜管的实际考察，发现积料位置集中在物料冲刷点斜坡处、滚筒清扫器下方斜坡、平台和溜管底部挡料板处(见图5)。

1.C2管带机 2.C3管带机 3.C3管带机 4.C4管带机图5 溜管易积料位置示意图

将易积料位置衬板改造成新型防粘衬板，防粘衬板物料冲刷后，表面光滑不易粘料。此外，在积料点下侧的溜管外壁上安装振动器，可通过开启振动器使内壁粘附的物料振动落入下一条胶带，达到防止积料、塌料的目的。

5 结语

实践表明，长距离圆管带式输送机在港口矿石运输中得到了很好的应用，在圆管带式输送机运行管理过程中，针对常见问题制订的相应措施也取得了较好的效果，保障了矿石输送系统可靠稳定的运行。