散粮输送工艺设备分析

张 雨，许先凯

（中交机电工程局有限公司，北京 100088）

1 码头装卸设备的选择

目前码头装卸工艺设备中适用于粮食物料的气力卸船机也称为吸粮机，适用于运量不大的散粮输送，目前一般可做到输送能力500～600 t/h左右，而门座式起重机设计、制造经验国内比较丰富，已经完全国产化，搭配多台门座式起重机可使输送粮食能力达到2 000 t/h以上，被大多数港口使用。本文介绍某项目中使用的码头带斗门座式起重机与覆盖带式输送机配合使用能力达到1 600 t/h，目前使用状况良好，此工艺具有一定的参考借鉴意义。

2 输送设备的选择

散粮输送工艺设备一般有气垫式输送机、埋刮板输送机、斗式提升机、螺旋输送机以及DTⅡ(A)型带式输送机等。因绿色港口及环保部门相关要求，气垫式输送机、埋刮板输送机、斗式提升机因具备封闭结构，且无大量粉尘外溢而被广泛应用。

气垫式输送机是从普通输送机发展而来，其工作原理主要是依靠风机给气室输送气源，在胶带与气室盘槽之间形成一条稳定的气膜，用以支撑胶带运行，具有阻力小，维护少等优点[1]。气垫式输送机运量不宜过大，最好不要超过2 000 t/h。

2.1 气垫式输送机压带轮的设计

气垫输送机在设计中应尽量避免使用凹弧段，因为凹弧段会带来胶带飘带或摩擦气室的可能，但是因场地及工艺流程限制不可避免地会使用到凹弧段，凹弧段经常会在起弧段处设置压带轮，我公司根据传统DTⅡ(A)型带式输送机使用的压带轮进行设计改进优化，增加防护罩密封装置与气垫输送机盖板设计为一体，并且轴承外置，起到了压带、密封、方面维护等优点。如图1所示。

图1 气垫式输送机压带轮断面

2.2 气垫式输送机头部除尘点的设置

本文示例项目的多个粮食输送系统中多在气垫输送机的受料点位置设置除尘系统，但在运行过程中发现，头部卸料点亦是容易引起粉尘及积灰的部位，应同时在气垫输送机头部设置除尘点，除尘点的设置应综合考虑头罩（上部）位置及回程（下部）位置。回程积灰不容易被受到重视，并且清理困难，应在设计过程中加入，即使不考虑回程吸尘点的设置，回程位置也应该设置真空清扫系统接口，减少回程粉尘堆积，可减少设备检修频率以及降低粉尘爆炸的可能性。

2.3 气垫式输送机重载跑偏问题

气垫式输送机在运行过程中，由于物料的转接经常会发生胶带跑偏，跑偏会造成胶带的磨损，并降低输送运量。在实际设计过程中主要是利用受料部位的受料靴进行调节，此处应在受料靴处增加可调节的挡板，对物料可进行动态调整，使用调节挡板可以有效保证物料的对中性。在大运量输送过程中，应尽量在上部转接溜管中增加缓冲锁气器，提前将物料进行对中处理，实际使用效果明显。

2.4 埋刮板输送机与闸门配合问题

埋刮板输送机是一种封闭的可水平亦可倾斜输送粉状、小颗粒及小块物料的连续输送设备[2]。埋刮板输送机具有体积小、效率高、工艺布置灵活、可多点卸料、多点进料等特点。

埋刮板输送在工艺上主要是通过闸门的配合便于进行多点进料和多点卸料，但是与闸门的配合经常会出现闸门位置积料等情况的发生。因为埋刮板输送机与溜管及闸门一般不属于同一制造商，接口上容易出现问题，但因为货主货源的不同，同一设备需针对不同物料进行分类存储，主观上要求在物料传输过程中不能发生货种与货种交界处的货物相混。

传统设计中埋刮板输送机与闸门之间、闸门上表面与闸门基座之间均存在间隙，容易造成上述“混票”的情况发生，并且长期在间隙中存在的物料容易发生变质导致物料品质的降低，为解决上述问题，此技术应运而生。

常见装配关系及容易发生积料的位置如图2。

图2 埋刮板机与闸门容易积料的位置

修改后的装配断面如图3所示，将闸门上移刮板机底板位置，在刮板机两侧增加法兰，由于闸门闸板与埋刮板输送机底部平齐连接，避免了物料在闸门处积料的可能，有效控制了“混票”情况的发生，提高了作业效率，减少了人工清理的工作量，具有良好的经济效益。

图3 修改后的埋刮板机与闸门断面

2.5 斗式提升机畚斗截止装置

斗式提升机是连续垂直或大倾角提升粉状物料的输送机械，具有结构简单、能耗低、维护方便、体积小、占地面积少、封闭输送对环境污染小等特点。斗式提升机主要是应用于物料仓储边的转运站中，用于垂直输送环节。目前国内生产的斗式提升机运送粮食可达1 600 t/h，能够满足基本的粮食中转需求。

在实际项目的运作过程中，斗式提升机除了按照标准常规配置以外，还应在适当位置设畚斗脱落截止装置及取出口。具体做法为：将斗式提升机出料口位置与下部溜管结构中间增设一个钢格栅法兰接口，结构型式如图4。

设计畚斗截止装置时应在保证畚斗不掉落的情况下尽量保证孔的最大尺寸，并应在法兰冲击位置覆盖耐磨衬板。成本上几乎不增加多少费用，但是可以实现若畚斗脱落及时发现并能够快速取出的功能。

图4 畚斗截止装置示意

3 电子散料秤设备

电子散料秤主要用于在不中断物料料流的情况下测量出物料的重量，这一重量值在企业内部可用来计算库存量和进行贸易结算，其精确度可达到0.2级[3]。目前散料秤的工作能力可达到2 000 t/h。在进行工艺设计过程中，必须在散料秤的下游设置手动闸门或自动闸门，若设置自动闸门，闸门应具备多级调节的功能。因为电子散料秤属于非连续累计秤，称量完毕后放料门会将称量的几十吨物料一次放出，若不设置闸门进行调节，下游设备会受到巨大的冲击导致设备损坏或堵料情况的发生。通过闸门开度的调节可实现流量的能力调节，调整到匹配的下游设备工作能力后做好标记。

4 溜管设备

溜管作为工艺输送过程中不可缺少的部分，起着衔接所有设备的功能。根据我公司多个项目承建的经验，溜管应设置为方便拆卸的结构形式，有助于进行内部衬板的更换和检修，参考型式如图5。

图5 溜管断面示意

5 粉尘防爆的认证

散粮行业因其物料的特殊性，容易产生粉尘并可能会引发粉尘爆炸，我国对散粮输送行业电气设备有强制性要求，电气设备必须具备粉尘防爆认证。依据《粮食加工、储运系统粉尘防爆安全规程》（GB 17440-2008），首先粉尘防爆根据使用条件的不同区分为20区、21区和22区[4]。

在进行国内散粮行业设计及采购过程中应特别注意电气设备的认证是否为粉尘防爆认证，并应注意适用的区域，以免影响后续的验收工作。

对于工艺设备而言，需要注意以下几点：

1）一般要求设备制造商提供全国工业产品生产许可证。

2）推荐采用轴承外置式传动且密封结构。

3）电机选用粉尘防爆类型，防护等级一般以IP65或者IP55为主。

4）保护开关形式一般有拉绳开关、跑偏开关、堵料开关、限位开关、失速开关等。对于粉尘防爆而言，尤其是粉尘防爆21区要求，很多保护开关厂商不能全部包含以上所有设备，应同时提供各种保护开关的资质证书。

5）电气设备需根据粉尘危险分区采用相应的粉尘防爆型设备，在粮食行业主要包括防爆配电箱、防爆手操箱、防爆照明装置、防爆开关、防爆接线盒等等，需注意的是，在粉尘危险区域，所有电缆与设备的连接处应采用防爆金属软管加以保护。

6 结 语

根据对散粮输送行业多个项目的实际执行经验，对工艺设备进行了研究和分析，提出了有利于工艺流程的合理化建议，解决了工艺设备在运行中存在的共性问题，对于工程的设计及施工具有重要的借鉴意义。