管带机存在的机械问题及对策

苏 铎， 王志国， 宁克卫

（华能左权煤电有限责任公司，山西 晋中 032600）

0 引言

管状带式输送机（以下简称管带机） 的输送路径可以采用空间曲线布置，输送倾角大，在复杂地形条件下单机运输距离长，克服了普通带式输送机固有的缺陷与使用范围的局限性。采用封闭结构不仅可减少物料在运输途中的损失和对环境的污染，也能适应北方地区冬季电厂燃煤运输的防冻要求，同时具有建设成本低、安装维护方便、运行可靠等优点。我国于20 世纪90 年代从日本普利司通TPE 公司引进了管带机设计制造技术，目前已在国内一些电厂中应用并且效果很好[1]。

1 管带机工作原理及主要技术参数

管带机在加载点后至卸料点前的中部输送段形成圆管状，在尾部，受料段后胶带由平形向槽形、深槽形逐渐过渡，最后将物料包裹起来卷成圆管状[2-3]。在形成段，胶带被六边形布置的辊子强行裹成圆管，输送物料被封闭在圆管内随胶带稳定运行。当到达头部时胶带逐步过渡，由圆管形状变深槽形、槽形，最后在头部滚筒处卸料。胶带的回程段也基本上与承载段相同，也是形成圆管状返回[4-5]。

华能左权煤电有限责任公司管带机直线距离1.5 km，管带机机长2.1 km，管带机输送过程中未设置转运站，路径复杂，需要翻山越岭、转弯爬坡。管带机使用聚脂棉帆布（EP） 胶带，管带机沿线有两处120 m 曲率半径转弯，两处18°爬坡及下坡，胶带型号：φ400 EP1500/5 1600×（5P+1C） ×6.5×3.0 JIS-FR。胶带型号解释：φ400 代表管径400 mm，EP1500 代表织物层抗拉强度，带宽为1 600 mm，织物层由5 层织物层和1 层加强层构成，面胶厚度6.5 mm，底胶3 mm，胶带具有阻燃特性。

2 管带机的常见问题与解决方案

2.1 管带机的跑偏

管带机除机头机尾安装在室内外，其他位置均露天布置，极易在季节、温度、天气变化时发生跑偏。

2.1.1 管带机跑偏原因

第一，温度变化导致胶带硬度变化，胶带与托辊摩擦力变化。第二，雨雪霜雾等附着在胶带上，胶带与托辊摩擦力变化。第三，大风天气，风力直接产生偏向力作用在管带机重锤、管带机沿线胶带等露天布置区域。第四，冬季气温低，下雪后雪覆盖到输送带非工作面，通过输送机运转，非工作面积雪结冰转而冻结在各部位滚筒、托辊上，部分位置冰冻厚度达到10 cm，使滚筒、托辊对胶带作用力不均匀。第五，落料点不正引起的跑偏。第六，胶带老化橡胶硬度增加，胶带与托辊摩擦力变化。第七，空载运行中，管带机上层胶带重心靠上，自身不平衡。第八，重锤积煤使重锤质量增加，导致管带在转弯、爬坡段，胶带与托辊接触力发生变化。第九，胶带胀管后，胶带与托辊摩擦力变化，发生跑偏，且胀管后胶带易发生反包，加剧胶带跑偏。

2.1.2 管带机跑偏解决方案

a） 根据季节变化，及时进行前瞻性托辊调整，包括六边形PSK 托辊、普通槽型托辊、可变槽角托辊、回程托辊调整。

b） 冬季对管带机室内部分进一步密封，如加装重型门帘、加装加热装置，保证管带机室内部分温度，减少室内滚筒、托辊结冰厚度。对主要滚筒加装清扫器、刮煤器，保证滚筒表面清洁。向滚筒积冰部位定期撒工业用盐，融化积冰。

c） 在重锤胶带两侧增加垂直于胶带边缘的立辊，限制胶带跑偏。传统方案一般为调整滚筒轴承座，调整跑偏，此方法需不断调整，工作量大，且皮带始终对滚筒产生拉力，调整过程安全风险较高。

d） 定期检查落煤筒导流板，出现磨损及时补焊，保证落料点在胶带中央。

e） 制定管带机重载启动、停止及均匀上煤措施，保证输送机任何时刻胶带重心靠下。

f） 增加头部管带机压辊组数，并增设U 形压辊组，让皮带边缘在U 形压辊组内部活动，通过压辊限制展开段胶带跑偏，并防止胶带撕边发生。托辊改型之前解决方案为连续调整5～8 组PSK 六边形托辊，工作量极大，调整过度后还需回调。改造增加U 形压辊组后，可一次性解决压辊处跑偏撕边问题。

g） 燃料运行专业及时清理重锤积煤，保证重锤质量恒定。

h） 管带机尾部受料点出口设置限料器，防止胀管，限料器安装既要有足够的强度，保证其能够将多余物料推出胶带，又要保证限料器长时间稳定运行，防止因疲劳损坏导致高度降低从而使输送机出力降低甚至损伤胶带。

i） 针对管带机尾部大的倾角及转弯角，在倾角发生前相对平直段对托辊进行前馈调节，管带机转弯爬坡段进行反馈调节，针对转弯段外侧托辊受力弱的情况，通过外侧增加托辊（如图1 所示） 增加摩擦力，改善输送带受力不均情况。

图1 管带机转弯段增加托辊示意图

j） 管带机输送距离长，只有了解整个管带机沿线跑偏情况，才能对症治理。在管带机设置跑偏监测系统，即每隔50 m 设置一套管带接口检测探头（探头安装如图2 所示），一旦探头与输送带距离发生变化时就能发出信号，实现系统远程对管带机跑偏监控。

图2 跑偏监测探头安装示意图

2.1.3 管带机跑偏处理结果

通过上述跑偏解决方案，跑偏频率由2013 年全年发生跑偏转管25 天下降为2017 年的8 天，卡方检验统计数据见表1。

表1 管带机改造后年度跑偏情况比较

卡方检验计算得出P 值＜0.05，具有统计学意义，说明管带机通过上述改造，跑偏问题得到有效解决。

2.2 六边形PSK 托辊夹伤皮带

2.2.1 六边形PSK 托辊夹伤皮带的原因

六边形PSK 托辊部分支架发生变形，托辊位移，托辊间距增大，皮带搭接耳部极易进入位移托辊间，导致划伤、撕裂，如图3 所示。

图3 托辊位移示意图

2.2.2 六边形PSK 托辊夹伤皮带的解决方案

原六边形托辊为单侧布置，现更换为对侧布置（如图4 所示），同时增大辊长，消除托辊间存在间隙的可能。

图4 托辊在支架两侧布置

2.2.3 六边形PSK 托辊夹伤皮带处理结果

华能左权煤电有限责任公司初次对六边形PSK 托辊改造后未增加原托辊长度，发生皮带搭接口会在托辊接口处向一个方向卡死，顺着搭接方向跑偏后无法恢复，所以改造时必须增加辊长，不可使用原托辊。改造后管带机未发生一起PSK托辊夹伤胶带事件，效果显著。

3 结束语

华能左权煤电有限责任公司管带机是2.1 km的单路设备，对设备可靠性要求极高，文章通过研究管带机自身结构、运行特征，结合北方地区气象及公司生产特点，剖析了管带机在运行过程中出现跑偏和托辊夹伤输送带的主要因素，提出了针对不同因素的创新改进方案，方案实施后持续观察运行情况，并对产生的新问题继续改进，通过不断创新改进，管带机运行稳定，为今后管带机的运行、维护、选型、改造等提供了重要依据。