水泥厂受料坑防蓬料设计

师华东（中信重工机械股份有限公司，河南 洛阳 ）

0 引言

水泥厂一般用辅料堆棚、石膏混合材堆棚、原煤堆棚来储存原料燃料。原燃料是通过受料坑、板喂机、破碎机、皮带机等工艺设备输送到相应的储料仓中，受料坑通常采用铲车卸料或者自卸卡车卸料。由于原燃料中经常含有大块物料，所以在受料坑上一般会设计固定篦板来过滤掉大块物料，以减小其对下游设备，比如破碎机的损害。当原燃料含水量比较高的时候或者有大块物料的时候，会蓬在篦板上下不去，这时候就需要人工清理，费时费力，严重时还会影响生产。

1 常规受料坑设计

水泥厂原燃料受料坑设计时，为防止大块物料的堵料，一般会在受料坑上加一层固定篦板。根据不同物料的要求，篦孔的尺寸也不一样，一般100 mm×100 mm～400 mm×400 mm的都有，其工艺布置见图1。

图1 常规受料坑设计示意图

如图1所示，这种设计是一种常规设计，大部分水泥厂均采用此种设计。当固定篦板角度不合适的时候，大块物料滚不下来，当角度太大时，物料也容易滑下来，这是一对矛盾。并且物料比较粘湿的时候，篦板上蓬料下不去，影响使用效果。怎么在工艺设计阶段解决受料坑蓬料的问题，本文提供了一种有效的在线解决办法。

2 带振动篦子的受料坑设计

2.1 工艺布置

通过在固定篦板两端加装振动电机和振动弹簧，来解决受料坑蓬料的问题。其工艺布置见图2。

图2 防蓬料受料坑设计示意图

如图2所示，是振动篦板解决受料坑蓬料的方法。振动篦板由篦板、振动弹簧、振动电机组成。在篦板的上部下方安装振动电机，振动电机的数量与篦板的尺寸，蓬料的重量有关。在篦板的下部下方安装振动弹簧，振动弹簧的数量原则上与振动电机的数量一致，并且对称布置。当振动电机振动时，对篦板提供垂直方向的激振力，振动弹簧配合篦板振动。从而把蓬料抖落，让大块从篦板上滑下。

2.2 振动篦板设计选型

振动电机是振动篦板选型设计的关键，振动篦板选型流程是：参振重量（G1+G2）振动力Fm激振力F电机功率。其受力关系见图3：

由：Fy=Fm·cosα=(G1+G2)g/1000，F=γ·Fm

得出：F=(G1+G2)gγ/1000·cosα

其中：Fm—振动力，kN；α—篦板与水平方向的夹角，（°）；G1—篦板重量，kg；G2，蓬料重量，kg；G—重力系数，9.8 N/kg；γ—激振力富裕系数，1～3；F—激振力，kN。

根据具体的工况，算出需要的激振力，从而选配相应的电机。振动电机功率越大其激振力越大，通常激振力富裕系数选2左右比较合适。但是考虑篦板上有篦孔，此处主要是解决粘湿性物料的下料和大块物料的过滤，激振力富裕系数选可以选1.5左右。振动电机出厂时激振力不是满负荷，一般调节在其最大激振力的70%，这样可以延长电机轴承寿命，避免电机线圈发热，从而达到最佳使用效果。如果选用的振动电机激振力达不到要求，振动机械设备就会出现振幅不够，物料不运行，影响生产，而且还会造成振动电机过载发烫，严重的会使电机损毁。如果选用的振动电机激振力过大，不但增加设备成本还会对振动机械设备造成伤害，使焊缝撕裂，钢板变形，左右摇摆。所以振动电机的选型要根据具体的使用环境来确定。表1为从振动机械网摘抄的某厂家的电机功率与激振力对应关系表[2]。

图3 受力关系图

表1 激振力与电机功率选型对应关系

由表1可知，振动电机的选取与激振力的大小有关，激振力又来源于参振重量。同时还要考虑篦板的大小尺寸、篦孔大小尺寸、振动电机的数量、物料性质等因素，才能做好设备选型工作。

3 小结

水泥工艺设计经过几十年的发展，形成了固定的设计习惯和设计方法。但是随着国家社会经济的发展，行业技术水平的进步，对自动化水平要求不断提高，特别是能不用人尽量不要用人，几乎成为水泥企业的共识。本文通过对受料坑做防蓬料设计，和传统的设计相比具有以下显著的特点：

（1）带振动篦板的受料坑在通过粘湿性物料和大块物料的时候，不需要人工清料，能够节约人工，改善工人的劳动强度，实现在线清料。

（2）对振动篦板的结构及工艺布置进行了介绍，以方便同行参考。

（3）对振动电机的选型过程及依据进行了介绍，并给出选型公式，以方便同行参考。