淺談輸煤系統皮帶機曲線落煤管改造

夏洪震 福建華電可門發電有限公司

一、引言

福建可門發電有限公司（以下簡稱可門公司）輸煤系統采用不同煤種摻配上煤，印尼煤、褐煤等粉塵量極大，在皮帶機輸送過程產生大量的粉塵，煤塵污染輸煤系統和廠區環境，皮帶機運行中落煤時產生大量誘導風進入導料槽，造成導料槽出口噴粉嚴重，造成地面、皮帶機支架上、電纜橋架、棧橋鋼構件上積煤積粉較多，存在自燃隱患。有時煤質含水量大、濕粘，頻繁造成落煤管粘煤、堵煤。落煤點長期不居中，造成皮帶跑偏，磨損嚴重，出力下降。老式落煤管垂直沖擊接煤皮帶，容易造成皮帶劃傷和沖擊磨損，減少皮帶壽命，維護成本高。同時為了降塵需要，輸煤系統大量使用水沖洗，地面、鋼構架長期浸泡在煤水中，設備銹蝕件較多。

為進一步輸煤強化設備治理，規范輸煤現場管理，全面提升輸（卸）煤區域安全文明生產管理水平，以安全性和7S 管理為載體，強化輸煤區域設備設施、安全文明、作業環境綜合治理，高標準、嚴要求、抓落實，鞏固提升輸煤區域安全文明生產管理水平。通過安全、設備、現場7S 綜合治理，實現輸（卸）煤系統“零泄漏、零污染、零風險”，區域粉塵濃度低于10mg/m3，達到安全管理、設備健康、文明生產與主機標準“三個一致”。可門公司于2019 年進行輸煤系統落煤管流線曲面改造，現改造后的輸煤系統落煤管流線曲面主要情況做如下介紹。

二、皮帶機落煤管存在問題及分析

（一）落料不正引發皮帶距偏

煤經碎煤機破碎后，呈分散性下落，對落煤管壁無序碰撞，造成煤流下落至皮帶時無法實現有效居中，加上落煤煤內壁死角的粘煤，落料不正就更為嚴重。

（二）落煤管內壁粘煤

由于大量使用印尼煤、褐煤，煤中水分含量偏高，及易在落煤管內壁死角處積煤。導致落煤管通流面積變小、堵塞，需要每班次進行人工定期清理，消耗了極大的人力物力，當發生落煤管堵煤，直接影系統的安全穩定運行，降低了設的可靠性。

（三）落煤管處區域粉塵濃度高

可門公司碎煤機室內有7A/7B 皮帶機經擺動篩及碎煤機至8A/8B 皮帶機的落煤管，高度差為21.47 米，落煤管為方形落煤管1000×1000，導煤槽長度19.5 米，碎煤機室8A/8B 皮帶機尾部在輸送不連混煙煤時粉塵濃度29.98mg/m3，輸送印尼煤、褐煤，粉塵污染進一步加劇，由于碎煤機起到鼓風作用，此處為輸煤系統粉塵污染最嚴重的地方。

（四）落煤管磨損

由于落煤管中煤流下落時無序碰憧，落煤管內原有的襯板磨損嚴重，一般采用焊補方式，短時司處理了漏煤問題，但運行幾個月后，又會出現重復缺，要根徹底解治，只有使用更好的耐磨襯板及減少煤塊沖擊力。

三、皮帶機落煤管曲面流線改造措施

1.曲線落煤管，利用離散學（DEM）原理，對物料及空氣二相流的狀態進行詳細分析，研究物料粒子的彈性、黏性、塑性、形變等級、滑動、膨脹和流動性，結合皮帶機的運行參數，轉運站落煤管的布置進行設計。通過三維動態模擬分析技術，分析煤流的滑落過程，對煤流進行全程導流，使煤流從無續墜落轉變為可控的滑落過程，保證物料的匯集輸送，減小煤流攜帶的誘導風量，減少導料槽出口的噴粉現象。

2.曲線落煤管頭部設計一個匯集料斗，控制物料以小于20 度角度撞擊集料斗壁，這樣物料是“沖刷”料斗壁，而非“撞擊”料斗壁；同時槽型設計使散開物料集中起來沿壁下沖，解決揚塵問題。物料以集中形式向下沖刷，六邊流線型結構一方面控制過快速度，另一方面集中物料使空氣不易和其混合。末端鑰匙型結構控制物料流速，使之和皮帶機帶速相似，同時方向和皮帶運行方向一致，煤流被平放到皮帶上，沖擊力很小，減少粉塵產生，同時減少導料槽中正壓和空氣速度，有利于剩余粉塵的沉降。

3.采用圓形或多邊形落煤管，不易積粉和堵煤，在落煤管載流面上設置可更換式組合耐磨襯板或陶瓷襯板，方便維護和更換，延長落煤管使用壽命。多邊形落煤管由于根據根據需要，尺寸可隨意變化，尺寸較大，導煤槽上可以不設專門的擋塵簾箱，維護上更加方便。

4.嚴格控制煤流在滑落過程中的動勢能大小和方向的轉變，使其按照最佳切向角度和速度在落煤管中滑落，消除落煤管堵煤現象。流的出口皮帶運行方向速度應與皮帶運行速度相近，煤流束能夠平緩的滑落到接料皮帶上，降低煤流對皮帶和托輥等設備的沖擊，減少設備維護工作量，延長皮帶使用壽命。

5.對煤流在落煤管中的煤流運動軌跡進行控制，實現煤流在下級接皮帶上軟著陸，并且煤流在皮帶上居中，防止因落料不居中而出現的皮帶跑偏和沿途撒煤，保證皮帶不跑偏。落煤管曲面流線由于下部采用湯匙形狀給料，自動對中給料，因此不帶可調節導流箱（調節擋板），減少導流箱在煤流下落過程中的揚塵。

6.曲面流線落煤管在載流面設置可更換耐磨合金襯板或陶瓷襯板，方便維護和更換，延長落煤管使用壽命。襯板必須采用高強沉頭螺栓固定，不影響煤流通過，杜絕掛料和堵煤。投標方應保證落料筒內的耐磨合金襯板或陶瓷襯板在質保期內出現損壞無償更換。載流面殼體母板材質應不小于10mm，材質為Q235-A。

7.曲面流線落煤管具有耐腐蝕和抗沖擊能力，在設計使用壽命期間不發生變形、腐蝕等現象，耐磨襯板表面要求光滑平整，表面平整度正負不超過3mm，確保不發生掛料堵煤現象.

8.曲面流線落煤管襯板使用合金鑄造襯板，襯板厚度不小于24mm，襯板含Cr 量約14%左右，并含Mn、Ni、Mo 等其他元素，HRC 硬度50 以上，襯板通體24mm 要求全部為耐磨層。襯板表面要求光滑平整，確保不發生掛料堵料現象。也可使用采用碳化鉻雙金屬耐磨復合鋼板或同等優質產品，若采用碳化鉻雙金屬耐磨復合鋼板，要求耐磨復合板總厚度不小于24mm，基體為12mm 厚的Q345B 鋼板，堆焊耐磨層厚度不小于12mm；表面硬度為HRC58-60，含碳量（C）不低于4-5%，含鉻（Cr）量30-40%。耐磨復合鋼板表面要求光滑平整，確保不發生掛料堵料現象。

9.曲面流線落煤管之間采用法蘭連接，保證在運行時不能有漏煤、跑煤現象，連接螺栓要牢固，不能有脫落、折斷現象。所有的落煤管、三通處必須設置檢查門，檢查門的大小要方便進行管道內部工作，檢查門要易于開啟，密封嚴密。

10.曲面流線導料槽采用沉降式導料槽，內部需設置迷蹤式擋簾，保證避免空氣直線流動。密封裙板采用雙層形式，與皮帶接觸的部分采用聚氨酯材料。夾持器采用萬能夾持器。導料槽邊部沒有漏風和漏料情況。尾部根據需要設置密封尾箱。導料槽下部要設置至少2 組方管式密封支撐條。密封支架可以與皮帶機支架連接，便于更換。密封條的表面材質為超高分子量聚乙烯，與鋼管的結合方式為兩面硫化（不接受螺栓連接），以保證表面平滑，不傷皮帶。

11.落煤管安裝后保證煤流最終的出口速度大小和方向接近于接料皮帶速度，確保煤流能夠平緩的滑落至接料皮帶而不出現尾部噴粉現象，避免堵煤、跑煤現象。

四、結束語

可門公司按以上落煤管曲面流線改造方案，分別進行了TT-1 轉運站落煤管改造、TT-2 轉運站落煤管改造、碎煤機室落芝管改造，改造后，對其粉塵濃度測試所改造的區域達到了：輸送非印尼煤≤4mg/m3，印尼煤≤8mg/m3。皮帶機落煤管不漏煤、噴粉，法蘭結合面良好，外觀油漆完好，襯板牢固完好。皮帶機導煤槽不撒煤、漏煤、噴粉，皮帶機清掃器清掃干凈，無積煤，頭部清掃器下每班次積粉不超過0.5kg，尾部滾筒上不得有粘煤、甩煤現象。有效地解決落煤管容易堵煤粘煤，從源頭抑制粉塵的產生，改善了現場環境，減少煤流對皮帶的沖擊，有效保護皮帶機設備，大大提高了設的可靠性，同時降低勞動工作量，節約了維護成本約40%。