長距離圓管帶式輸送機運行管理探討

日照港集團嵐山港務有限公司

1 引言

圓管帶式輸送機在港口干散貨運輸中的應用越來越普遍，在緩解交通壓力、降低環境污染、增進綠色發展等方面發揮了積極作用。圓管帶式輸送機作為一種新型環保的皮帶機，因其結構的特殊性，在運行中會產生一些不同于普通皮帶機的問題。為了更好地發揮圓管帶式輸送機系統的性能，增強系統運行的穩定性和可靠性，針對圓管帶式輸送機在長距離散貨運輸中存在的巡檢困難、跑偏扭轉不易調整、流量過大造成管帶機爆管、溜管、積料塌料等問題，提出改善管理的對策。

2 礦石輸送系統的組成

2.1 系統組成

該作業區礦石輸送系統主要設備采用先進環保的圓管帶式輸送機，輸送距離約8.6 km，年設計輸送能力達2 000萬t，小時運量可達到5 500 t。礦石輸送系統由上料系統和管帶機系統兩部分組成。上料系統由1臺斗輪取料機和201A、202A、203A 3條普通帶式輸送機組成。管帶機系統由C2A、C3A和C4A 3條圓管帶式輸送機組成，其中，最長的圓管帶式輸送機C3A約3.6 km。各條皮帶機間通過轉載站實現首尾搭接。

礦石輸送系統由斗輪取料機從港區堆場取料，通過普通帶式輸送機、圓管帶式輸送機直接輸送至鋼廠堆場接料系統。

2.2 圓管帶式輸送機結構

圓管帶式輸送機由6個托輥固定形成六邊形。圓管帶式輸送機除頭、尾部過渡段為展開的膠帶外，中間段膠帶圍卷成圓形，皮帶機往返時均為管狀，礦石被包裹在管狀膠帶內進行封閉輸送，不會灑落污染環境，也避免了外部環境對物料的影響[1](見圖1)。

圖1 膠帶成管段截面

3 圓管帶式輸送機運行中常見問題分析

圓管帶式輸送機運行過程中，除了會發生普通皮帶機常見的跑偏、膠帶撕裂等故障外，還會因圓管帶式輸送機特有的結構特點，表現出一些特有的現象，主要有以下幾方面：

(1)輸送系統運輸距離長，全長約8.6 km，設備沿線巡視困難較大。

(2)圓管帶式輸送機單條長度最長達到3.6 km，且在水平、垂直方向上轉彎較多，當圓管帶式輸送機在水平轉彎時，由于內外側張力差異，會導致膠帶管發生扭轉，調整難度大；如扭轉導致頭部無法展開卸料，會造成膠帶、滾筒損壞，發生事故。

(3)由于圓管帶式輸送機特殊的結構，導致一些托輥等部位受力比較大，托輥磨損嚴重，且容易因長期磨損劃傷膠帶，甚至導致高溫，影響膠帶使用壽命。

(4)圓管帶式輸送機的管狀結構對輸送系統的通過量有嚴格要求，當輸送系統流量超過最大通過能力時，將導致圓管帶式輸送機出現爆管現象，對輸送系統造成嚴重損害。

(5)輸送粘性較大的礦粉時，在皮帶轉接溜槽內極易積料，易堵塞溜槽，甚至塌料，導致下一級圓管帶式輸送機爆管。

4 圓管帶式輸送機常見問題的對策探討

為了保證輸送系統安全可靠運行，可以通過完善工業電視以及自動控制系統、加強系統巡查、優化系統結構等方式，避免或減少系統故障的發生。

4.1 加裝監控攝像頭

通過在沿線加裝監控攝像頭，完善工業電視監控系統，實現系統無縫覆蓋。重點監控設備薄弱環節，比如圓管帶式輸送機的頭部、尾部過渡段、轉彎處等；優化控制系統，通過智能化數據采集系統實現對設備運行狀態的實時監測，使系統具有更高的可靠性和自動化程度，盡量實現現場“無人值班、少人值守”運行要求。

4.2 采用可調窗式托輥組

針對管帶機成型段扭轉難以調整的問題，本系統采用了可調窗式托輥組，能夠方便、簡易地將窗式托輥組上的輥子轉動后與膠帶運行方向呈一定夾角，通過夾角的調整，對膠帶產生一個與膠帶扭轉反方向的力，從而達到有效調整膠帶管扭轉的目的(見圖2)。

圖2 窗式托輥夾角調整示意圖

4.3 改進托輥與膠帶接觸形式

從輸送系統運行分析情況來看，托輥已損壞位置主要分布在皮帶機回程展開段，由于托輥局部受力過大，兩端軸承處磨損較快，容易劃傷磨損膠帶。本系統中在回程展開區域采用了腰鼓型托帶輥組，能夠適應成管過程中不同形狀的膠帶，保證覆蓋橡膠的鼓形輥子與膠帶為線接觸，從而避免了膠帶塌陷造成局部磨損(見圖3)。

圖3 回程展開段托輥示意圖

4.4 膠帶限料措施

圓管帶式輸送機因為其特殊結構形式，對貨物填充率有著一定的限制，大流量的貨物容易引起圓管帶式輸送機爆管，為了杜絕這種現象，在實際運行中主要從以下幾個方面進行了改進：

(1)從源頭控制好系統流量，實時監控皮帶秤流量數據，避免出現大于5 500 t/h的流量。當實時流量超過系統安全通過流量時，可降低上游膠帶(201A、202A、203A)速度，以降低通過圓管帶式輸送機物料的流量。

(2)在系統膠帶運行速度匹配上，使圓管帶式輸送機的運行速度略大于普通皮帶機的運行速度。

(3)通過在上料膠帶(201A)和管帶機展開段位置加裝限料裝置，限制大流量物料通過，可有效解決皮帶機過載和圓管帶式輸送機的爆管現象，避免較大作業流量進入管帶機(見圖4)。

1.提升電機 2.升降桿 3.限料板 4.支撐架 5.限位螺母 6.滑道圖4 限料裝置示意圖

4.5 采用遠程監測手段

輸送系統距離長，沿線托輥數量多，間斷性人員巡視難以及時發現高溫托輥和滾筒，易發生停機及高溫膠帶起火事故，存在較大安全隱患。針對此問題，采用遠程光纖測溫技術實時監測承載托輥和滾筒的運行溫度，在中央控制系統進行實時監控預警，可及早定位問題設備、采取處理措施。

對沿線分散布置的驅動裝置的巡檢，特別是電機、減速機、滾筒的實時監測也是一大難題。線路長、人員反復巡視頻次低，關鍵設備出現故障難以及時發現。因此，對電機、減速機、滾筒等關鍵設備的振動、溫度、電流等關鍵運行參數進行了遠程實時監控，預定正常值、超差報警，保證了故障的及時發現和處理，提高了輸送系統運行的可靠性和安全性。

4.6 改善溜管，避免積料塌料

礦石輸送系統送礦砂品種較多，對高含水率、粘度大的礦砂裝卸作業時，導料槽容易產生粘料、積料和塌料的問題，導致皮帶跑偏和爆管，為解決此問題，針對皮帶機溜管進行了改造。

通過對現場溜管的實際考察，發現積料位置集中在物料沖刷點斜坡處、滾筒清掃器下方斜坡、平臺和溜管底部擋料板處(見圖5)。

1.C2管帶機 2.C3管帶機 3.C3管帶機 4.C4管帶機圖5 溜管易積料位置示意圖

將易積料位置襯板改造成新型防粘襯板，防粘襯板物料沖刷后，表面光滑不易粘料。此外，在積料點下側的溜管外壁上安裝振動器，可通過開啟振動器使內壁粘附的物料振動落入下一條膠帶，達到防止積料、塌料的目的。

5 結語

實踐表明，長距離圓管帶式輸送機在港口礦石運輸中得到了很好的應用，在圓管帶式輸送機運行管理過程中，針對常見問題制訂的相應措施也取得了較好的效果，保障了礦石輸送系統可靠穩定的運行。