斗輪機輸煤皮帶張緊裝置撞擊事故分析

孫亞波

摘 要：斗輪機輸煤皮帶的張緊裝置可以為皮帶的運行提供張緊力，避免打滑。但在實際的作業中常易出現撞擊事故，不僅影響機械本身和運輸質量，嚴重時甚至會威脅人身安全。基于此，本文先分析了斗輪機輸煤皮帶張緊裝置出現撞擊事故的調查情況和主要原因，隨后提出了幾點處理措施。

關鍵詞：斗輪機;輸煤皮帶;張緊裝置;撞擊事故

輸煤系統可以用來儲存、裝卸、運輸、計量燃煤燃料，以便及時滿足發電機組的需求。斗輪機和輸煤皮帶是輸煤系統中的重要設備，二者間的匹配度及運行情況直接影響著輸煤效率以及發電廠的安全。而若斗輪機輸煤皮帶張緊裝置發生撞擊事故會損壞設備，因此，分析解決事故至關重要。

1 斗輪機輸煤皮帶情況分析

斗輪機和皮帶同時存在于輸送系統中，只有確保二者有效配合，才能夠實現對工作實效性的有效確保，反之，設備即難以充分發揮實效性，并會大幅提升事故出現可能性。以A電機組工程為例，其3號輸煤皮帶在具體開展試運行操作的過程中，出現了張緊裝置撞擊皮帶支架的事故，導致皮帶的托輥支架以及張緊裝置等出現了損壞問題，主要原因為設計輸送系統的過程中，未對內含兩種裝置的匹配情況加以充分考量。

1.1 具體情況

A機組屬于2×600MW工程，具體設計過程中，應用了2臺臨界燃煤機組，同時搭配建設了相應的輸煤系統。系統內部中的3號甲以及3號乙輸送機能夠對汽車等設備的中煤卸運系統內的燃煤展開直接運輸操作，將其輸送至下級皮帶中，隨后輸送至主廠房，也能夠經由2臺斗輪機針對燃煤開展輸送操作。3號甲和3號乙兩皮帶經斗輪機棧橋開展接口操作，斗輪機堆取料能力是每小時1500t。該形式斗輪機在現如今的發電輸煤系統中的應用頻率較高，不僅可以將相應系統內的煤輸送至煤廠中，且可以基于煤場取煤，再輸送至廠房中。

1.2 事故經過與后果

事故大致狀況可概括為：在結束3號甲輸煤皮帶系統相關檢查及試驗操作后，明確控制系統及相關設備均保持在正常工作狀態下，工作人員發出試運行指令。指令執行后，皮帶的兩端都委派了專門的檢查人員，皮帶運行過程中，機頭驅動滾筒中的繞出一頭出現了較為明顯的晃動現象，機尾的張緊小車也出現了較為明顯的擺動情況，隨后擺動動作逐漸減小，最后穩定下來。人員檢查完成后，對皮帶位置進行了變更，明確了系統狀態，后再次啟動皮帶，皮帶在空載運行約半小時后，因跑偏或其他因素影響，在上棧橋的過程中，出現了懸空擺動，小車隨之晃動，且幅度不斷增大，后出現撞擊沖向滾筒立架。

2 張緊裝置出現撞擊事故的檢查情況與主要原因

2.1 撞擊事故的檢查情況

撞擊事故給其他設備裝置造成了一定程度上的損傷，如斗輪機輸煤皮帶張緊裝置配重箱被鋼絲繩拉往屋頂撞擊滑輪、立架鋼梁彎曲變形、小車滾筒的軸承破裂、轉向滑輪基座松動、皮帶托輥轉動設備變形、伸縮裝置撞擊單軌吊車和托輥設備，滾筒出現移位情況等[1]。

事故調查情況如下：第一，檢查電氣保護裝置，發現其保護值與設置參數一致，空載運行電流值未超過額定值1/3，保護裝置未啟動，所以排除過載引起事故的原因。第二，檢查驅動輪和轉向輪的運行情況，發現軸承部位未有纏繞物來加大運行阻力。第三，調查保護裝置的有效性，發現當輸煤皮帶在作業過程中有皮帶跑偏現象時，緊急停車等保護裝置仍舊可以正常立即停車，是以排除保護裝置失效引起撞擊事故的原因。第四，輸煤皮帶邊緣處沒有撕邊問題，因而皮帶跑偏時不會與張緊裝置產生摩擦、增加阻力，排除撕邊加阻原因。

2.2 主要原因分析

2.2.1 張緊裝置配重量不足

斗輪機輸煤皮帶張緊裝置在運行過程中會產生相應的預張力，避免皮帶在轉動設備上打滑，同時對皮帶和托輥之間的運行具有一定的反向撓度，可以降低阻力，也避免撒料或相關設備發生彎曲變形。但在張緊裝置發生撞擊事故的調查中發現，其配重量并未達到設計要求，多數將之控制在一半，即4噸重，產生的預張力較小，導致輸煤皮帶在作業時無法及時張緊，小車部位難以進行移動，張緊裝置便受皮帶牽制而行。

2.2.2 斗輪機和輸煤皮帶匹配度有問題

通常斗輪機棧橋部分的高度設計較高，這便使得輸煤皮帶在經過斗輪機棧橋部位時會有一段較長的位置是懸空的。加上皮帶并非剛硬材質，當運行到懸空段時便會出現擺動狀況，在皮帶擺動過程中就會產生附加張力。若是棧橋處越高，懸空段會越長，傳送帶運行的擺動幅度越大，附加張力也隨之變大，進而對張緊裝置產生較大的沖擊。若附加張力大于預張力時，將會牽動小車的移動，皮帶變松弛后，配重箱便會將小車拉回。反復拉移過程中便容易產生小車與機械支架等撞擊事故。

2.2.3 輸煤皮帶阻力易發生變化

張緊裝置正常作業時，皮帶的阻力會受預張力的控制，促使小車、滾筒等部位正常運行。而運用斗輪機后，輸煤皮帶的運輸會經過斗輪機的棧橋、轉向滾筒等裝置，此情況便加大了輸送帶的額外阻力。另外，在皮帶跑偏、取煤流量大小不均勻不穩定、皮帶和支架摩擦等情況下，都會改變皮帶的阻力，進而導致皮帶運行到滾筒處時的拉力也產生變化。此時，小車受力的平衡性以及輸煤皮帶的穩定性被破壞，張緊裝置易出現移動，若不及時將皮帶重新拉緊，則張緊裝置的預張力便會有所降低。再加外界因素的影響，輸煤皮帶的運行便會產生較大的偏離，引發小車、滾筒、托輥等設備間不同程度的撞擊事故。

3 斗輪機輸煤皮帶張緊裝置撞擊事故的處理措施

3.1 規范和修正張緊裝置的配重量

當張緊裝置的配重量大的足以支撐設備運行時，輸煤皮帶擺動幅度就會變小，所產生的附加拉力也會小于皮帶的張力，此時張緊小車便能正常作業，而不會發生不受控制的情況。因此，為使張緊裝置配重量滿足其運行需要，有效減少撞擊事故，還需要規范和修正張緊裝置的配重量。第一，重新進行核算，即計算傳動滾筒繞出端的預張力，當其在輸煤皮帶不打滑情況下大于預張力時才有利于皮帶在運行過程中及時收緊，從而避免張緊裝置被輸煤皮帶牽制移動。第二，依舊是在皮帶不打滑的前提下利用公式計算滾筒與皮帶阻力之間的變化關系。當皮帶處于張緊運行狀態時，皮帶鋼絲繩對轉向滑輪的牽引力則要與皮帶對轉向滑輪的拉力保持平衡。第三，修正配重量。由于輸煤皮帶是與斗輪機配合使用來傳送物料，因此計算皮帶阻力時還要加上其在斗輪機中的附加張力。當輸煤皮帶產生的附加拉力大于小車、懸空段、皮帶的阻力時，還需要加上擺動中產生的附加拉力來修正配重量。第四，結合設計需要，可改變原來的8噸配重量設計，將之增加到13噸。第五，配重量工作完成后，還需要對牽引小車的鋼絲繩、轉向滑輪的強度重新進行計算，將撞擊事故中出現松動的鋼絲繩、轉向滑輪基座、屋頂鋼桁架、部分支架的地腳螺栓進行加固，進而提高各裝置部位的穩固性，提高斗輪機輸煤皮帶張緊裝置的運行效率。

3.2 適當更換相關設備配置

為減少張緊裝置撞擊事故的發生頻次，提高發電廠的物料運輸質量與水平，還需要不斷優化設計，并結合撞擊事故后的實際情況及時維修和更換相關設備配置。第一，及時更換撞擊后出現變形或破損的軸承、張緊滾筒、支架、立架鋼梁、伸縮裝置等，重新澆筑立柱基礎，并在卸載滾筒軸承處添加和焊死限位止擋塊，避免出現軸承移位、皮帶跑偏等狀況[2]。其中，滾筒要更換成負載力更高的滾筒，以便和重新配重量后的皮帶運行相匹配，提高輸煤系統運行的安全穩定性。第二，選擇棧橋高度相對適合的斗輪機，提高其與輸煤皮帶之間的匹配度，以便實現更加高效率的連續作業。第三，根據發電廠的實際情況和需求，及時修理或更換輸煤皮帶。皮帶本身非剛性材質，若使用時間較長就會容易出現老化、變形、邊緣位置撕邊等情況，以致在拉力不平衡的狀態下產生皮帶跑偏等。因而若是可以修復便只需進行加固維護處理，或剪去老化變形部分再進行膠接等，若無法復原便要及時更換。同時，選用張緊效果好的張緊裝置，并在投入使用前進行科學地試驗和檢測，確保其具有較大的預張力來支撐皮帶的正常穩定運行。第四，做好斗輪機輸煤皮帶張緊裝置的日常管理、維護與保養工作，提高設備的使用壽命[3]。

3.3 減少阻力異變并加強自動檢測

為確保斗輪機輸煤皮帶張緊裝置能夠正常作業，減少撞擊故障的發生，還要嚴格控制皮帶阻力的變化并加強自動檢測。第一，掌握好取煤流量的均勻性、穩定性，避免出現撒煤或堵煤情況增加輸煤皮帶的重載啟停頻次，進而提高皮帶和托輥等轉動設備的運行時長并降低維護成本，延長機械使用壽命。例如可應用具有無人值守系統的斗輪機，實現多臺設備的精準配煤。第二，解決和避免皮帶跑偏問題。例如可以在斗輪機上安裝自動糾偏裝置，將皮帶控制在事先規定好的范圍內運行，一旦傳送帶有跑偏傾向或已出現跑偏便可及時實施硬性的偏離糾正，保證皮帶能夠正常運行，不影響張緊裝置預張力的發揮。第三，利用高科技手段和技術來自動檢測輸煤皮帶以及張緊裝置的運行狀態，將之以視頻、紅外圖像等方式呈現出來，以便更加及時發現故障。同時，建立自動檢測數據庫，利用信息化的數據庫及時收集、整理、分析和儲存檢測數據信息，進而在斗輪機輸煤皮帶作業時，能夠迅速發現皮帶是否出現打滑、撕裂、跑偏、煤層溫度異常等狀況。

4 總結

從上述分析可知，斗輪機與輸煤皮帶的匹配程度以及張緊裝置的配重量大小是導致撞擊事故發生的主要原因。因此，為提高輸煤效率，還應及時更換事故設備，根據產生的附加力來重新計算和適當加大配重量。同時，還要對相關的設備設施定期進行維護和檢修，以促進設備作業水平的提升。

參考文獻：

[1]李昌松，楊曉衡，臧彥廷.輸煤皮帶運行狀態的自動檢測系統[J].集成電路應用，2020，37（04）：134-135.

[2]賀鑫.斗輪機輸煤皮帶張緊裝置撞擊事故分析[J].化工管理，2018（35）：122-123.

[3]王巍.試析電廠輸煤皮帶出現跑偏故障的原因及解決措施[J].科技與企業，2016（09）：252.