針對轉接塔揚塵與堵料問題的溜槽改造技術

劉達味

（河北港口集團港口機械有限公司，河北秦皇島 066000）

0 引言

秦皇島港帶式輸送機系統中的轉接塔內溜槽出現粘煤堵料、溜槽落料不集中、物料間撞擊和沖擊易產生分散粉塵、物料流動剪切空氣易引起誘導風、導料槽密封不嚴容易引起撒料、粉塵外泄、落料點不正容易造成皮帶機跑偏等現象，普遍存在于各個秦皇島港股份公司，造成生產停滯，嚴重影響作業連續性，給企業帶來很大的經濟損失。

針對以上問題，開發一種溜槽外形改造技術，該技術基于物料仿真分析，根據結果對溜槽外形進行重新設計，將原有轉接塔溜槽外形改造成多邊曲線溜槽形式，優化溜槽設計結構，確保良好的受料點，達到降低沖擊速度、消除粉塵和物料溢出，進而延長輸送系統各部件的使用壽命、保障皮帶出力及減少皮帶維護，提高皮帶的輸送效率。

1 技術方案

運用離散元方法對散裝物料的流動狀態進行分析，以及對不同物料的密度、粒度以及含水量等的分析，通過三維建模，運用顆粒學仿真，確定物料運動狀態，確定系統解決方案，優化和完善曲線溜槽除塵系統，以提高轉運和輸送系統生產效率，提高安全運營水平及除塵質量。結構簡單，可有效抑制物料下落產生的誘導風及粉塵的產生。

1.1 膠帶機參數

帶寬2000 m，帶速5.2 m/s，額定運量6480 t/h。

1.2 物料特性

通過物料為煤，堆密度0.85 m3/t，粒度≤50 mm；物料溫度：常溫；含水量12%～25%，物料安歇角45°。

1.3 粉塵產生原因

經現場勘測分析，七公司T26 塔內BJ7-2～BJ8-1 原結構溜槽形式如圖1 所示，T15 塔內BQ7 皮帶機轉載過程存在大量粉塵及堵料的原因有以下兩個。

圖1 T26 塔內BJ7-2～BJ8-1 原結構溜槽形式

（1）物料落差大、導料槽結構和密封不合理。大量的物料通過落煤溜槽跌落到皮帶時會產生較高正壓，造成落料點處的氣壓急劇增高，皮帶以5.2 m/s 的速度運行，由于沒有得到釋放空間，高壓粉塵會順著導料槽的縫隙高速噴射出來，從而造成嚴重的揚塵。

（2）原有溜槽結構不合理，會出現物料堆積，當物料水分偏大時，物料會堵塞。

1.4 現場問題點情況說明

（1）現有皮帶機落煤溜槽，呈簡單的四方直筒狀，物料流經時，不能控制物料流速；物料對皮帶沖擊磨損大，粉塵產生較多。

（2）現有溜槽結構不合理，當濕度較大時會出現堵塞物料情況。

（3）現有導料槽耐磨襯板及防溢裙邊使用效果不好，造成撒漏料嚴重，大量粉塵外溢。

（4）皮帶卸料處，采用傳統卸料裝置，沒有考慮內部物料方向和速度，卸料不均勻導致皮帶受力不均衡，落料點不正造成皮帶跑偏。

1.5 設計思路

T26 塔內BJ7-2～BJ8-1 改造優化后的曲線溜槽形式如圖2 所示，BQ7改造優化后的曲線溜槽如圖3 所示。

圖2 T26 塔內BJ7-2～BJ8-1 改造優化后的曲線溜槽形式

圖3 BQ7 改造優化后的曲線溜槽

改造后的T26 塔內BJ7-2～BJ8-1上中部溜槽如圖4 所示。將下部法蘭接口由四邊形混合過渡到八邊形結構，多邊形結構可防止拐角處積料，并起到匯集物料的作用；改造后的T26 塔內BJ7-2～BJ8-1 下部曲線溜槽如圖5 所示。曲線溜槽的截面形式為U 形的多邊形結構，上口至下口由大變小做收口處理，其形狀似勺，落料點集中，有效防止皮帶跑偏；曲線溜槽的曲線物料運動軌跡設計，物料切入角由上口60°，每500mm 高度過度5°，平緩過度至物料下口切入角度為45°，使物料能夠平穩、順暢地進入下級皮帶，可防止拐角處積料，并起到匯集物料的作用，能夠減小沖擊，降低誘導風量，可有效抑制揚塵；溜槽內部襯板：內部襯板選配沖擊面要熔瓷襯板，其他位置選用普通耐磨襯板。

圖4 改造后的T26 塔內BJ7-2～BJ8-1 上中部溜槽

圖5 改造后的T26 塔內BJ7-2～BJ8-1 下部曲線溜槽

1.6 運用離散元方法對散裝物料的流動狀態進行分析[1]

對物料的密度、粒度以及含水量等的分析，通過三維建模，運用顆粒學仿真，確定物料運動狀態，確定系統解決方案，優化和完善曲線溜槽除塵系統，以提高轉運和輸送系統生產效率，提高安全運營水平及除塵質量。對BQ7 溜槽改造前后進行顆粒離散元仿真對比如6、圖7 所示。

圖7 BQ7 改造后溜槽結構顆粒仿真

原結構在物料拐角處有明顯堵料情況，原結構為豎向給料，豎向給料會有一個位置堆積很多物料，這樣不僅給皮帶造成壓力，也給溜槽造成很大壓力。優化后改成曲線溜槽后，基本沒有積煤點，料流順暢，不會在溜槽里面出現堵料積煤的情況，料流到皮帶上時基本上是水平放置到皮帶上，減小灑落揚塵現象。

改造優化后的曲線溜槽特點有：①保證物料匯集成一定的形狀然后輸送；②減少物料攜帶空氣，降低下落速度，減少對溜槽的內襯的直接沖擊；③實現物料朝著輸送帶方向以低沖擊力角度和接近輸送帶傳送速度運行；④降低物料流的重力加速度，減少物料的破碎和粉塵，減少物料下落時產生的誘導風，減少物料對設備的沖擊，較少沖擊噪聲；⑤減少除塵設備的投入及運行成本，減少原有溜槽耐磨襯板的更換成本，提高整體經濟效益，達到“降本增效”的目標。

2 應用情況及實施效果

通過對七公司各個轉接塔內溜槽優化改造成曲線溜槽，不易出現掛料、積料、物料堵塞、物料溢出、皮帶沖擊跑偏現象，能夠有效抑制粉塵的產生，減小設備的磨損程度，延長設備的使用壽命并提高生產運行效率。將原有的頭部漏斗、上中部溜槽和下方溜槽進行改造，由四方結構的溜槽優化改造成截面為U 形的多邊形結構，落料沖擊位置做收口處理，多邊形結構可防止拐角處積料，并起到匯集物料的作用，曲線溜槽的截面形式為U 形的多邊形結構，上口至下口由大變小做收口處理，其形狀似勺，落料點集中，有效防止皮帶跑偏，曲線溜槽能夠減小沖擊，降低誘導風量，可有效抑制揚塵，溜槽內部襯板選配沖擊面要熔瓷襯板，其他位置選用普通耐磨襯板，減小設備的磨損程度，延長設備的使用壽命并提高生產運行效率。優化溜槽設計結構，確保良好的受料點，達到降低沖擊速度、消除粉塵和物料溢出，進而延長輸送系統各部件的使用壽命、保障皮帶出力及減少皮帶維護，提高皮帶的輸送效率。解決目前存在的粉塵大、堵料嚴重、皮帶跑偏等運行問題，適合在港區進行推廣。

3 經濟效益

人工費11.25 萬，材料費25 萬元，機械費5 萬元。

制造成本=人工費+材料費+機械費=41.25 萬元

直接經濟效益：合同價-制造成本=50-41.25=8.75 萬元

每年大約節省清料人工費用成本：清料人工費4.6 萬元，節省的流機費用相當于資金進項，按3 h/d，則一年能提高的資金進項為：流機節支10.95 萬元；提高了工作的效率約20%，按港方修理的裝車漏斗及襯板數量為2 個/月，利潤率30%計算，則一年能提高的資金進項為：維修收入增量4.32 萬元，效益總計28.62 萬元。

4 結束語

圖6 BQ7 溜槽原結構顆粒仿真

通過對七公司各個轉接塔內溜槽優化改造成曲線溜槽，從源頭上抑制粉塵的產生和擴散，很好地解決了目前存在的粉塵大、堵料嚴重、皮帶跑偏等運行問題，能夠有效抑制粉塵的產生，減小設備的磨損程度，延長設備的使用壽命并提高生產運行效率，適合在港區進行推廣，為集團的可持續發展提供了有力支持。