电厂输煤系统输送胶带失效分析及对策

郑驰飞（淮沪煤电有限公司田集发电厂，安徽 淮南 232098）



电厂输煤系统输送胶带失效分析及对策

郑驰飞
（淮沪煤电有限公司田集发电厂，安徽 淮南 232098）

〔摘 要〕介绍了某电厂设备概况及其输煤系统由于设计、选型、安装等因素造成的输送胶带局部非正常磨损的主要失效形式，分析了非正常失效的主要因素，给出了所采取的改进措施及其效果，确保了输煤设备安全可靠运行。

〔关键词〕输煤系统；输送胶带；失效形式；使用寿命；曲率半径

0 概述

某电厂1期工程2×630 MW机组于2007年7月投产，2期工程2×660 MW机组在建。其输煤系统皮带机采用DTⅡ型固定式带式输送机，其槽角35°，带宽1 400 mm，带速2.5 m/s，出力1 600 t/h。1期工程有15台皮带机，合计输送带总长约6 200 m；2期工程新增皮带机1台，输送带增加约1 300 m。16台皮带机除8A，8B的胶带采用EP300-1400×4（4.5+1.5）型外，其余均为EP350-1400×6（4.5+1.5）型阻燃带。

带式输送机作为输煤系统中最重要的设备，其运行可靠与否直接关系到全厂机组“口粮”能否安全稳定供应。胶带是带式输送机最昂贵且耐久性较差的部件，维护成本占整个输煤系统维护材料费用的50 %以上。该电厂从2009年初开始因各种原因陆续更换胶带约6 400 m，按目前EP350-1400×6（4.5+1.5）型胶带采购价550元/m计算，其总价值达350多万元，是输煤系统维护费用中支出最大的一项。

据统计，由于各皮带机的运行工况、参数不同，胶带的使用寿命也相差较大，有的只有2-3年，有的可达5年以上。如皮带机3B第1次更换周期仅为2年，皮带机2A，3A，5B均为3年，而皮带机1A，1B，7A，7B却达到5年以上。

随着2期工程的扩建投产，电厂平均日输煤量将达2万t，输煤胶带的磨损消耗将更大，胶带更换周期也更短。如何提高输送胶带的使用寿命，成为该厂节能降耗的一项重要工作。

1 影响胶带正常使用寿命的主要因素

1.1 胶带失效形式

胶带的正常使用寿命是指皮带输送机在各部件运转良好，排除突发事件及胶带质量等因素影响的正常运转年限。查看更换下来旧胶带的损坏情况，可以发现该厂胶带失效的形式主要有以下3种。

（1） 失效形式1：胶带正常磨损、老化，胶带整体均匀磨损，胶带厚度减薄至下限，强度降低，如皮带机1A，1B和7A，7B，其使用寿命在5年以上。

（2） 失效形式2：胶带两侧距离边缘约300-350 mm处（槽型托辊夹角位置）呈现鼓包分层，胶层破损剥落，夹角位置纵向折损贯穿（见图1）。这种现象主要表现在2，3，5号皮带栈桥，其使用寿命为2-3年。

图1 失效形式2

（3） 失效形式3：胶带两侧距离边缘约250-350 mm处工作胶面局部磨损，严重时聚酯帆布层芯直接磨损到2-3层。除皮带机1A，1B因无导料槽胶带没有此类磨损外，其余皮带机胶带均存在不同程度的磨损。

1.2 胶带失效的主要因素

第2，3种胶带的失效形式直接影响到了该厂胶带的正常使用寿命。根据磨损部位、磨损形状及对现场的观察研究，确定引起胶带失效的主要因素有以下2种。

1.2.1 输送带凸弧段曲率半径过小

胶带失效形式2之所以在2，3，5号皮带机上出现比较严重，在于这几台皮带机的独有特征：提升角分别为13°，12°，11.5°，其设计有曲率半径不同的凸弧段。由于张力巨大，凸弧段胶带的断面经常发生向上的中部起拱，在倾斜与水平托辊之间的35°夹角处皮带出现打折损坏，即凸弧段的胶带被牵扯变形成“W”状，如图2所示。起拱与打折的主要原因是凸弧段曲率半径过小，造成在胶带横断面上中部和外侧单位长度上的拉力值相差过大，使胶带滑到中部起拱或打折。而单位长度上拉力值差的大小和凸段曲率半径、托辊槽角有关；槽角越大，凸段曲率半径越小，起拱与打折越严重。

织物芯输送带凸弧段最小曲率半径R1应满足如下公式：

式中：

（38～42）——系数，凸弧段胶带张力较大时，取大值；张力较小时，取小值；B——带宽，m；λ——托辊槽角，°。

图2 W状断面

该电厂6台皮带机的凸弧段槽型托辊原设计采用的是35°槽角，经过计算曲率半径R1需大于33 m，但实测曲率半径不到20 m，这是造成胶带失效形式2的主要因素。

1.2.2 防溢裙板压得紧

除卸煤沟皮带机1A，1B无导料槽外，其余各转运站的皮带机导料槽两侧均安装了12 m长的聚氨酯弹性防溢裙板。由于落煤管落煤点下方的缓冲床距离皮带均有20 mm左右的间隙，特别是尾端改向滚筒侧，缓冲床槽角无过渡调整，间隙更大，煤流冲击时该部位皮带会局部下沉。为了防止洒、漏煤，造成的不文明生产，两侧防溢裙板往往会压得较紧。因聚氨酯防溢裙板较硬，压得越紧，摩擦力越大，防溢裙板位置的胶带工作面磨损也就越快，这是造成胶带失效形式3的主要因素。同时由于防溢裙板插入过深，导致导料槽下方胶带通流截面宽度仅不到700 mm，降低了该处胶带的走煤能力，形成负荷瓶颈，致使皮带机出力只能在1 200 t/h左右。

2 改进措施及效果

2.1 皮带机凸弧段托辊组改进

2.1.1 第1次改进

在原有的35°槽角托辊夹角位置增装1只Φ108×315 mm的小托辊。改进后虽然在一定程度上减小了夹角的折损，但效果仍不理想。

2.1.2 第2次改进

从减小凸弧段托辊槽角出发，在满足胶带输送能力的情况下，在凸弧段更换安装了11组过渡钢包胶托辊，分别是两侧各1组槽角为30°的托辊，中间9组槽角为25°的托辊。经过计算，此时凸弧段的曲率半径最小允许值已经降至25 m，较改造前有了很大改观，但实际曲率半径仍为20 m，仍然小于允许值。

2.1.3 第3次改进

将凸弧段向两侧延展。原皮带机机架支腿均为统一高度1.5 m，通过从凸弧段两侧向中间逐渐降低皮带机架支腿高度的方法来增大凸弧段曲率半径，最多降低了0.6 m。改进后实测凸弧段曲率半径均达到30 m以上，满足了规程设计要求的25 m最小允许值，使得该段胶带能够更加平缓地过渡，有效减小了凸段皮带中部和两边的张力差值。

2.2 防止异常磨损的改进措施

针对防溢裙板对胶带工作面局部异常磨损问题，采取了以下2项改进措施。

2.2.1 利用废旧胶带制作防溢裙板

原采用的PT-TS-30型防溢裙板虽然耐磨，但是价格较高，而且材质过硬，容易对胶带表面产生磨损，缩短胶带的使用寿命。为此，利用更换下来的报废胶带制作成230 mm×12 000 mm防溢裙板，安装在转运站皮带机导料槽上，不但同样能达到挡煤防溢尘的作用，而且因其材质较软，可以减少对胶带工作表面的磨损。据观察，废旧胶带制作的防溢裙板使用寿命为6-12月（PT-TS-30防溢裙板寿命为1年左右），基本能够满足实际需求。

2.2.2 调整防溢裙板的压紧度

从减少缓冲条对皮带非工作面的磨损考虑，原缓冲床安装位置均低于两侧托辊20 mm左右。由于煤流冲击时造成该部位胶带下沉，现场为保证防溢裙板密封效果，只能将防溢裙板压紧压实。经过综合考虑，一方面实施缓冲床改进和调整，缩小落煤点下方皮带与承载体的间隙，在保证防溢裙板密封性的基础上，进一步调小防溢裙板的压力，以减少磨损。另一方面对导料槽也进行了改进，调整了导料槽的倾角，使该处皮带通流截面宽度从690 mm增大到910 mm（见图3），满足了设计流量的要求。在相同的发电耗煤量情况下，可以缩短皮带机运行时间15 %左右，既达到节能、提高设备使用效率的目的，又相应减少了设备磨损。

2.3 改进效果

在采用上述改进措施后，目前新更换的胶带均表面平整，磨损均匀，未出现异常的局部磨损现象。依据现在的胶带磨损老化速度，至少可以延长使用寿命1/3以上，仅材料费用1个周期就可节约140余万元。

图3 导料槽倾角调整示意

3 结束语

输煤系统是燃煤电厂重要的辅助系统。随着大型、超大型电厂的建设，输煤量的跃升直接引发输煤系统设备的更新换代，正朝着大型化、高速化、自动化、综合化方向发展。输煤系统设备的可靠性、安全性、经济性愈发显得重要，一个环节出现问题就极可能引发很多连锁反应，造成巨大的浪费和损失。因此，输煤系统输送胶带失效问题值得深入研究，以确保输煤系统安全可靠运行。

参考文献：

1 中华人民共和国国家能源局.DL/T5187.1—2004 火力发电厂运煤设计技术规程［S］.北京：中国电力出版社，2004.

2 奉军毅.给煤机皮带跑偏的原因及对策［J］.电力安全技术，2014，16（17）：51-52.

3 邓兴威，康春宇.对制粉系统皮带给煤机的改造［J］.电力安全技术，2011，13（6）：58-59.

收稿日期：2015-10-11；修回日期：2016-01-08。

作者简介：

郑驰飞（1976-），男，助理工程师，主要从事电厂输煤设备检修、维护、管理工作，email：zcf2740@126.com。