封闭式带式输送机设备分析与应用研究

章艳

摘  要：封闭式带式输送机作为一种升级改造的新型设备，整机应用于电厂输煤系统尚属首次。文章依托国华寿光电厂工程，对封闭式带式输送机进行分析介绍;并对采用封闭式带式输送机时，输煤系统设计应注意的事项进行总结研究。意在开拓设计思路、为同类型工程设计提供经验。

关键词：输煤系统;带式输送机;封闭式带式输送机;封闭式导料槽;滑板

中图分类号：TH222 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）05-0001-06

1 概述

封闭式带式输送机是一种新型的输送设备，是传统通用型带式输送机的一种升级改造形式。神华国华寿光发电厂输煤系统创新性地采用了封闭式带式输送机配敞开式栈桥的设计方案，开创了该设备在国内整机使用的先河。

本文依托寿光工程设计实例，对封闭式带式输送机从技术原理、设备结构等方面进行详细介绍，分析其主要特点;并对采用封闭式带式输送机时，输煤系统设计应注意的事项进行分析总结。意在为电厂带式输送机设备的选型提供一种新的选择，为同类型工程提供设计经验。

2 工程简介

2.1 工程概况

神华国华寿光电厂一期（2×1000MW）工程建设规模为2×1000MW高效超超临界燃煤发电机组，规划容量4×1000MW，并留有扩建余地。本期工程机组建设2×1013MW国产高效超超临界锅炉及汽轮发电机组，同步建设烟气脱硫、脱硝设施。

工程于2014年3月4日浇筑主厂房基础第一罐混凝土，主体工程正式开工建设，两台机组分别于2016年7月31日、2016年11月28日完成168小时试运转并移交生产。

工程项目依托“黄大”铁路，通过“上大压小”方式建设2×1000MW国产超超临界燃煤发电机组，属于国家鼓励的煤电运一体化项目，是神华集团在山东省投资建设的单机容量最大的火力发电项目，是山东省首家煤电“近零排放” 清洁高效电站。

2017年神华国华寿光电厂一期（2×1000MW）工程获得了二零一六年度电力行业优秀工程设计一等奖。

2.2 输煤系统简介

本期工程燃煤采用铁路运输。

卸煤系统规划2套“C”型双车翻车机及其配套的调车系统，折返式布置，土建部分一次建成，设备分期安装。

本期建设2个直径120米的圆形煤场。每个煤场储量约15.8万吨，每个煤场设1台顶堆侧取堆取料机。下期再扩建2个圆形煤场。

筛碎设备双路布置，每台筛机出力1200t/h，每台碎煤机出力800t/h。二期再建一座碎煤机室。

带式输送机系统按照2×1000MW机组一个上煤单元设计。上主厂房带式输送机穿烟囱布置，输煤系统三班制运行，下期再扩建一套上煤系统。

带式输送机规格参数表如表1。

3 封闭式带式输送机设备介绍

3.1 封闭式带式输送机技术原理及主要结构

封闭式带式输送机技术最早出现于90年代末期。现在在国内上百座电厂有局部使用业绩，均使用于尾部导料槽处，尚无整机使用业绩。

封闭式带式输送机是传统通用型带式输送机的一种升级改造形式。其整体结构与通用带式输送机基本一致，其主要特点是将传统带式输送机承载段槽型托辊组中两侧的“V”形托辊去掉，改用特制的低摩擦系数、高强度、高分子材料的滑板;保留槽型托辊组中的水平托辊;为减少胶带与滑板的磨损，增加两侧小托辊。整体上部承载结构由：滑板、两侧小托辊和中间水平托辊组成。

封闭式带式输送机的支撑结构两侧为传统DTⅡ型带式输送机支架，托辊支架按照1200mm间隔布置，槽型托辊保留中间水平托辊，两侧为小托辊以及上面的滑板连续支撑系统，上盖板以及侧面防护板采用模压成型玻璃钢材质。

不同制造厂生产的封闭式带式输送机的细部结构不完全相同。以下为其中一种封闭式带式输送机的结构示意图及其零部件表（图1，表2）。

以下为一种封闭式带式输送机的效果图（图2，3）。

封闭式导料槽的结构示意图和应用实例如下图（图

4，5）。

3.2 封闭式带式输送机的主要特点

传统带式输送机的承载胶带由槽型托辊组支撑，托辊受制造技术、安装技术及使用状况的影响，很难保证其转动阻力一致。当带式输送机一侧出现1个以上的托辊阻力同时变大或变小时，就会产生跑偏现象。传统带式输送机槽型托辊组安装间距通常为1.2米，对承载胶带为不连续支撑，因此易出现撒料现象。

封闭式带式输送机承载胶带采用滑板材料支撑，滑板技术的应用实现了承载支撑件（滑板）对胶带两侧的连续支撑，而且由于摩擦方式的改变（由托辊的滚动摩擦改为滑板的滑动摩擦），侧滑板与皮带之间靠皮带的自身重力作用形成了一道自然密封，从而有效规避了传統带式输送机易出现的跑偏和撒料现象。且封闭式带式输送机全程上带面加装上盖板，承载段全封闭运行，因此，系统沿线不易出现撒料现象，从而实现了清洁高效的运输。

封闭式导料槽的应用大大改善了带式输送机污染最严重的部位——尾部落料点。封闭式导料槽的截面积比传统带式输送机大50%到70%，且其密封较为严密，若配合曲线落煤管技术使用，落料点的洒料、扬尘现象基本可以得到有效控制，实现干净、理想的工作环境。

3.3 封闭式带式输送机各部件具体要求

3.3.1 滑板

滑板采用超高分子量聚乙烯材料，必须具有良好的耐磨性、抗拉强度、抗冲击强度，以及较低的摩擦系数。因封闭式带式输送机物料处于相对封闭的空间，为保证系统的安全运行，滑板材质必须为阻燃型，应具备良好的阻燃性能。

3.3.2 上盖板

上盖板采用模压成型的玻璃钢材料，表面喷涂能抗紫外线（UV）的丙烯酸改性聚氨酯油漆。玻璃钢盖板应具有阻燃的特点。玻璃钢盖板结构稳定可靠，需要具备防风、防雨雪以及抗紫外线防护的能力。

封闭式带式输送机上盖板采用便于开启的方式，即采用手动夹持器锁紧装置固定，上盖与螺栓固定上盖间隔布置，详见图6。盖板上设有观察窗便于检查皮带的运行情况，如发现摩擦、自燃等现象可以及时处理。

相邻两块盖板之间采用T型软质防尘防水条密封（图7）。

3.3.3 安全防护设施

（1）带式输送机各类保护信号

封闭式带式输送机沿线两侧约每50米间距各安装一组专用的跑偏保护感应装置。同传统带式输送机保护开关一样，保护装置设两级微动开关，第一道开关信号控制纠偏装置的动作，第二道开关信号发出报警信号，指导停机检修。

封闭式带式输送机沿线约每50米设置一套自动纠偏装置，纠偏装置机械部分为传统的结构，只保留底部托辊组，采用24V直流推杆驱动托辊组前后摆动实现纠偏。

封闭式带式输送机还需设置专用的打滑装置、纵向撕裂保护装置、拉绳开关、料流信号等。

（2）水喷雾系统和温度报警系统

温度报警采用热电偶报警装置，用于检测带式输送机运行时各种过热报警，其包括：自燃煤流出现、煤粉爆燃、摩擦生热现象等。可在封闭式箱体内设置3条感温电缆，它们分别设置于上方中部，两侧滑板最上端与钢板接触部位。设置于上部的感温电缆是用于检测煤流和环境是否过热，设置于两侧的感温电缆用于检测滑板与带式输送机摩擦是否过热，以及带式输送机是否存在跑偏过热。

封闭式带式输送机罩内还设有水喷雾系统，水喷雾系统每5米左右45度方向设计两组小型雾化喷嘴，母管接入消防水系统，既可以用于可能发生的火灾保护，也可以用于燃料含水量超低时用作粉尘的抑制。

水喷雾消防降温系统和温度报警保护系统连同胶带跑偏保护及其他各项保护信号等统一纳入封闭式带式输送机保护系统，并通过该设备实现和输煤程控的数据传输和通讯。

（3）声光报警器

声光报警器用于带式输送机联锁作为开机型号。作业前必须发出信号并维持20-30秒，通知沿线人员离开设备，监控设备必须考虑防水。

3.3.4 清扫装置

为控制好回程胶带的带料和扬尘问题，胶带的头部清扫务必保证清扫性能。可通过加大输送机头部漏斗尺寸、抬高头部机架高度等措施，保证清扫器的安装空间和维护人员的操作空间。清扫器设置一道高分子头部清扫器，二道清扫配置两级清扫装置（一级旋转式滚筒清扫器（电动滚刷）和一道高分子聚氨酯清扫器）。头部漏斗内铺设2mm不锈钢板以利于清扫物料的流动而不堆积。必要时考虑回程胶带清洗装置。

3.3.5 其他

为保护带式输送机下带面部件，并控制煤尘外泄，封闭式带式输送机下部两侧设防护板。防护板采用玻璃钢材质，采用与环境和谐的颜色，表面喷涂能抗紫外线（UV）的丙烯酸改性聚氨酯油漆，既提高设备的美观度，也提高设备的抗紫外线性能。

为进一步防止胶带出现跑偏，封闭式带式输送机滑板两侧可安装水平小挡辊，也可以设垂直于滑板布置的侧板。

封闭式带式输送机的整体设计要求便于维护和检修，托辊组特别是侧部小托辊要求采用能快速拆装的结构，能很方便的更换。

4 封闭式带式输送机的应用

4.1 封闭式带式输送机应用效果

神华国华寿光电厂一期（2×1000MW）工程两台机组分别于2016年7月31日、2016年11月28日完成168小时试运转并移交生产。以下为寿光工程实景图片（图11）。

输煤系统除地下隧道和煤仓间带式输送机采用普通带外，其余带式输送机均采用封闭式带式输送机配敞开式栈桥的布置形式。封闭式带式输送机规格有两种，分别为：带宽B=1600mm、带速V=3.15m/s、额定出力Q=2520t/h和带宽B=1200mm、带速V=2.8m/s、额定出力Q=1200t/h。

电厂运行至今，除7号带因胶带质量问题做过调整外，其余各路封闭式带式输送机均运行稳定，使用效果良好，达到了预期的设计要求。

2017年5月，针对国华寿光工程的科学技术成果“封闭式带式输送机技术研究与应用”通过了中国电机工程学会的会议鉴定，获得了“科学技术成果鉴定证书”。这也从理论上对该设备予以了肯定。

图12，13为本工程封闭式带式输送机外观图片。

4.2 封闭式带式输送机设计注意事项

4.2.1 对输送机侧型设计的要求

因封闭式带式输送机下带面采用滑板，滑板难以加工出精确的凹弧段、凸弧段滑板。因此采用封闭式带式输送机时，输送机的侧型设计尽量不要采用凹弧、凸弧段。在施工图总图设计时，每路带式输送机应尽量按直段设计，不设凹弧、凸弧。

4.2.2 对头部高度的要求

为控制好回程胶带的带料和扬尘问题，封闭式带式输送机的头部清扫务必保证清扫性能。头部清扫器通常设置一道高分子头部清扫器;二道清扫配置两级清扫装置，其中包括一级旋转式滚筒清扫器（电动滚刷）、一级高分子聚氨酯清扫器。

為了保证头部清扫器的安装和检修空间，要求带式输送机头部支架足够高，头部滚筒中心线至头部层楼板面之间高度尺寸通常要求不小于1500mm。这一要求通过头部不设凸弧段即可达到，同时也满足了不设弧段的要求。

4.2.3 需安装附属设备时的特殊要求

本工程碎煤机室至主厂房的带式输送机采用封闭式带式输送机，此段输送机穿烟囱布置，且输送机尾部依次设有盘式除铁器、入炉煤采样装置、电子皮带秤、链码校验装置等设备。

为了简化设计，减少设备之间的配合工作，保证设备的安全运行，该带式输送机分为两种设备形式。以烟囱为界，碎煤机室至烟囱设常规封闭栈桥，配普通带式输送机;烟囱至煤仓间转运站设露天栈桥，配封闭式带式输送机;烟囱内也设普通带式输送机。盘式除铁器、入炉煤采样装置、电子皮带秤、链码校验装置等设备均布置于普通带式输送机段。

这样的设计方案对于工艺设计和土建设计都合理可靠，最大限度发挥了封闭式带式输送机的优势，回避了其限制性，切实做到了因地制宜、简便易行。

4.2.4 输送机功率计算

封闭式带式输送机因滑板与胶带之间存在滑动摩擦，故从理论上分析，其驱动功率应大于同样参数的普通带式输送机。但因该设备现处于发展初期，滑板的材质也在不断改进中，许多计算参数无法确定，所以暂无法计算出滑板与胶带之间的摩擦力大小。

寿光工程在施工图设计初期，设计院與制造厂协商讨论，确定本阶段封闭式带式输送机驱动功率计算滑板段阻力暂按缓冲床阻力计算。计算结果显示增加此阻力后，输送机驱动功率约为原功率值的1.1～1.3倍，输送机长度越长，增加幅度越大。后制造厂反映这种算法裕度太大、不经济，最终各路封闭带式输送机的驱动电机功率值均按常规带式输送机的约1.1倍供货。寿光工程实际运行经验显示，此取值基本合理。

随着封闭式带式输送机技术的发展，其计算方法和各参数取值也会逐步完善，设计院的计算方法也将随之更新。

4.2.5 设备招标注意事项

寿光工程封闭式带式输送机整机由焦作市科瑞森机械制造有限公司成套供货，但其供货范围分为两部分，其中带式输送机中间架以上部分，包括上部盖板、各类上托辊、承载滑板、上托辊支架，自动纠偏装置，全封闭导料槽和防溢裙板及各类保护设施、保护装置、下部防护板等，均选用北京金海明科产品，由北京金海明科供货。驱动装置及带式输送机其他部件均由卖方供货。招标书同时要求：卖方必须对带式输送机整机所有部件的选型、驱动装置配置及设备质量负全责。

因为实际生产供货方不同，如果没有明确的责任方，很容易在工程后期出现互相推诿、互相扯皮的现象。为了保证工程顺利进行，设计院必须在设备招标时就整套设备的设计、供货、安装等方面做出明确的划分。

5 结束语

封闭式带式输送机作为通用带式输送机的一种升级改造形式，具有密封性好、环保条件好、结构简单、节约综合投资的优点，特别适用于敞开式栈桥。国华寿光电厂一期（2×1000MW）工程应用实例说明，火电厂输煤系统采用敞开式栈桥配封闭式带式输送机，可以美化输煤系统外观，改善输煤系统的运行条件，是火电行业输送设备的一项重大创新。

参考文献：

[1]DL/T 5000-2000.火力发电厂设计技术规程[Z].

[2]DL/T5187.1-2004.火力发电厂运煤设计技术规程 第一部

分：运煤系统[Z].

[3]DTⅡ（A）型带式输送机设计手册[M].北京：冶金工业出版社，2003.