全密封导料槽在输煤胶带机上的应用

王宏军 白旭

摘要：火电厂输煤系统粉尘普遍粉尘较大，尤其是各级转运站落料点导料槽处扬尘最大，粉尘造成环境污染，还导致资源浪费，更是危害人的身心健康。本文通过应用全密封导料槽替代输煤系统胶带机落料点处的半开式侧密封导料槽，有效提高了导料槽阻尘、防尘的效果。

关键词：全密封导料槽;阻尘;防尘

1  引言

燃煤电厂输煤系统的煤料传输，在设计上普遍采用多条带式输送机通过落煤管首尾衔接转运，逐级传送的方式，上下级带式输送机的首尾之间存在着10m-15m的落差，上一级带式输送机将煤料通过这段落差落入下一级带式输送机时，煤流冲击在皮带上会产生大量粉尘。为防止这些粉尘外泄，一般都在该落料点设置有半开式侧密封导料槽，其作用一方面是防止冲击造成的粉尘外泄，另一方面是对冲击激起的含尘气流进行收集，并通过除尘风机送入除尘设备。但是半开式侧密封导料槽并不能完全达到100%的阻止粉尘外泄，一般仍然会有20%～40%的粉尘外溢，导致输煤栈桥内粉尘超标。

国电靖远发电有限公司（以下简称靖电公司）输煤系统采用TD75型带式输送机，托辊槽角为30°，共安装有#2甲乙～#6甲乙10个导料槽，除#3甲乙的导料槽各2.5m外，其它长度依次为10m、9m、16m和11m;导料槽下方的输煤皮带采用间距为1.2米的点支撑。导料槽采用的是传统的半开式侧密封结构，于1989年投运，存在半开式侧密封导料槽共有的密封性能差、粉尘四溢、撒煤频繁、维护量大等问题，虽然也采取了一些治理措施，由于设计上的先天性不足，使得治理工作收效甚微。

2  半开式侧密封导料槽的原理及阻尘性能差的原因分析

2.1  半开式侧密封导料槽的密封原理

如上图，半开式侧密封导料槽通过支腿，顺输煤皮带走向悬空安装于皮带的上方，长度一般在8m～15m之间，导料槽的形状类似倒“U”型，顶部完全密封，两侧金属板下端与输煤皮带之间留有30mm～50mm的间隙，为了防止落煤从这个间隙中洒出，在这个位置安装有密封胶板，密封胶板上端通过压板与导料槽侧板固定，下端通过导料槽与皮带之间的缝隙呈弧形状伸入导料槽内，并与输煤皮带紧贴，接触宽度约为80mm～100mm，从而形成一个密封面，起到密封的作用。胶带机工作时，输煤皮带处于运动状态，而密封胶板与导料槽一体处于静止状态，输煤皮带与密封胶板间属于动态密封。

2.2  半开式侧密封导料槽阻尘性能较差原因分析

2.2.1  密封胶板与输煤皮带密封面间的接触力不足

密封胶板与输煤皮带密封面间的接触力，完全来源于密封胶板由外向内伸入导料槽时由直板变形为弧形板时产生的弹力，这个由弹力提供的接触力并不能完全满足接触密封的需要，在设计上因为考虑到接触力过大会造成密封胶板对输煤皮带的摩擦和磨损，所以并未施加外力来增大接触力。接触力的不足使得密封面间很容易产生缝隙，造成喷粉。

2.2.2  落料的冲击力使密封面易产生缝隙

导料槽落料点的下方一般都安装有缓冲托辊用以减缓落料对皮带的冲击。煤量的大小变化造成对皮带冲击力忽大忽小，导致落料点处的导料槽密封胶板与输煤皮带密封面之间间歇性出现缝隙造成向外喷粉。特别是瞬间煤量增大时，较大的冲击力使落料点处的输煤皮带瞬时弹性下沉，密封面产生较大缝隙而导致大量喷粉甚至撒煤。

2.2.3  托辊的点支撑制约了密封面的全接触

输煤皮带在设计上是铺设于内低外高30°倾斜安装的托輥之上，相邻两个托辊间有1m～1.2m左右的间距，在皮带自身重力作用下，相邻托辊间的皮带会产生弹性下垂。空载时并不明显，当皮带负载时下垂相对明显，整条皮带的工作面会出现轻微且间隔均匀的凹凸，在导料槽处，这种凹凸会造成密封面产生缝隙，从而导致密封不严向外漏粉，且漏粉的程度与皮带的负载成正比。

2.2.4  皮带的跑偏严重影响侧密封

皮带的跑偏及跳动是带式输送机最常见的故障。皮带的跑偏，会引起密封胶板与皮带密封面相对位置的变化，从而影响其接触力、接触面积、接触角度等，使接触面产生缝隙造成漏粉，跑偏严重时，甚至会使密封胶板脱离皮带，造成密封完全失效大量撒煤。

2.2.5  导料槽出口的喷粉无法有效克服

导料槽出口的喷粉问题是一大难题，既要保证皮带上的燃煤顺利运出导料槽，又不让大量的粉尘从槽口涌出。半开式侧密封导料槽设计上一般是在出口位置悬挂半截与出口形状一致的薄胶板或帆布帘来阻尘，这种装置阻挡煤尘的效果很差，阻尘效率连50%都很难达到。

2.2.6  密封胶板自身易磨损。

导料槽的密封胶板常用的是与输煤皮带相同或类似的材料，大部分的火电厂为了节约成本，都采用将更换下来的废旧输煤皮带裁制成所需尺寸的密封胶板来使用。其耐磨性及材质强度都不高，既容易磨损，也容易被煤中的杂物挂卡造成变形、翘起、划伤甚至撕裂，造成密封性能的破坏，导致漏粉，严重时撒煤。

从上述分析可以总结出，半开式侧密封导料槽在密封阻尘环节上存在着先天性的不足，受胶带机自身条件的制约，密封性能较差，阻尘效率不高，且粉尘的泄漏主要集中在两侧与输煤皮带的接触面以及导料槽出口。

过去，人们对于输煤系统的防尘降尘，更多的投入都是把重点放在除尘器的研究与改进上，但是都忽略了给这些除尘器提供含尘气流的源头——导料槽。随着国家对环保的要求越来越严，火电厂安全文明生产标准化标准也要求输煤系统的粉尘浓度不能超标，对带式输送机导料槽处扬尘治理的问题刻不容缓。这时，一种新型的带式输送机除尘装置——无动力除尘问世，并在新建电厂中开始采用。该除尘器就是基于对导料槽的全密封设计，利用导料槽中的气流压差，使含尘气流在其回流管中回旋并自降尘。

无动力除尘关键在于其全密封导料槽，是基于带式输送机的国家标准而设计的，所以在已有静电除尘、布袋除尘、水浴除尘等其他除尘器的老电厂，完全可以借鉴引用。对半开式侧密封导料槽加以改进，从而以全密封导料槽配合现有的除尘器工作，达到更为理想的除尘效果。靖远公司输煤系统正是看到了这种可能性的存在，经过多方调研后，对公司输煤系统所属的#2、#4、#5、#6共计8台半开式侧密封导料槽进行全密封改造，取得十分理想的防尘效果。

3  全密封导料槽的密封原理及其特点

3.1  全密封导料槽的结构及密封原理

如上图，全密封导料槽并不像半开式侧密封导料槽那样悬浮安装于输煤皮带的上方，而是将皮带包裹在导料槽中，其两侧的槽板以35°的斜度伸入输煤皮带下表面，两侧伸入量各为皮带宽度的1/3，剩余中间的1/3用水平托辊加以支撑，从而实现对输煤皮带的近似全包裹。两侧伸入皮带下表面的金属板以导料槽的纵向全长为一个平面，其上安装有表面十分光滑的超高分子聚乙烯耐磨滑板，耐磨板平整的将皮带托住，并使皮带运行时紧贴其上滑动运行，形成一個宽度1/3的外密封面。同时，在导料槽的内部两侧，安装有防溢裙板，裙板的下端安装有与导料槽的纵向全长为一个平面的100mm左右宽度的耐磨滑条，与皮带的内表面（工作面）紧贴，形成一个内密封面。并且，在导料槽的内部及出口处，间隔安装有3道新型全覆盖式挡尘帘，以有效阻挡煤尘从槽口溢出。

近似的全包裹结构，内外全平面的双重密封;还有内部及出口处的多重断面密封的挡尘帘，构成一个完整的全密封模式。

3.2  全密封导料槽的密封特点

3.2.1 在导料槽内部采用专用的复合式防溢裙板，既起着工作面的防尘密封（第一重密封）作用，又能有效阻止皮带跑偏。

3.2.2 将传统的两侧倾斜托辊去掉，改用超高分子耐磨滑板代替，实现了托板对皮带的连续无缝隙支撑及密封（第二重密封），并为实现稳定的平面密封提供了基础保障。由于保留的底部水平托辊承担了物料的大部分重量，使侧面皮带与滑板之间即减少了摩擦力又起到密封的作用。

3.2.3 独特的近似全包裹结构，完全消除了导料槽撒煤的可能性，即使在内部第一重密封完全被破坏的情况下，也不会发生撒煤现象。

3.2.4 采用全平面超高分子聚乙烯耐磨滑板替代传统导料槽的侧托辊和密封胶板，不但提高了密封性能及密封装置的运行使用寿命，又消除了原皮带凹凸运行引起的跳动，使皮带运行变得更加平稳。

3.2.5 导料槽内部及出口处安装有多重断面密封的新型挡尘帘，该挡尘帘具有随运行皮带上的煤流断面形状变化而变化、始终紧贴煤流表面不产生缝隙的特性，其细密胶条表面还具有吸附煤尘的功能，在吸附厚度达到一定程度后又会被煤流的冲击振动抖落，实现既阻尘又降尘的双重功能。

4  靖远公司导料槽改造后的效益分析

4.1各导料槽处周边空间环境的粉尘浓度大幅下降，改造前，各导料槽周边粉尘浓度均超标2～3倍，全密封导料槽改造后，各处粉尘浓度均达标。

4.2导料槽处撒煤问题得到根除。导料槽改造前，输煤胶带机的撒煤主要集中在导料槽处，由于导料槽存在先天性的不足，加之原煤质量较差，煤中各类杂物较多，导致导料槽撒煤频繁。据不完全统计，每个导煤槽日平均的撒煤量在0.5吨以上，按此计算，每年的撒煤量就达：0.5×8×365=1460（吨），由此带来的人工清理、地面冲洗用水等经济投入，更是不可估量。全密封导料槽改造后，撒煤问题不复存在。

4.3维护量极大的减轻。改造前的导料槽，正常运行状态下，每个导料槽两侧的密封胶板平均每2个月更换一次，且更换工作量较大。导料槽改造后连续运行4年，各导料槽的耐磨滑板及滑条未进行过更换。

5 结论

国电靖远发电有限公司作为一个运行30年的老厂，其输煤系统积极借鉴和引用无动力除尘装置的局部设计理念，对原有的导料槽进行全密封技术改造，彻底改变了过去导料槽密封性能差、粉尘四溢、撒煤频繁，维护投入量大的局面，效果十分显著，是一个成功引用新技术改造老旧设备的典型案例。由此也证明，新型全密封导料槽技术，在老厂输煤系统胶带机上，完全能够得到效果十分理想的引用。

参考文献：

全封闭自降尘装置产品说明书. 辽宁汇德输送设备制造有限公司

《电力安全技术》输煤皮带导料槽的密封改造   张军，司俊龙