浅谈输煤系统皮带机曲线落煤管改造

夏洪震 福建华电可门发电有限公司

一、引言

福建可门发电有限公司（以下简称可门公司）输煤系统采用不同煤种掺配上煤，印尼煤、褐煤等粉尘量极大，在皮带机输送过程产生大量的粉尘，煤尘污染输煤系统和厂区环境，皮带机运行中落煤时产生大量诱导风进入导料槽，造成导料槽出口喷粉严重，造成地面、皮带机支架上、电缆桥架、栈桥钢构件上积煤积粉较多，存在自燃隐患。有时煤质含水量大、湿粘，频繁造成落煤管粘煤、堵煤。落煤点长期不居中，造成皮带跑偏，磨损严重，出力下降。老式落煤管垂直冲击接煤皮带，容易造成皮带划伤和冲击磨损，减少皮带寿命，维护成本高。同时为了降尘需要，输煤系统大量使用水冲洗，地面、钢构架长期浸泡在煤水中，设备锈蚀件较多。

为进一步输煤强化设备治理，规范输煤现场管理，全面提升输（卸）煤区域安全文明生产管理水平，以安全性和7S 管理为载体，强化输煤区域设备设施、安全文明、作业环境综合治理，高标准、严要求、抓落实，巩固提升输煤区域安全文明生产管理水平。通过安全、设备、现场7S 综合治理，实现输（卸）煤系统“零泄漏、零污染、零风险”，区域粉尘浓度低于10mg/m³，达到安全管理、设备健康、文明生产与主机标准“三个一致”。可门公司于2019 年进行输煤系统落煤管流线曲面改造，现改造后的输煤系统落煤管流线曲面主要情况做如下介绍。

二、皮带机落煤管存在问题及分析

（一）落料不正引发皮带距偏

煤经碎煤机破碎后，呈分散性下落，对落煤管壁无序碰撞，造成煤流下落至皮带时无法实现有效居中，加上落煤煤内壁死角的粘煤，落料不正就更为严重。

（二）落煤管内壁粘煤

由于大量使用印尼煤、褐煤，煤中水分含量偏高，及易在落煤管内壁死角处积煤。导致落煤管通流面积变小、堵塞，需要每班次进行人工定期清理，消耗了极大的人力物力，当发生落煤管堵煤，直接影系统的安全稳定运行，降低了设的可靠性。

（三）落煤管处区域粉尘浓度高

可门公司碎煤机室内有7A/7B 皮带机经摆动筛及碎煤机至8A/8B 皮带机的落煤管，高度差为21.47 米，落煤管为方形落煤管1000×1000，导煤槽长度19.5 米，碎煤机室8A/8B 皮带机尾部在输送不连混烟煤时粉尘浓度29.98mg/m³，输送印尼煤、褐煤，粉尘污染进一步加剧，由于碎煤机起到鼓风作用，此处为输煤系统粉尘污染最严重的地方。

（四）落煤管磨损

由于落煤管中煤流下落时无序碰憧，落煤管内原有的衬板磨损严重，一般采用焊补方式，短时司处理了漏煤问题，但运行几个月后，又会出现重复缺，要根彻底解治，只有使用更好的耐磨衬板及减少煤块冲击力。

三、皮带机落煤管曲面流线改造措施

1.曲线落煤管，利用离散学（DEM）原理，对物料及空气二相流的状态进行详细分析，研究物料粒子的弹性、黏性、塑性、形变等级、滑动、膨胀和流动性，结合皮带机的运行参数，转运站落煤管的布置进行设计。通过三维动态模拟分析技术，分析煤流的滑落过程，对煤流进行全程导流，使煤流从无续坠落转变为可控的滑落过程，保证物料的汇集输送，减小煤流携带的诱导风量，减少导料槽出口的喷粉现象。

2.曲线落煤管头部设计一个汇集料斗，控制物料以小于20 度角度撞击集料斗壁，这样物料是“冲刷”料斗壁，而非“撞击”料斗壁；同时槽型设计使散开物料集中起来沿壁下冲，解决扬尘问题。物料以集中形式向下冲刷，六边流线型结构一方面控制过快速度，另一方面集中物料使空气不易和其混合。末端钥匙型结构控制物料流速，使之和皮带机带速相似，同时方向和皮带运行方向一致，煤流被平放到皮带上，冲击力很小，减少粉尘产生，同时减少导料槽中正压和空气速度，有利于剩余粉尘的沉降。

3.采用圆形或多边形落煤管，不易积粉和堵煤，在落煤管载流面上设置可更换式组合耐磨衬板或陶瓷衬板，方便维护和更换，延长落煤管使用寿命。多边形落煤管由于根据根据需要，尺寸可随意变化，尺寸较大，导煤槽上可以不设专门的挡尘帘箱，维护上更加方便。

4.严格控制煤流在滑落过程中的动势能大小和方向的转变，使其按照最佳切向角度和速度在落煤管中滑落，消除落煤管堵煤现象。流的出口皮带运行方向速度应与皮带运行速度相近，煤流束能够平缓的滑落到接料皮带上，降低煤流对皮带和托辊等设备的冲击，减少设备维护工作量，延长皮带使用寿命。

5.对煤流在落煤管中的煤流运动轨迹进行控制，实现煤流在下级接皮带上软着陆，并且煤流在皮带上居中，防止因落料不居中而出现的皮带跑偏和沿途撒煤，保证皮带不跑偏。落煤管曲面流线由于下部采用汤匙形状给料，自动对中给料，因此不带可调节导流箱（调节挡板），减少导流箱在煤流下落过程中的扬尘。

6.曲面流线落煤管在载流面设置可更换耐磨合金衬板或陶瓷衬板，方便维护和更换，延长落煤管使用寿命。衬板必须采用高强沉头螺栓固定，不影响煤流通过，杜绝挂料和堵煤。投标方应保证落料筒内的耐磨合金衬板或陶瓷衬板在质保期内出现损坏无偿更换。载流面壳体母板材质应不小于10mm，材质为Q235-A。

7.曲面流线落煤管具有耐腐蚀和抗冲击能力，在设计使用寿命期间不发生变形、腐蚀等现象，耐磨衬板表面要求光滑平整，表面平整度正负不超过3mm，确保不发生挂料堵煤现象.

8.曲面流线落煤管衬板使用合金铸造衬板，衬板厚度不小于24mm，衬板含Cr 量约14%左右，并含Mn、Ni、Mo 等其他元素，HRC 硬度50 以上，衬板通体24mm 要求全部为耐磨层。衬板表面要求光滑平整，确保不发生挂料堵料现象。也可使用采用碳化铬双金属耐磨复合钢板或同等优质产品，若采用碳化铬双金属耐磨复合钢板，要求耐磨复合板总厚度不小于24mm，基体为12mm 厚的Q345B 钢板，堆焊耐磨层厚度不小于12mm；表面硬度为HRC58-60，含碳量（C）不低于4-5%，含铬（Cr）量30-40%。耐磨复合钢板表面要求光滑平整，确保不发生挂料堵料现象。

9.曲面流线落煤管之间采用法兰连接，保证在运行时不能有漏煤、跑煤现象，连接螺栓要牢固，不能有脱落、折断现象。所有的落煤管、三通处必须设置检查门，检查门的大小要方便进行管道内部工作，检查门要易于开启，密封严密。

10.曲面流线导料槽采用沉降式导料槽，内部需设置迷踪式挡帘，保证避免空气直线流动。密封裙板采用双层形式，与皮带接触的部分采用聚氨酯材料。夹持器采用万能夹持器。导料槽边部没有漏风和漏料情况。尾部根据需要设置密封尾箱。导料槽下部要设置至少2 组方管式密封支撑条。密封支架可以与皮带机支架连接，便于更换。密封条的表面材质为超高分子量聚乙烯，与钢管的结合方式为两面硫化（不接受螺栓连接），以保证表面平滑，不伤皮带。

11.落煤管安装后保证煤流最终的出口速度大小和方向接近于接料皮带速度，确保煤流能够平缓的滑落至接料皮带而不出现尾部喷粉现象，避免堵煤、跑煤现象。

四、结束语

可门公司按以上落煤管曲面流线改造方案，分别进行了TT-1 转运站落煤管改造、TT-2 转运站落煤管改造、碎煤机室落芝管改造，改造后，对其粉尘浓度测试所改造的区域达到了：输送非印尼煤≤4mg/m³，印尼煤≤8mg/m³。皮带机落煤管不漏煤、喷粉，法兰结合面良好，外观油漆完好，衬板牢固完好。皮带机导煤槽不撒煤、漏煤、喷粉，皮带机清扫器清扫干净，无积煤，头部清扫器下每班次积粉不超过0.5kg，尾部滚筒上不得有粘煤、甩煤现象。有效地解决落煤管容易堵煤粘煤，从源头抑制粉尘的产生，改善了现场环境，减少煤流对皮带的冲击，有效保护皮带机设备，大大提高了设的可靠性，同时降低劳动工作量，节约了维护成本约40%。