斗轮机输煤皮带张紧装置撞击事故分析

孙亚波

摘 要：斗轮机输煤皮带的张紧装置可以为皮带的运行提供张紧力，避免打滑。但在实际的作业中常易出现撞击事故，不仅影响机械本身和运输质量，严重时甚至会威胁人身安全。基于此，本文先分析了斗轮机输煤皮带张紧装置出现撞击事故的调查情况和主要原因，随后提出了几点处理措施。

关键词：斗轮机;输煤皮带;张紧装置;撞击事故

输煤系统可以用来储存、装卸、运输、计量燃煤燃料，以便及时满足发电机组的需求。斗轮机和输煤皮带是输煤系统中的重要设备，二者间的匹配度及运行情况直接影响着输煤效率以及发电厂的安全。而若斗轮机输煤皮带张紧装置发生撞击事故会损坏设备，因此，分析解决事故至关重要。

1 斗轮机输煤皮带情况分析

斗轮机和皮带同时存在于输送系统中，只有确保二者有效配合，才能够实现对工作实效性的有效确保，反之，设备即难以充分发挥实效性，并会大幅提升事故出现可能性。以A电机组工程为例，其3号输煤皮带在具体开展试运行操作的过程中，出现了张紧装置撞击皮带支架的事故，导致皮带的托辊支架以及张紧装置等出现了损坏问题，主要原因为设计输送系统的过程中，未对内含两种装置的匹配情况加以充分考量。

1.1 具体情况

A机组属于2×600MW工程，具体设计过程中，应用了2台临界燃煤机组，同时搭配建设了相应的输煤系统。系统内部中的3号甲以及3号乙输送机能够对汽车等设备的中煤卸运系统内的燃煤展开直接运输操作，将其输送至下级皮带中，随后输送至主厂房，也能够经由2台斗轮机针对燃煤开展输送操作。3号甲和3号乙两皮带经斗轮机栈桥开展接口操作，斗轮机堆取料能力是每小时1500t。该形式斗轮机在现如今的发电输煤系统中的应用频率较高，不仅可以将相应系统内的煤输送至煤厂中，且可以基于煤场取煤，再输送至厂房中。

1.2 事故经过与后果

事故大致状况可概括为：在结束3号甲输煤皮带系统相关检查及试验操作后，明确控制系统及相关设备均保持在正常工作状态下，工作人员发出试运行指令。指令执行后，皮带的两端都委派了专门的检查人员，皮带运行过程中，机头驱动滚筒中的绕出一头出现了较为明显的晃动现象，机尾的张紧小车也出现了较为明显的摆动情况，随后摆动动作逐渐减小，最后稳定下来。人员检查完成后，对皮带位置进行了变更，明确了系统状态，后再次启动皮带，皮带在空载运行约半小时后，因跑偏或其他因素影响，在上栈桥的过程中，出现了悬空摆动，小车随之晃动，且幅度不断增大，后出现撞击冲向滚筒立架。

2 张紧装置出现撞击事故的检查情况与主要原因

2.1 撞击事故的检查情况

撞击事故给其他设备装置造成了一定程度上的损伤，如斗轮机输煤皮带张紧装置配重箱被钢丝绳拉往屋顶撞击滑轮、立架钢梁弯曲变形、小车滚筒的轴承破裂、转向滑轮基座松动、皮带托辊转动设备变形、伸缩装置撞击单轨吊车和托辊设备，滚筒出现移位情况等[1]。

事故调查情况如下：第一，检查电气保护装置，发现其保护值与设置参数一致，空载运行电流值未超过额定值1/3，保护装置未启动，所以排除过载引起事故的原因。第二，检查驱动轮和转向轮的运行情况，发现轴承部位未有缠绕物来加大运行阻力。第三，调查保护装置的有效性，发现当输煤皮带在作业过程中有皮带跑偏现象时，紧急停车等保护装置仍旧可以正常立即停车，是以排除保护装置失效引起撞击事故的原因。第四，输煤皮带边缘处没有撕边问题，因而皮带跑偏时不会与张紧装置产生摩擦、增加阻力，排除撕边加阻原因。

2.2 主要原因分析

2.2.1 张紧装置配重量不足

斗轮机输煤皮带张紧装置在运行过程中会产生相应的预张力，避免皮带在转动设备上打滑，同时对皮带和托辊之间的运行具有一定的反向挠度，可以降低阻力，也避免撒料或相关设备发生弯曲变形。但在张紧装置发生撞击事故的调查中发现，其配重量并未达到设计要求，多数将之控制在一半，即4吨重，产生的预张力较小，导致输煤皮带在作业时无法及时张紧，小车部位难以进行移动，张紧装置便受皮带牵制而行。

2.2.2 斗轮机和输煤皮带匹配度有问题

通常斗轮机栈桥部分的高度设计较高，这便使得输煤皮带在经过斗轮机栈桥部位时会有一段较长的位置是悬空的。加上皮带并非刚硬材质，当运行到悬空段时便会出现摆动状况，在皮带摆动过程中就会产生附加张力。若是栈桥处越高，悬空段会越长，传送带运行的摆动幅度越大，附加张力也随之变大，进而对张紧装置产生较大的冲击。若附加张力大于预张力时，将会牵动小车的移动，皮带变松弛后，配重箱便会将小车拉回。反复拉移过程中便容易产生小车与机械支架等撞击事故。

2.2.3 输煤皮带阻力易发生变化

张紧装置正常作业时，皮带的阻力会受预张力的控制，促使小车、滚筒等部位正常运行。而运用斗轮机后，输煤皮带的运输会经过斗轮机的棧桥、转向滚筒等装置，此情况便加大了输送带的额外阻力。另外，在皮带跑偏、取煤流量大小不均匀不稳定、皮带和支架摩擦等情况下，都会改变皮带的阻力，进而导致皮带运行到滚筒处时的拉力也产生变化。此时，小车受力的平衡性以及输煤皮带的稳定性被破坏，张紧装置易出现移动，若不及时将皮带重新拉紧，则张紧装置的预张力便会有所降低。再加外界因素的影响，输煤皮带的运行便会产生较大的偏离，引发小车、滚筒、托辊等设备间不同程度的撞击事故。

3 斗轮机输煤皮带张紧装置撞击事故的处理措施

3.1 规范和修正张紧装置的配重量

当张紧装置的配重量大的足以支撑设备运行时，输煤皮带摆动幅度就会变小，所产生的附加拉力也会小于皮带的张力，此时张紧小车便能正常作业，而不会发生不受控制的情况。因此，为使张紧装置配重量满足其运行需要，有效减少撞击事故，还需要规范和修正张紧装置的配重量。第一，重新进行核算，即计算传动滚筒绕出端的预张力，当其在输煤皮带不打滑情况下大于预张力时才有利于皮带在运行过程中及时收紧，从而避免张紧装置被输煤皮带牵制移动。第二，依旧是在皮带不打滑的前提下利用公式计算滚筒与皮带阻力之间的变化关系。当皮带处于张紧运行状态时，皮带钢丝绳对转向滑轮的牵引力则要与皮带对转向滑轮的拉力保持平衡。第三，修正配重量。由于输煤皮带是与斗轮机配合使用来传送物料，因此计算皮带阻力时还要加上其在斗轮机中的附加张力。当输煤皮带产生的附加拉力大于小车、悬空段、皮带的阻力时，还需要加上摆动中产生的附加拉力来修正配重量。第四，结合设计需要，可改变原来的8吨配重量设计，将之增加到13吨。第五，配重量工作完成后，还需要对牵引小车的钢丝绳、转向滑轮的强度重新进行计算，将撞击事故中出现松动的钢丝绳、转向滑轮基座、屋顶钢桁架、部分支架的地脚螺栓进行加固，进而提高各装置部位的稳固性，提高斗轮机输煤皮带张紧装置的运行效率。

3.2 适当更换相关设备配置

为减少张紧装置撞击事故的发生频次，提高发电厂的物料运输质量与水平，还需要不断优化设计，并结合撞击事故后的实际情况及时维修和更换相关设备配置。第一，及时更换撞击后出现变形或破损的轴承、张紧滚筒、支架、立架钢梁、伸缩装置等，重新浇筑立柱基础，并在卸载滚筒轴承处添加和焊死限位止挡块，避免出现轴承移位、皮带跑偏等状况[2]。其中，滚筒要更换成负载力更高的滚筒，以便和重新配重量后的皮带运行相匹配，提高输煤系统运行的安全稳定性。第二，选择栈桥高度相对适合的斗轮机，提高其与输煤皮带之间的匹配度，以便实现更加高效率的连续作业。第三，根据发电厂的实际情况和需求，及时修理或更换输煤皮带。皮带本身非刚性材质，若使用时间较长就会容易出现老化、变形、边缘位置撕边等情况，以致在拉力不平衡的状态下产生皮带跑偏等。因而若是可以修复便只需进行加固维护处理，或剪去老化变形部分再进行胶接等，若无法复原便要及时更换。同时，选用张紧效果好的张紧装置，并在投入使用前进行科学地试验和检测，确保其具有较大的预张力来支撑皮带的正常稳定运行。第四，做好斗轮机输煤皮带张紧装置的日常管理、维护与保养工作，提高设备的使用寿命[3]。

3.3 减少阻力异变并加强自动检测

为确保斗轮机输煤皮带张紧装置能够正常作业，减少撞击故障的发生，还要严格控制皮带阻力的变化并加强自动检测。第一，掌握好取煤流量的均匀性、稳定性，避免出现撒煤或堵煤情况增加输煤皮带的重载启停频次，进而提高皮带和托辊等转动设备的运行时长并降低维护成本，延长机械使用寿命。例如可应用具有无人值守系统的斗轮机，实现多台设备的精准配煤。第二，解决和避免皮带跑偏问题。例如可以在斗轮机上安装自动纠偏装置，将皮带控制在事先规定好的范围内运行，一旦传送带有跑偏倾向或已出现跑偏便可及时实施硬性的偏离纠正，保证皮带能够正常运行，不影响张紧装置预张力的发挥。第三，利用高科技手段和技术来自动检测输煤皮带以及张紧装置的运行状态，将之以视频、红外图像等方式呈现出来，以便更加及时发现故障。同时，建立自动检测数据库，利用信息化的数据库及时收集、整理、分析和储存检测数据信息，进而在斗轮机输煤皮带作业时，能够迅速发现皮带是否出现打滑、撕裂、跑偏、煤層温度异常等状况。

4 总结

从上述分析可知，斗轮机与输煤皮带的匹配程度以及张紧装置的配重量大小是导致撞击事故发生的主要原因。因此，为提高输煤效率，还应及时更换事故设备，根据产生的附加力来重新计算和适当加大配重量。同时，还要对相关的设备设施定期进行维护和检修，以促进设备作业水平的提升。

参考文献：

[1]李昌松，杨晓衡，臧彦廷.输煤皮带运行状态的自动检测系统[J].集成电路应用，2020，37（04）：134-135.

[2]贺鑫.斗轮机输煤皮带张紧装置撞击事故分析[J].化工管理，2018（35）：122-123.

[3]王巍.试析电厂输煤皮带出现跑偏故障的原因及解决措施[J].科技与企业，2016（09）：252.