管状皮带输送机在水泥厂设计中的应用

李丹丹，陈晓敏

（中信重工工程技术有限责任公司 河南 洛阳471039）

1 项目背景

国外某项目需建设1条年产200万t的水泥生产线，其熟料、石膏及矿渣、石灰石等混合材料需分别通过进口从码头运输至新建厂区的熟料库及辅助原料预均化堆场。该项目新建厂区距离码头约1.8km，中间需经过现存码头的汽车运输区域，码头与新建厂区之间还现存有用户住宅、主要交通干道和复杂地形的原始森林。该地区属于热带雨林气候，年平均降水量达2 000mm，因此对于熟料及辅助原料的输送均需要考虑防雨设施。

按现有的带式输送机技术，熟料、石膏及混合材的输送，要根据地形的变化，设置多个转弯点，每个转弯点就是一个转运站，实行一段一段的输送，在地面输送过程中因弯路较多，在很近的一段距离内，就得需要多个转运站才能完成输送。按传统设计方案经过输送路线布置，形成的工艺流程图如图1所示。

2 存在问题

（1）根据传统布置方案需要6根宽1 200mm，带速为1.25m/s的皮带输送机经过6个拐点转运站才能够实现将熟料、石膏和各种混合材输送至各种物料储库（堆场）的进料皮带输送机，转运站数量多，土建混凝土用量巨大；

（2）皮带输送机两侧需设置检修廊道，根据皮带输送机带宽，需制作至少4m宽的防雨全封闭式检修廊道，这种廊道形式需大量使用花纹钢板铺设，并用压型钢板密封，且需土建加大桁架规格来承受巨大荷载；

（3）在正常情况下，带式输送机都是直线铺设，否则就容易发生跑偏现象，本方案受地形、地质条件的限制，输送线路存在水平方向不同程度的夹角，需要转角转运，容易导致皮带落料跑偏；

（4）在多处转运站处，为了防止粉尘和落料噪声污染，需设置多台收尘设备，每处转运站均需专人巡检，增加了后期运营成本；

（5）对于每个转运站处均需铺设压缩空气管道供收尘设备用气，且供电系统比较分散，不利于集中供电。

3 改进措施

3.1 管状带式输送机简介

管状带式输送机是一种新型带式输送机，在其装料区和卸料区胶带打开成槽形装料或卸料后，胶带被指压托辊卷成圆管形，管状形成后，沿线呈六边形布置的托辊使其保持管状。其中单圆管状皮带机原理图见图2所示。该系列产品输送物料的堆积密度一般是0.5～2.5t/m3，普通管状输送带工作环境温度为-25～40℃[1]，如有耐热、防水、防腐、防爆、阻燃等特殊要求，采用特殊规格的输送带，允许工作环境温度可达160℃。该系列产品还具有输送倾角大，最大倾角可达30°，占地空间小等优点。

图2 单圆管状皮带机原理图

3.2 管状带式输送机特点

（1）可封闭运输物料，物料不扬撒、不泄露，实现了无污染输送，并且满足环保要求。从而可以减少治理环境所发生的费用；

（2）可满足小回转半径在空间上的转向，从而绕过各种现存的设施及障碍物，便于布置方案的设计；

（3）可以在长距离、多拐弯线路的输送情况下不设置中转站，可避免多台输送机转载；

（4）采用此设备可大大减少占地面积，主机本体宽度为普通输送机的1/2，适用于空间紧张情况的布置和输送，特别适用于在复杂工况或地形条件下布置和施工输送线路；

（5）可实现远距离的大容量输送；

（6）可以实现最大倾角30°的大倾角输送，在相同输送高度的前提下，能够大大缩短输送线路以适应复杂工况；

（7）同时可实现不同种类物料的双向输送；

（8）胶带被呈六边形布置的托辊保持管状，因此在长距离输送时，胶带不会跑偏，减少了设备的故障率，提高了生产效率；

（9）设备损耗低，零部件便于更换，备件数量少，可延长使用寿命。

（10）封闭输送也能保证输送物料不被气候、环境影响；

（11）设备在运行过程中安全性能高，维护费用低[2]，能耗同普通带式输送机相当，且运行过程中噪音很低。

3.3 优化措施

本项目选择使用物料填充断面积为75%，输送能力满足1 200t/h的单筒管状带式输送机，规格为管径400mm，对应展开带宽1 530mm，带速为4m/s，带式输送机长度为中心距1.85km，总提升高度为9.83m，布置角度分段为0°、4.9°、0°、0.7°、0°，2次水平转弯半径均为160m，2次水平转 弯 角 度 分 别 为6°、29°，尾 部 水 平 卸 船 段37.2m，头部水平下料段15m，配置4台功率为280kW的驱动电机，拉紧装置选择头部压轮张紧，离开地面的检修通廊宽度为2.4m，检修通廊不设置密封压型钢板，该方案工艺流程图及布置图分别见图3、图4所示。

图3 工艺流程图

图4 工艺布置图

3.4 优化效果

（1）经过优化选型及布置，可实现1根单筒管状带式输送机将各种原料直接输送至各原材料储库（堆场），沿途不需要再设置多个转运站，大大减少了土建混凝土用量和施工费用；

（2）皮带输送机两侧仅需设置总宽为2.4m的检修廊道，且不用压型钢板密封，可大幅度减少使用花纹钢板和压型钢板，土建只需使用轻型桁架便可满足设备运行生产时的荷载；

（3）通过单筒管状带式输送机的连续运输，可避免原料输送过程中发生跑偏现象，设备运行过程中故障率低；

（4）选择使用单筒管状带式输送机，未出现冒灰现象，后期不需要设置专人巡检，只需中控监视即可。物料在输送线路上呈管筒状，避免了物料撒落，故可避免因物料的撒落而污染环境，同时物料也不会因刮风、下雨等恶劣天气而受影响，也能避免外部环境对物料的干扰，达到无污染封闭输送；

（5）该方案省去了收尘器及压缩空气管网的布置，减少了大量的安装工作，且供电系统集中，有利于现场生产操作；

（6）使用该方案，由于输送设备磨损率低，后期维修率大大下降，且零部件不需要频繁更换，因此大大延长了使用寿命；

（7）后期使用过程中，该管状带式输送机实际能耗也比较合理。

4 结语

采用管状带式输送机可以实现长距离、大容量输送。可实现在同等输送高度的条件下，可以缩短疏通线路和适应更复杂的工况。胶带被呈六边形布置的托辊保持管状，因此在长距离输送时，胶带不会跑偏，减少了设备的故障率，提高了生产效率。

采用管状带式输送机可实现小回转半径在空间上的转向，从而绕过各种现存设施或障碍物，便于设计方案布置。可以在长距离、多拐弯线路的输送情况下不设置中转站，可避免多台输送机转载。

采用此设备可大大减少占地面积，主机本体宽度为普通输送机的1/2，适用于空间紧张情况的布置和输送，特别适用于在复杂工况或地形条件下布置和施工输送线路。

设备在运行过程中安全性能高，维护费用低，能耗同普通带式输送机相当，且运行过程中噪音很低，备件数量少，使用寿命长，管状皮带输送机布置时不需要增设密封罩，可实现无害化输送，同时也可以避免清洁环境所发生的费用，能降低基建费用及设备成本和运行成本。与普通带式输送机相比，具有经济、可靠、安全、高效等优点。当今社会建设用地资源紧缺、环境要求越来越严格，管状带式输送机必将成为国内外水泥厂远距离复杂地形输送的最佳选择。