电缆拖链系统在磷化工带式输送机移动卸料车上的应用

2023-06-26熊晨曦杨建国

化肥设计 2023年3期

熊晨曦,杨建国

(中国五环工程有限公司,湖北武汉 430223)

在化工粉体工程固体物料储运系统中,经常使用卸料车和可逆配仓带式输送机等移动设备。这些移动设备需采用移动供电装置取得电源,常见移动供电装置分为软电缆供电装置和硬滑触线供电装置两大类别[1]。软电缆供电装置的应用始于20世纪60～70年代,其后在结构、形式上有较大变化;硬滑触线供电装置的应用始于20世纪80年代,从最早仿制国外产品,到制定一系列制造、安装、检验国家标准,硬滑触线供电装置已经在各个行业应用[2]。

近年来,随着移动供电技术、材料、成型工艺等的发展,以及应用范围的拓展,一种新型的移动供电装置——电缆拖链系统出现在电力、港口、汽车等行业中,如用于港口设备大车行走供电、各种建筑物中起重设备大车行走供电、机械加工厂中各种移动设备供电等。

中国五环工程有限公司(以下简称中国五环)在印尼有两个磷酸总承包项目,在固体原料(磷矿石、硫磺)及中间产品(湿磷石膏和造粒石膏)的储运系统中共有5条带移动卸料车的带式输送机,均采用电缆拖链系统对移动卸料车进行供电。截至目前,电缆拖链系统已经无故障平稳运行多年,得到业主的认可。

1 电缆拖链系统

电缆拖链系统由拖链、导轨、滑轨、导槽、支架、牵引架、浮动头等部件组成,有密封式、敞开式、立式、侧开式、架空式等结构型式(见图1)。主体结构采用特殊工程塑料材料,构件链条配有隔片、横杆、牵引端和固定端等附件,能实现供电电缆、控制电缆或其他传输介质管等,有规律地摆放在具有特殊结构的链条内部,并整体放置在带导轨的特殊滑槽上。电缆拖链系统的端头(固定端)固定在设备行程中间段,另一端(牵引端)固定在移动设备上,使各供电电缆、控制电缆或其他传输介质管随设备同步移动。供电电缆、控制电缆或其他传输介质管的引出端置于移动设备整个行程的中间段;当牵引端位于进线端左侧时,电缆或其他传输介质管随着拖链在导轨上移动;当牵引端位于电缆进线端右侧时,电缆或其他传输介质管随着拖链在拖链上移动。电缆拖链系统的长度为行程的1/2加上一定安全裕量,安全裕量一般取3～5 m。

2 传统移动供电装置

2.1 软电缆供电装置

软电缆供电装置中软电缆的传递多采用电缆小车或电缆卷筒,这两种方式都能在满足动力传递的基础上,有较高的安全防护等级,能适应380～1 000 V及以上电压环境。

但是软电缆供电装置在使用过程中,也有一些局限性:①软电缆供电装置的电缆小车或电缆卷筒只能做直线往复运动,限制其供电的行动轨迹;②供电电缆在电缆小车或电缆卷筒中盘绕,增大了供电过程中电缆的电容阻碍(容抗)和电感阻碍(感抗),降低了电缆散热效率,加快电缆绝缘层的老化率;③供电电缆的长度一般要求大于总行程的1.2倍,使得供电电缆在工作中处于张力或在曲挠中,极大地缩减电缆了的使用寿命。

2.2 硬滑触线供电装置

硬滑触线供电装置已在我国使用多年,该供电装置有易于安装、受运动路线、功率传递的限制小、操作成本较低等优点。目前多采用的防护式(导管式、导线式)滑触线,具有运行性能好、电接触压力稳定、安装简便、安全防护可靠的特点。

在实际应用中,硬滑触线供电装置故障率较软电缆供电装置高,需要经常维护,运行中其主要缺点在于:①需选择安装具有较高安全要求的滑触线支架以及截面较复杂的型钢导轨;②为满足供电的载流量或电压要求,需配备铜母线或铜芯导线等作为供电辅助线;③易发生接触不好、供电不畅等现象,尤其是当导电轨各个接头稍有不平或变形,会使滑块运行不畅,甚至导致滑块从导电轨上跌落造成供电中断;④在滑动过程中,易产生电火花。

3 电缆拖链供电装置

与上述两种供电装置相比,电缆拖链供电装置有着较为明显的优势:①电缆拖链系统不需要施加额外动力,也无辅助结构的需求;②电缆拖链材料多采用特殊的工程塑料,具有很好的韧性和耐性,能承受高强度冲击,能很好适应环境中的粉尘或带腐蚀性物料的工作环境;③供电电缆在拖链内部排列均匀,不会出现因电缆缠绕而导致的拉断、磨损等问题;④若供电设备需设置喷雾降尘系统,给系统供水的水管可与电缆一并布置在同一条拖链中;⑤能较好地匹配移动设备的速度,对于短行程结构,电缆拖链系统和设备的移动速度高达600 m/min,对于长行程结构,可高达300 m/min;⑥能适应较长的移动距离,目前电缆拖链系统的最大行程可达800 m;⑦电缆拖链系统基本上模块化供货,其安装极为简便、维护性低,拖链安装或打开维护基本上仅需要少量专用工具进行;⑧一般电缆拖链的长度为行程的1/2加上一定安全裕量即可,相对前述的两种供电装置,可以节省近一半的电缆长度;⑨电缆拖缆系统允许应用多根电缆,特别是动力和控制电缆一起移动,利于移动设备上的控制、报警等信号传送到配电室或控制室。

3.1 电缆拖链装置应用说明

受拖链及电缆材料、成型工艺等因素限制,初期的电缆拖链主要应用在短行程的移动设备上,如设备加工厂中数控机床、自动化生产线等各类机床、机器人、装卸机械及其他驱动控制,作为供电电缆、控制电缆或其他传输介质管的防护装置[3]。电缆拖链一般在导向装置的导向槽中和移动设备一起移动,实现对安装在拖链内的电线、电缆、液气软管的安全保护和导向,能较大延长这些电缆和软管的使用寿命。

近年来,随着移动供电技术的发展,电缆拖链系统在电力、港口、汽车等行业广泛应用,其适用距离也不断增长,目前最大行程可达800 m。电缆拖链系统在化工行业中也逐渐开始得到推广和应用,应用范围主要包括:① 应用于化工港口/码头装卸设备的大车行走机构供电、供水,装卸设备中抓斗小车机构供电,带伸缩头部驱动设备供电等;②应用于原燃料堆场中斗轮堆取料机、耙料机等设备大车行走机构供电、供水以及回转机构驱动的供电、供水等;③ 应用于生产厂房中桥式/门式起重机整机行走机构的供电、移动小车运行机构供电等;④应用于污水处理等装置中移动设备供电系统等。电缆拖链装置的应用见图2。