长输管状带式输送设备施工技术

王红杰

中国化学工程第十一建设有限公司第四工程公司 河南开封 475002

管状输送机作为远距离输送设备，在输送过程中具有密闭、环保的优点，同时也存在桁架加工、组对、吊装施工的难题，特别是高差较大、走向为圆弧状的桁架，其加工安装作业的难度更大。通过山东京博石化项目管状输送机在施工过程中的技术优化和总结，对上述问题进行论述。

1 项目背景

山东京博石化20 万t/ a 高性能碳材料及配套项目上安装使用DG300 管状输送机（以下简称“管带机”），皮带卷成管状后的直径为DN300。其作用是将焦碳从堆放场经破碎后转运到原料处理楼。其施工的难点主要包括：各连接段组对时的防扭曲；吊装组对时的吊装作业和高空固定作业；皮带穿插作业和管筒运行状态的调整；大跨度弧度桁架结构的加工组对等。

2 工艺简介

2.1 管带机构成

管带机整体由32 个连接段、31 个支架为支撑连接贯通而成，每个连接段因长度、坡度不同，由不同数量、编号固定的结构短节组成；各结构短节通过螺栓、焊接的方式进行连接加固；组成连接段后，在两侧安装走道、栏杆及顶部防护顶罩；然后逐一吊装、空中组对、连接成整体，再进行皮带安装、粘接胶化、调试运行。

2.2 管带机布置

管带机整体长度（输送距离）为671m，有四次转向，横跨三个生产车间，经两次高度抬升，输送高度11.2～49.45m，高差达到38.15m。管带机中间的20 个连接段为水平布置，安装高度为17.8m，以管廊为主要支撑方式；两端为高度抬升段，以塔架为支撑。其中机尾部5 段的抬升段长度为115m，抬升高度为6.78m；头部7 段的抬升段长度为160m，抬升高度为25m，抬升角度达14°，且伴有斜长方向的转角。

2.3 管带机安装

管带机的结构短节逐一连接固定，形成连接段，安装限位滚轮（每处为6 个限位滚轮，形成正六边形的截面）；连接段的两侧安装走道并铺板，再依次安装走道护栏，槽盒/ 照明、连接段顶部弧形彩钢板、支撑塔架和支架、机头；从机头端开始逐一吊装、安装各连接段，再穿皮带，进行皮带粘接硫化、电仪调试、试运行等。

管带机主要技术参数见表1。

表1 管带机主要技术参数表

3 施工难点及处理方式

3.1 管带机连接段在预制安装过程中预防扭曲

管带机整体分为32 个连接段，各连接段在地面进行分段组装，然后再依次进行吊装、安装，并在空中进行连接组对。管带机整体布局中的转向较多，既有水平方向的转向，又有斜长方向的转向。各结构短节和连接段在组装过程中如果不严格把控，极易扭曲变形，对管状皮带的正常运行造成隐患。

（1）在组对各连接段时，一定要按照图纸标记，确定件号走向，确保各结构短节按标定的顺序和方向进行组对。

（2）利用高精度激光3D 水平仪，将3D 水平仪放置在设定的平面上，可方便地测量两结构短节的相对位置及同心度的偏差，对组对的两个结构短节进行找平、调直，并调整好垂直度。两节最大误差不超过3mm，紧固螺栓并焊接加固，必要时还要增加垫木高度，以调整连接段内的高度走向。

（3）各连接段依次吊装前，除了选用合适的吊车，避开周围的障碍物，保证吊装的平稳和及时调整到较好的姿态外，更重要的是将各连接段之间使用的连接件进行预安装，特别是连接件与支撑架（或支架）的孔距、间隙尺寸的复核。首先复核连接段与支撑架间距，其次是高差复核，然后是连接件与支撑架各螺栓孔距的复核，允差为0.1%，并不大于3mm，做到万无一失。在吊装组对时，在空中只进行安装固定作业，不进行调整、修整作业，保证安全和组对效率，节约吊车使用时间。

3.2 高效完成皮带穿插作业

管带机长总度为671m，皮带总长度为1350m，宽度为1150mm，厚度为16mm。此种皮带以管筒状态长距离运行，皮带必须卷成管状在桁架中穿插安装。如何快速高效的完成是皮带安装，公司没有相关施工经验可以借鉴。为此，项目部经慎重考虑并多方求证，以10t 卷扬机加滑轮组为动力，自制了一个辅助引导管作为专用牵引工具，具体使用方法如下：用DN200 的钢管（长500mm）做为引导管，其一端焊接牵引环，在距离牵引环不同距离和方位的圆周上开螺栓孔（用于固定皮带）；将皮带围绕在引导管上，在引导管的开孔部位处对皮带进行开孔并穿插螺栓进行固定，用铁丝再次捆扎加固；以卷扬机为动力，使用滑轮进行方向引导，对皮带进行安装，从而解决皮带安装效率问题。

图1 为牵引工具现场使用图。

图1 牵引工具现场使用图

3.3 方向多变状态下保证管状皮带正常姿态运行

管带机布置的转向较多，既有水平方向的转向，又有垂直方向的转向。管状皮带在运行到转向的位置时，因转弯半径的影响，皮带很容易扭曲和散包，造成物料的泄漏损失和环境污染。经多次实验，确定了在皮带转向之前根据转向角度调整导向轮倾角的方法，以导向扭矩来抵消管状皮带在运行时引起的径向扭矩，以转向角度来确定需调整的导向轮组数，角度大则多调，角度小就少调。总结“口诀”：“左转放左轮，入弯前5m”。用此方法可以快速调整管状皮带的运行状态，使其以平稳良好的姿态运行。

3.4 大跨度弧形桁架结构的优化

管带机连接段中，有一段跨度较大、在原有配电室上方横跨而过的弧形连接段。此连接两端以塔架为支撑，截面整体尺寸为3720mm×3640mm，弧形桁架中心长度为38250mm，水平方向的弧形角度为18°，安装高度为17.8m，管带机结构短节在此桁架内部组装布置。弧度段的中间部分为管带机自身结构，外部是弧形桁架。其截面图如图2 所示。

图2 弧形桁架截面图（单位：mm）

图3 弧形框架现场吊装

此弧形桁架是由5 段中心弧长7555mm 的圆度弧形短节的组成，在有限时间内加工厂无法对桁架的横梁（HW250×250×9×14）进行弧度加工。经过多次研究、讨论，并对管带机的结构短节、两侧走道、栏杆等尺寸和间距放样测量，项目部向厂家、业主、设计、监理单位提出将5段弧形短节改为直段斜接短节进行组对连接的优化方案，这样既能保证管带机转角条件和本体弧度安装要求，还能满足制作安装进度要求，并可节约结构加工时间和费用。弧形桁架加工方案通过优化后，简化了加工工序，提升了加工效率，原计划25d 的加工时间缩短到10d，为桁架组对、安装和吊装保留了充足的时间。

4 结语

结合项目场地条件的限制和管带机自身特点，通过技术优化，解决施工难点，保证了施工质量和进度，同时降低了安全风险。另外，由于安装高度的影响，管带机各连接段的安装施工作业只能从一端开始，无法多段同时进行吊装安装作业，限制了其施工作业面。

在使用牵引导管的过程中，根据实际使用情况，还可以再进行优化。此管带机皮带形成的管筒直径为DN300，牵引工具的直径为DN200，此牵引管的直径还可以缩小。在固定好皮带之后，其外径更小，这样既能加大牵引管与导向滚轮的间距，减少穿插的阻力，还能使皮带与牵引管有更多的连接点，避免出现皮带断裂的情况。