1、国内最大管状带式输送机系统设计与安装第 40 卷第 18 期2009 年 9 月人民长江YangtzeRiverVo1.40.No.18Sep.,2009文章编号:10014179(2009)18 002803国内最大管状带式输送机系统设计与安装杨宇尚文勇沈攀登(长江水利委员会工程建设监理中心锦屏工程监理部,四川西昌 615000)摘要-锦屏一级水电站混凝土所需的粗骨料主要是通过 6 条带式输送机运输.其中4 条为普通带式输送机,2条为管状带式输送机(以下简称管带机).锦屏工程管带输送机是国内最大的,所使用的 D500 管径,强度2500N/ram 的管带在国内水电工程中是第 1 次使用.管带
2、的性能及其安装决定骨料输送的成败.对管带机的设计,安装及管带的性能进行了详细的介绍.2009 年 6 月,管带机正式投入运行.关键词:管带机;设计;横向刚度值;施工;锦屏一级水电站中图分类号:TV531 文献标识码:A1 概述1.1 成品骨料带式输送机系统锦屏一级成品骨料带式输送机系统将印把子沟人工骨料加工系统(位于左岸印把子沟 1710m 高程(地面高程)生产的成品砂岩骨料,由带式输送机经跨江桥分别运输至右岸大坝坝肩处的高线混凝土系统 1975.0m 高程处的粗骨料竖井和从棉纱沟将部分粗料,所有细骨料分流至低线混凝土系统地面料仓中,运输距离分别为 5.5km 和 2.8km.运输物料为砂岩碎
3、石及人工砂,最大粒度 150mm,平均容重 1.6g/cm.,带式输送系统设计输送能力 2500t/h.该系统由 101,102,104,105 号 4 条普通带式输送机和 103,106 号两条管带机组成.101,102,105号输送机沿地面安装,总水平长度为 1.21km;104 号输送机吊挂在隧洞顶部,水平长度 1.56km;103,106 号管带机布置在专用隧洞里,总水平长度 2.74km.1.2 管带机运输的优点管带机与普通带式输送机比较,具有如下优点:可减少物料运输损耗;在运输过程中不污染环境;布置灵活,特别适合地形复杂,障碍物多的环境;结构紧凑,断面小 ,能节省空间;单条管带机能
4、转弯运输;比普通输送机提升角度大;运量大(运量可达 7000t/h);可选用普通托辊,又不会发生普通带式输送机常见的胶带跑偏现象;可以双向送料.1.3 锦屏管带机运输的重点与难点虽然管带机已在矿山,电厂,港口,钢铁,化工,建材等行业广泛使用,运输原煤,磷石膏,石油焦,矿粉,灰渣等,但管径仅为150400mm,单机长度 373000m.管带机在水利行业应用较少,锦屏工程 D500 管径,强度 2500N/mm 的管带在国内水电工程第 1 次使用,同时也是国内最大的管带机.管带机的使用性能主要取决于管状胶带的性能,管状胶带的性能及其安装决定锦屏一级大坝混凝土骨料运输的成败.2 锦屏一级管带机布置参
5、数103,106 号管带机均布置于专门的隧洞中.103 号管带机尾部高程 1661.5m,提升高 146.838m,两端直线段长度分别为1143,76m,中间为曲线段,其曲线半径为 550m,圆心角为 40.106 号管带机尾部高程 1860.265m,提升高 122.966m,两端直线段长度分别为 40,739m,中间为曲线段,其曲线半径为 450m,圆心角为 45.3 管带机设计3.1 骨料输送线管带机设计(1)管带机设计要求.凡与驱动力和皮带张力有关的管带机钢结构和零部件按电动机的铭牌和输送带最大张力及有关规范进行设计.皮带张力由 6 种工况的计算结果决定:满载( 包括重载等其它最不利的
6、情况下)起动,运行,制动和空载起动,运行,制动.管带机工作时,输送带的卷合状态应良好,不应有缝隙,过卷,扁管等现象,必须有保证输送带在任何工况下不产生扭转的有效措施,特别是管带机保证运行工况下的转弯,上坡运行,不得出现掉料,扁管等超过范围的扭转现象.在所有正常工况下均能安全,持续运行,设备结构紧凑,但应便于日常维护和检修,设备零部件应品种,规格少,互换性能好.(2)普通带式输送机主要由输送带,驱动装置,传动滚筒,改向滚筒,托辊,拉紧装置,清扫器,机架,输送机罩,机头溜槽和导料槽以及安全保护装置等组成.管状带式输送机与其基本一收稿日期:20090612作者简介:杨字,男,长江水利委员会工程建设监
7、理中心锦屏工程监理部 ,高级工程师.第 l8 期杨宇等:国内最大管状带式输送机系统设计与施工 29致,但在头,尾部过渡段之间采用专用托辊组(专用于 103,106号管带输送机)DG500C1159,并设置有压带装置.(3)103,106 号管带机主要技术参数.管带机头,尾部均设过渡段,即由普通胶带机向管带机转变和由管带机向普通胶带机转变,头部过渡段长约 34m,尾部过渡段长 46m.103 号管带机主要技术参数:人工砂,碎石粒度 0150mm堆比重 1.51.6t/m管径(带宽 )500(1850)mm带速 4m/s运量 2500t/h水平长 1603.6531TI提升高 146.838m倾角
8、 5.22.输送带规格 ST2500电动机型号 YVP50004功率 3900kW额定电压 690kV额定转速 1500r/min驱动装置型号 B3SH16+F+N驱动装置速比 25制动装置 YWZ5710/301传动滚筒直径 1250mm托辊直径 159mm拉紧方式液压拉紧106 号管状带式输送机主要技术参数:碎石粒度 5150mm堆比重 1.51.6t/m管径(带宽 )500(1850)mm带速 4m/s运量 2500t/h水平长 1134.360m提升高 122.986m倾角 6.18.输送带规格 ST1600电动机型号 YVP5004功率 3710kW额定电压 690kV额定转速 15
9、00r/min驱动装置型号 H3SH16+F+N驱动装置速比 25制动装置 YWZ5710/301传动滚筒直径 1250mm托辊直径 159mm拉紧方式液压拉紧3.2 管带机胶带的设计(1)D500,强度 2500N/ram 的管带的使用在国内水电工程是第 1 次.为确保胶带质量满足系统要求,使用了具有国际先进水平中德合资企业德国凤凰胶带集团公司山西凤凰胶带有限公司生产的钢绳芯胶带.胶带结构见图 1.(2)胶带性能参数.管带机采用专用钢丝绳芯输送带,输送带应满足运行工况下的刚度和柔性要求;应具有可靠的荷载支承性和良好的成管性,应保证在各种工况(如:输送量变化 ,输送物料粒度不同及平竖曲线段运行
10、)条件下承载与回程带的管状特征;管状输送带的耐磨性,抗冲击性及抗疲劳强度必须长期满足运行工况的要求.胶带性能参数见表 I.匝叠亘固钢丝绳上盖腔图 1 胶带结构示意(单位:mm)胶带横向刚度直接关系到管带的可靠运行,横向刚度值偏大,正常运行损失后胶带不宜出现塌管,但对托辊正压力大,胶带与托辊之间的摩擦力增大,对带强和电机功率有一定的影响;横向刚度值偏小,运行刚度值损失后胶带可能塌管.所以,选取合理的横向刚度值非常重要.通过对国内外管带横向刚度调研,并结合专家意见,经多方论证,锦屏管带横向刚度值取值范围为 20002400g,/75mm.同时,要求山西凤凰胶带有限公司在管带正式生产前进行生产性试验
11、,并根据试验带生产检测资料,最终复核确定胶带横向刚度满足要求.(3)钢丝绳芯输送带各钢丝绳的张力应该非常均匀,钢丝绳的粘合强度必须满足使用要求.钢丝绳芯输送带的安全系数在正常运转时不小于 7,伸长率不大于 0.2%.锦屏工程选用江苏法尔胜钢制品有限公司生产的钢丝绳.3.3 胶带设计胶带是保护管状带式输送机最重要的部件,在设计中进行了以下考虑:(1)为提高表面的抗磨耗性,在标准管状带的基础上加厚了覆盖胶层厚度;(2)采用大转弯半径(最小 R=450n1)减少胶带的弯曲应力,同时在水平弧段按照 0.5 倍标准托辊间距布置六边形托辊组,使胶带在水平转弯段平滑过渡,不出现明显折线;(3)适当加大头尾过
12、渡段的距离,减少胶带边缘的过渡张力;(4)采用聚氨酯材料的清扫器和导料槽,保护胶带免受刮伤;30 人民长江 2009 年(5)设置了防止胶带嵌入托辊间隙引起的损坏措施主要有:专用托辊间的间隙在理论上按零间隙设计,安装时不超过 1mm;在转弯部分每隔 34 个窗式框架,在胶带的搭接处的两个专用托辊间加一个专用托辊,使胶带边不能到达两专用托辊的间隙处,从而完全有效地防止胶带嵌人; 在转弯部分,间隔 6 组设置平底尖底组合型托辊;在头尾过渡段最后成形托辊组采用平底尖底组合型托辊.4 管带机施工4.1103,106 号管带机安装工艺流程管带机运输机土建,金结制安,机电等施工与普通胶带机无大的差别,其主
13、要施工流程为:施工准备一二次倒运 ,堆放,保管一基础尺寸复核一张紧装置安装一头部过渡桁架安装一普通桁架安装一弧段桁架安装一滚筒安装一胶带安装一附件安装一电气安装一试运转.4.2 各部件安装工艺(1)桁架的安装.桁架组装好以后,用叉车运至基础上,用水准仪找正后与基础焊接.(2)滚筒安装. 检测滚筒的有关尺寸,同时测量与滚筒轴承座相连接的滚筒支架的尺寸,并作出记录;滚筒安装后测量滚筒垂直中心线与输送机中心线,偏差不超过 2mm;滚筒安装后测量滚筒轴线与输送机中心线的垂直度; 滚筒安装后测量滚筒中心线与水平面的平行度,平行度应不超过 1.5mm.(3)胶带安装. 在将胶带卷放到事先准备好的支撑架上前
14、要仔细确认胶带的面层和底层;在安装工程中应细致小心,防止损坏,弯曲和颠倒胶带;在用绞车牵引胶带时 ,应一直观察整个胶带在窗式托辊组内的成型,扭曲情况,出现扭曲后应暂时停止安装,及时纠正后恢复;在导入胶带裹成圆状时 ,在即将重叠的胶带部位应撒上滑石粉.(4)清扫器的安装.按图纸要求将清扫器安装于头部,使清扫器刮片与胶带的接触长度不小于 90%.根据胶带机的规定在头尾部各装一组空段清扫器,将其橡胶刮板放于胶带回程带面 l 上,并焊在机架上.(5)按照设备图将各溜槽按规定位置安装.4.3 胶带接头的安装胶带接头质量的好坏是管带机能否正常运行的关键,锦屏工程管带机接头采用硫化法二阶(二段)搭接胶接接头
15、,接头胶料平直,可以保证接头强度不小于带强的 80%.在实际施工中,风凰胶带生产厂家专业技术人员在现场进行了技术指导.输送带的供货长度一般每卷长 300400m,接头数量最少,但是由于 103 号和 106 号胶带安装施工是在隧洞内进行,300m 一卷重量达 18000kg,将无法进行运输吊装及放胶带 ,因此锦屏工程更改为 200m 一卷,103 号胶带接头数量为 17 个,106 号胶带接头数量为 13 个,共 30 个接头.管带机胶带硫化接头工艺流程为:(1)安放硫化机和接头操作所需工作平台;(2)在接头部分找出中心线;(3)接头部分按照胶接长度,接头方式,分段画线;(4)切割接头部分的边
16、角料,剥去过渡区;(5)剥离输送带覆盖胶;(6)剥离输送带反面覆盖胶;(7)切割钢丝绳与绳之间的芯胶(或专用的剥皮机剥出钢丝绳);(8)打磨过渡区;(9)打磨钢丝绳芯(不许磨伤钢丝绳);(10)使用专用的清洗剂对钢丝绳进行清洗;(11)按照接头数据制作接头的下覆盖胶,横向加筋,芯胶;(12)在接头部分找出中心线,摆列钢丝绳;(13)制作接头 ,剪切钢丝绳,按照标准搭接,填充胶条;(14)制作接头边胶 ,整理钢丝绳芯,检查尺寸,填充质量;(15)按照接头数据 ,制作接头上层覆盖胶,芯胶,横向加筋,滚压排气;(16)切割多余的边胶 ,整理接头;(17)恒温硫化 ;(18)待温度自然降至 5060时
17、,拆除硫化机,检查接头,切除毛边.103 号胶带上架,硫化安装施工时段为 2008 年 12 月 8 日至2009 年 1 月 16 日.硫化接头计 17 个,接头采用两阶(二段)搭接方式,搭接长度 1.95m,硫化时加热至 145%,加压至 1.6MPa,保温 2h 左右,然后自然冷却至 5060C 后,拆除硫化机 .106 号胶带上架,硫化安装施工时段为 2008 年 11 月 3 日至2008 年 12 月 1 日.硫化接头计 l3 个,接头采用两阶 (二段)搭接方式,搭接长度 1.55m,硫化时加热至 145(2,加压至 1.6MPa,保温 2h 左右,然后自然冷却至 5060后,拆除硫化机 .5 结语经过近 la 的设计与施工,自贡机械锦屏项目部于 2009 年3 月对 103 号胶带机和 106 号胶带机及其它普通胶带机进行单机调试.2009 年 4 月 25 日至 5 月底进行了全线空载调试,各种主要工况运行正常,并于 6 月 6 日开始长胶带机负荷调试,顺利完成输送大石,小石共 3272t.(编辑:常汉生)
