摘要：随着清洁生产力度的加大，黄骅港务有限公司生产一部在堆场、单机、转接塔和皮带沿线都安装了洒水抑尘装置。由于煤湿度增大，皮带回程带料现象严重，并带来一系列的设备隐患，为解决此问题，在沿线的头部滚筒处安装皮带冲洗装置。本文对此种皮带冲洗装置的结构和功能进行了详细阐述。
关键词：皮带；洒水；清扫器；冲洗箱
概述：物料在经过抛料滚筒卸料以后，回程皮带经过一级、二级清扫器清扫后，仍有附着在皮带上的物料未能被清理干净，此现象称作皮带回程带料。该现象存在于所有的皮带机系统中，皮带承载越大，皮带回程带料越多，对环境和设备都带来了损害，同时也增加了积煤清理和设备维护的成本。
1、皮带冲洗装置的设计背景
神华黄骅港务有限公司生产一部一共有 34条皮带，2017年年产量达4700 万吨。皮带的额定能力为3000-6000t/h，皮带作业量大，作业时间长，随之带来皮带沿线回程带煤的情况，而且由于清洁生产力度的加大，在堆场、转接塔和皮带沿线投入洒水抑尘装置，导致煤湿度加大，进一步加剧了皮带回程带煤的情况。回程带煤不仅对环境带来危害，加大企业积煤清理成本，而且对设备安全也带来了隐患。回程皮带上带的煤会粘在滚筒上，造成皮带鼓包；堆积在回程托辊上，形成不均匀转体，导致皮带跑偏；堆积在皮带下方廊道上的积煤会结成硬块，有划伤皮带的风险。针对皮带回程带煤带来的以上问题，设计一套回程皮带的冲洗装置，从而有效解决皮带回程带煤问题。
2、皮带冲洗装置的设计目标
此次皮带冲洗装置的设计方案，旨在解决皮带回程带煤的问题，从而消除由于皮带回程带煤造成的皮带跑偏，皮带划伤等一系列风险隐患，为清洁生产工作和设备的安全运行提供保障。
3、皮带冲洗装置的设计方案
3.1、皮带冲洗装置工作原理
该皮带冲洗装置设计成冲洗箱的形式，皮带进入箱体以后经过第一道洒水管冲洗掉部分附着物料，再经过两道清扫器清理掉剩余附着物料，最后经过一道吹风管吹风对皮带进行干燥处理，皮带清洗流程完毕，皮带离开箱体。洒水管和清扫器清理下来的物料落到箱体内部倾斜的接煤板上，接煤板上方的强力冲洗管将物料冲洗干净，冲洗下来的水和物料经过流煤口排出箱体，流入头部漏斗中。皮带冲洗箱工作原理图如图一所示。
图一、皮带冲洗箱工作原理图
3.2、皮带冲洗装置结构及功能描述
冲洗箱内部距离箱体前侧20cm处安装一道洒水管，洒水管上安装的喷嘴为扇形喷嘴，距离回程皮带15cm，与皮带垂直方向成45°夹角，间距300mm布置。扇形喷嘴喷出的水压形成一道水刀，将附着在皮带上的物料冲洗掉。
水管后方依次安装一道合金清扫器，一道除水清扫器。皮带经过洒水管冲洗后，再经过两道清扫器，将皮带上剩余的附着物料和水分清理掉。本方案中的两道清扫器均采用的是马丁清扫器，合金清扫器的安装角度与回程皮带垂直，除水清扫器的安装角度按照皮带的运行方向倾斜10°左右，能达到最好的清扫效果。
在除水清扫器后方安装一道吹风管，吹风管上安装塑胶喷嘴，喷嘴角度与皮带垂直，间距300mm布置。吹风管通过导风管路与风机联结。皮带经过洒水管冲洗和两道清扫器清理后，再由吹风管吹出的风对皮带进行干燥处理，降低了回程皮带的附着能力，减少了附着物料，也降低了回程皮带造成的扬尘。
箱体的前侧底部留有长50cm宽30cm的流煤口。箱体内部布置倾斜的接煤板，接煤板的倾斜角度视冲洗箱内部空间而定，在不影响洒水管和清扫器以及吹风管安装的情况下，倾斜角度越大越利于煤泥的排出。接煤板与流煤口相接，洒水管冲洗掉的物料以及两道清扫器清扫下来的物料和水分从流煤口流出。
在箱体内部后侧距接煤板200mm处再设置一道洒水管，洒水管上安装强力喷嘴，强力喷嘴的安装方向与接煤板垂直，间距300mm布置。强力喷嘴每隔半小时冲水2分钟，冲刷掉接煤板的积攒的煤泥，煤泥和污水经过流煤口流入头部漏斗中。
在箱体左右两侧超出皮带的部分制作盖板用于箱体密封，此盖板为活动盖板，可用于观察箱体内洒水管的洒水情况和清扫器的清扫状况，也可作为清扫器调整时的观察窗。在冲洗箱外前后两侧布置两个反压平托，使清扫器和皮带有一个良好的接触，保证良好的清扫效果。
在箱体上沿四周加装胶皮条进行密封，防止水雾冒出。密封条设置成可调节的形式，冲洗箱安装完成后，将密封条调节成与回程皮带完全接触的状态，既能保证密封效果，又起到清扫皮带的作用。
3.3、箱体尺寸设计
箱体外部尺寸需要根据现场实际情况来确定。箱体长度应不小于皮带架钢结构两侧的外侧距离，保证清扫器安装不受干涉。
箱体宽度根据安装空间的大小来确定，最小宽度需满足一道洒水管，两道清扫器和一道吹风管的安装空间。清扫器的张紧器宽度为22cm，洒水管距离箱体前侧在20cm以上，防止洒水管距离前侧过近，洒水管喷出的水在水压的作用下冲出箱体外，吹风管安装位置距离除水清扫器保证在10cm以上，确保安装过程中不发生干涉。
最小宽度W=22cm*2+20cm+10cm=74cm
因此，箱体的宽度设计应不小于74cm。
箱体的高度设计应小于回程皮带与安装地面之间的距离5cm左右，既要保证冲洗箱的安装空间，又要防止皮带与箱体上沿由于距离过近发生接触，出现箱体金属结构摩擦皮带的情况。
3.4、材料选择
冲洗箱材料的选择要满足强度要求，为便于运输和安装又要尽可能减轻箱体重量。由于箱体左右两侧作为一道水管、两道清扫器和一道吹风管的承载面，要承受较大压力，因此采用8mm钢板，前后两侧由于没有承重，故采用3mm钢板。为满足防腐要求，所选板材均为不锈钢板，并涂刷防腐材料。
3.5、洒水控制单元
皮带冲洗箱的洒水装置是皮带清洗效果的重要保证，洒水控制单元用于控制冲洗箱洒水装置的启停，包括管件、喷嘴、手动阀、过滤器、电磁阀、物料检测开关，原理图如下。
图二、洒水控制单元原理图
洒水控制单元的程序设计成流程启动，物料检测开关检测到皮带上的物料以后电磁阀开启，洗带洒水管开始洒水，风机启动，吹风管开始对皮带进行干燥处理。洗带洒水管连续开启30分钟以后冲洗洒水管的电磁阀开启，强力喷嘴开始洒水，冲洗接煤板2分钟。流程停止或者皮带上没有物料流程空转的情况下洒水停止，风机停止吹风。需要注意的是由于水中含有的颗粒杂质会卡在电磁阀中造成电磁阀失效，也会造成喷嘴的堵塞，因此要在主管路上安装过滤器，管道中的水经过过滤器过滤后，经过阀门进入洒水管进行洒水。如果因特殊情况，对该装置长时间停用，需要手动打开排水口处的手动控制阀，将管路中残留的水分放完，防止管路中长期存水，造成管路内部锈蚀。
3.6、皮带冲洗装置的冬季保温措施
冬季的清洁生产工作是一项难题，为保证进入冬季后能继续使用该皮带清洗装置，需要对装置进行保温处理。具体措施为在箱体外侧安装电热片，对箱体进行升温；对洒水管路包裹保温棉，防止管路上冻；对风机加装加热输出气流的加热元件，在冬季可以对输出气流加热，提升箱体内部温度。具体安装方法，在本文中不做详细阐述。
3.6、皮带冲洗装置的日常检查与维护
将冲洗箱洒水管的洒水情况，清扫器清扫状况以及箱体内的积煤情况列入日常点检范围，检查内容包括：洒水管洒水是否正常，喷嘴是否堵塞；清扫器清扫效果是否良好，冲洗箱外有无回程带煤情况；冲洗箱内接煤板上是否有积煤没有被冲洗干净的情况；检查风机是否正常工作，吹风管上的喷嘴有无被煤泥堵塞；检查管路有无漏水情况，电磁阀是否正常工作。
日常维护内容包括：出现洒水管喷嘴堵塞情况及时疏通；发现清扫器与皮带间有缝隙，冲洗箱后方皮带有回程带煤情况，及时调整清扫器张紧，保证清扫器与皮带良好接触；发现接煤板有积煤较多情况时，手动打开冲洗接煤板洒水管的手动阀门，对接煤板进行冲洗；定期对吹风管喷嘴进行清理；定期对风机上的浮尘进行清理，保证风机正常散热；发现电磁阀失效，及时进行更换。
4、总结
皮带回程带料现象不仅仅造成皮带沿线积煤，增加企业清理积煤成本的问题，还会形成扬尘，对人体造成较大危害，而且回程带料现象还会造成一系列的设备隐患，甚至引发安全事故，这些问题给企业的清洁生产和安全生产带来极大的负担。解决皮带回程带料的方法有多种，该皮带清洗装置的优势包括：构造简单，便于加工制作安装；密封性好，能有效防止水雾和污水的流出；成本低，适合大规模的投入使用；清扫效果良好，能有效治理皮带回程带物料的情况。
参考文献：
[1]中国重型机械工业协会：«重型机械标准» 云南科技出版社 2008年3月。
论文作者:张冰华
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/16
标签：皮带论文; 箱体论文; 回程论文; 风管论文; 喷嘴论文; 物料论文; 装置论文; 《电力设备》2018年第33期论文;