白華淼

(中國(guó)石油化工股份有限公司廣州分公司，廣東 廣州 510726)

1 管狀輸送帶歷年故障及檢修概括

焦化(三)管狀輸送帶是廣州石化140萬(wàn)噸/年延遲焦化裝置配套石油焦(焦炭)輸送設(shè)備。設(shè)計(jì)性能參數(shù)見(jiàn)表1、表2。

表1 管狀輸送帶輸送物料參數(shù)

表2 管狀輸送帶性能參數(shù)

管狀輸送帶由于設(shè)計(jì)、選型、建造、設(shè)備故障等原因[3-5]，自2011年9月25日投用以來(lái)，在運(yùn)行中頻繁出現(xiàn)跑偏、疊帶、斷帶故障，管狀輸送帶皮帶出現(xiàn)疊帶，每次修復(fù)需要5～6天；皮帶斷口駁接口需要3～4天。先后發(fā)生了2011年11月中旬皮帶頭部跑偏，皮帶打疊；2012年2月，發(fā)生皮帶邊緣轉(zhuǎn)進(jìn)重錘，導(dǎo)致皮帶拉裂(寬15厘m，長(zhǎng)30 m)；2012年4～12月份管狀輸送帶出現(xiàn)疊帶故障5起、斷皮帶事故2起；雖然在2013年1月5日對(duì)管狀輸送帶皮帶進(jìn)行了更換，并安裝了大量立輥，強(qiáng)制打開(kāi)皮帶，防止疊帶故障發(fā)生，但2013年多次發(fā)生疊帶事故，疊帶問(wèn)題仍然沒(méi)有得到有效解決，全年累計(jì)檢修65天。管狀輸送帶自投運(yùn)至改造前累計(jì)檢修79次，檢修時(shí)間126天。

2 管狀輸送帶運(yùn)行過(guò)程中故障

廣州石化管狀輸送帶主要設(shè)備故障發(fā)生在：(1)輸送皮帶磨損嚴(yán)重，存在皮帶表面磨損，邊緣磨損缺失，皮帶接口脫離開(kāi)裂(見(jiàn)圖1)；(2)主動(dòng)滾筒磨損(見(jiàn)圖2)、皮帶包管段托輥架變形，托輥損壞(見(jiàn)圖3)；(3)皮帶運(yùn)行過(guò)程中容易扭轉(zhuǎn)、尾部跑偏、頭部無(wú)法張開(kāi)造成疊皮帶(見(jiàn)圖4～圖6)；(4)尾部焦料通過(guò)壓緊輪造成漏料；(5)皮帶運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)鼓包、皮帶過(guò)負(fù)荷無(wú)法啟動(dòng)。

圖1 管狀輸送帶皮帶接口開(kāi)裂

圖2 主動(dòng)滾筒摩擦力變小

圖3 管狀輸送帶支架變形

圖4 管狀輸送帶出現(xiàn)疊皮帶

圖5 管狀輸送帶進(jìn)程出現(xiàn)反包，回程部分反轉(zhuǎn)扭曲

圖6 管狀輸送帶回程部分嚴(yán)重疊帶故障

按照對(duì)于管狀帶式輸送帶彎曲的曲率半徑的設(shè)計(jì)，NF(尼龍輸送帶)帶的曲率半徑一般為管徑的300倍以上，EP(聚酯輸送帶)帶的曲率半徑一般為管徑的400倍以上，而ST(鋼芯輸送帶)帶的曲率半徑為管徑的600倍以上[1]。管狀帶式輸送機(jī)的彎曲角度，NF/EP為0～90°，而ST帶的彎曲角度范圍一般是0～45°。管狀輸送帶出口過(guò)渡段長(zhǎng)度NF帶>25 D，EP帶>30 D，ST帶>50 D[1]。

表3 廣州石化管狀輸送帶設(shè)計(jì)參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

對(duì)照表3和設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中故障類(lèi)型可以分析出造成焦化(三)管狀輸送帶頻繁故障的主要原因如下：

(1)管狀輸送帶轉(zhuǎn)彎半徑(詳見(jiàn)圖7)為96 m，少于管狀輸送帶允許的128 m最小轉(zhuǎn)彎半徑；

(2)管狀輸送帶輸送物料進(jìn)口、出口過(guò)渡段長(zhǎng)度過(guò)小；

(3)選用普通聚酯輸送皮帶作為管狀輸送帶皮帶，卷曲成型性能差，造成皮帶疊帶或者卷曲，影響管道機(jī)管狀部分成型；

(4)管狀輸送帶管徑、皮帶速度采用非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，大管徑小速度造成皮帶運(yùn)行不穩(wěn)定；

(5)超負(fù)荷運(yùn)行，使過(guò)渡段的托輥受到大的阻力造成扭曲、鼓包或漲管；

(6)管狀輸送帶頭部、尾部無(wú)清掃設(shè)施，當(dāng)回程帶下面的料堆積高度接近返程膠帶時(shí)，物料卷入尾部滾筒，造成膠帶翻轉(zhuǎn)；

(7)沒(méi)有及時(shí)清掃粘附在正面、改向、張緊、頭部、尾部和其他滾筒上的物料，造成膠帶跑偏和振動(dòng)；

(8)管狀膠帶張力達(dá)不到要求，造成打滑和扭曲；

(9)由于長(zhǎng)時(shí)間的使用，機(jī)械部分產(chǎn)生變形或磨損；

(10)多邊形托輥組及其支撐結(jié)構(gòu)的制造或安裝精度不夠，造成管狀部分托輥組變形；

(11)輸送帶在曲線段產(chǎn)生變形；

(12)輸送帶上物料加載不對(duì)中，托輥受力不均造成局部出現(xiàn)反包；

(13)管狀輸送帶處于露天安裝狀態(tài)，運(yùn)行狀況受到雨水影響巨大。

圖7 管狀輸送帶轉(zhuǎn)彎半徑示意圖

圖8 管帶機(jī)安裝示意圖

3 改造內(nèi)容

(1)將管狀輸送帶管帶段的托輥更換為專(zhuān)用PSK托輥及托輥架，解決由于托輥架變形而造成的皮帶扭轉(zhuǎn)疊帶，見(jiàn)圖9。PSK托輥組是管狀帶式輸送機(jī)(后簡(jiǎn)稱(chēng)管帶機(jī))中最關(guān)鍵的部件之一，主要作用是支撐輸送帶及裝載在其內(nèi)的物料。PSK托輥組常常被稱(chēng)作管帶機(jī)的“心臟”，尤其是長(zhǎng)距離大管徑的管帶機(jī)，PSK托輥組的作用舉足輕重，直接影響著管帶機(jī)的成本造價(jià)和運(yùn)營(yíng)成本[2]。PSK專(zhuān)用托輥支架不僅強(qiáng)度大，不易變形，而且前后兩層的布置方式可以增加PSK托輥與皮帶的接觸面積由線接觸改造為面接觸，增大了接觸面積，提高了皮帶運(yùn)行的穩(wěn)定性。

圖9 管狀輸送帶管狀部分專(zhuān)用PSK托輥與普通托輥安裝對(duì)比

(2)將管狀輸送帶管頭部、尾部水平段的平行托輥，安裝專(zhuān)用PSK托輥組確保不會(huì)由于托輥損壞導(dǎo)致皮帶跑偏扭轉(zhuǎn)疊帶，詳見(jiàn)圖8～圖12。

(3)采用鍍鋅或不銹鋼螺栓，減少施工及設(shè)備調(diào)整維護(hù)過(guò)程中檢修人員的工作強(qiáng)度及工作難度。

(4)皮帶尾部加裝GYJZⅡ--S型液壓糾偏器，有效地對(duì)回程皮帶跑偏進(jìn)行調(diào)整，降低由于跑偏導(dǎo)致疊皮帶的設(shè)備事故，見(jiàn)圖10、圖11。GYJZⅡ--S型液壓糾偏器巧妙利用皮帶跑偏對(duì)立棍的摩擦，對(duì)液壓缸內(nèi)液壓油進(jìn)行加壓，快速進(jìn)行反向調(diào)整，確保皮帶始終處于中心區(qū)域，避免了頭部、尾部皮帶跑偏造成管帶機(jī)管狀部分成型異常。

圖10 管狀輸送帶尾部GYJZⅡ--S型液壓糾偏器調(diào)整皮帶運(yùn)行

圖11 管狀輸送帶尾部GYJZⅡ--S型液壓糾偏器調(diào)整皮帶運(yùn)行

(5)將EP200 B1200×4(5+3)型皮帶普通更換為GEP200 B1200×4(5+5)，提高皮帶強(qiáng)度以及管狀成型效果[4-5]；

(6)更換皮帶頭部主動(dòng)滾筒，增加皮帶頭部摩擦力，減少由于頭部橫向摩擦力減少造成的皮帶頭部跑偏[4-5]；

(7)皮帶接口采用熱流化技術(shù)代替冷接技術(shù)，提高了皮帶接口強(qiáng)度，避免由于皮帶接口強(qiáng)度不夠造成皮帶跑偏[4-5]；

(8)在皮帶頭部設(shè)置跑偏報(bào)警器，在皮帶有輕微跑偏時(shí)可以通過(guò)調(diào)整PSK專(zhuān)用托輥角度來(lái)調(diào)整，在皮帶跑偏嚴(yán)重時(shí)可以直接停運(yùn)皮帶，避免皮帶出現(xiàn)嚴(yán)重疊帶或者反轉(zhuǎn)故障，見(jiàn)圖12；

圖12 管狀輸送帶頭部防跑偏托輥組

(9)在管狀輸送帶尾部設(shè)置流量調(diào)整擋板(見(jiàn)圖13)并設(shè)定了最大流量限制，避免由于管狀輸送帶尾部給料機(jī)下料不均勻造成皮帶尾部出現(xiàn)鼓包、脹管，也可以通過(guò)流量調(diào)整擋板對(duì)物料進(jìn)行初步整形，使得物料均有進(jìn)入管狀輸送帶；

圖13 管狀輸送帶尾部流量調(diào)節(jié)擋板

(10)新增給料機(jī)與管狀輸送帶之間聯(lián)鎖，在管狀輸送帶停運(yùn)后，第一時(shí)間停運(yùn)給料機(jī)，避免管狀輸送帶不停運(yùn)造成管狀輸送帶尾部大量積料造成漏料，最終導(dǎo)致皮帶過(guò)負(fù)荷以及漏料；

(11)更新受焦站清篦機(jī)，確保進(jìn)入管狀輸送帶的物料粒度≤160 mm，避免大顆粒物料對(duì)PSK托輥運(yùn)行造成不利影響。

(12)在管狀輸送帶上方加蓋雨棚，避免了雨天管狀輸送帶尾部打滑造成皮帶跑偏，見(jiàn)圖14。

圖14 管狀輸送帶全程設(shè)置擋雨棚

4 改造效果

專(zhuān)用PSK托輥及GYJZⅡ--S型液壓糾偏技術(shù)[3]在管狀輸送帶上運(yùn)用后，管狀輸送帶皮帶整體運(yùn)行情況良好，運(yùn)行噪聲小皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)平滑。管帶段的成型托輥架及包管段托輥組更換解決了托輥運(yùn)行過(guò)程中晃動(dòng)變型造成的皮帶跑偏紐轉(zhuǎn)。頭部支撐托輥安裝有效解決了打開(kāi)直線段過(guò)短無(wú)法打開(kāi)皮帶的問(wèn)題。尾部液壓糾偏器安裝后有效地解決了皮帶跑偏無(wú)法調(diào)整的問(wèn)題，進(jìn)一步確保消除了由于跑偏造成皮帶疊帶的事故，詳見(jiàn)圖15～圖17。

圖15 管狀輸送帶改造后的效果圖1

圖16 管狀輸送帶改造后的效果圖2

圖17 管狀輸送帶改造后的效果圖3

從2014年4月至2020年4月，管狀輸送帶未再出現(xiàn)因?yàn)榀B皮帶等造成設(shè)備故障檢修，累計(jì)安全運(yùn)行48000小時(shí)。根據(jù)改造前管狀輸送帶的檢修情況，2013年4月前皮帶嚴(yán)重疊帶14次，皮帶因故障造成皮帶開(kāi)裂磨損更換100 m，皮帶接口重復(fù)開(kāi)裂接駁4次計(jì)算。每年節(jié)約檢修資金40萬(wàn)元，一共節(jié)約檢修資金100萬(wàn)元。

管狀輸送帶故障停運(yùn)需使用汽車(chē)運(yùn)輸焦化(三)石油焦至廠內(nèi)堆場(chǎng)，管狀輸送帶2013年多次發(fā)生疊帶事故，累計(jì)檢修65天，每天800噸石油焦汽車(chē)運(yùn)輸，每年由于管狀輸送帶故障所產(chǎn)生的汽車(chē)運(yùn)輸費(fèi)用41.6萬(wàn)元。管狀輸送帶改造項(xiàng)目實(shí)施后設(shè)備安全平穩(wěn)運(yùn)行，焦化三輸焦率達(dá)到100%，從2014年4月至今節(jié)約汽車(chē)運(yùn)輸發(fā)生的費(fèi)用105萬(wàn)元。

5 結(jié) 論

專(zhuān)用PSK托輥及GYJZⅡ--S型液壓糾偏技術(shù)在管狀輸送帶上的應(yīng)用，每年可以減少因管狀輸送帶皮帶跑偏糾轉(zhuǎn)疊皮帶等造成的設(shè)備故障，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期運(yùn)行，皮帶輸焦率100%，經(jīng)濟(jì)效益良好，在同類(lèi)型管狀輸送帶上可推廣應(yīng)用。