熊晨曦,楊建國

(中國五環(huán)工程有限公司,湖北 武漢 430223)

在化工粉體工程固體物料儲運系統(tǒng)中,經(jīng)常使用卸料車和可逆配倉帶式輸送機等移動設(shè)備。這些移動設(shè)備需采用移動供電裝置取得電源,常見移動供電裝置分為軟電纜供電裝置和硬滑觸線供電裝置兩大類別[1]。軟電纜供電裝置的應(yīng)用始于20世紀(jì)60～70年代,其后在結(jié)構(gòu)、形式上有較大變化;硬滑觸線供電裝置的應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代,從最早仿制國外產(chǎn)品,到制定一系列制造、安裝、檢驗國家標(biāo)準(zhǔn),硬滑觸線供電裝置已經(jīng)在各個行業(yè)應(yīng)用[2]。

近年來,隨著移動供電技術(shù)、材料、成型工藝等的發(fā)展,以及應(yīng)用范圍的拓展,一種新型的移動供電裝置——電纜拖鏈系統(tǒng)出現(xiàn)在電力、港口、汽車等行業(yè)中,如用于港口設(shè)備大車行走供電、各種建筑物中起重設(shè)備大車行走供電、機械加工廠中各種移動設(shè)備供電等。

中國五環(huán)工程有限公司(以下簡稱中國五環(huán))在印尼有兩個磷酸總承包項目,在固體原料(磷礦石、硫磺)及中間產(chǎn)品(濕磷石膏和造粒石膏)的儲運系統(tǒng)中共有5條帶移動卸料車的帶式輸送機,均采用電纜拖鏈系統(tǒng)對移動卸料車進行供電。截至目前,電纜拖鏈系統(tǒng)已經(jīng)無故障平穩(wěn)運行多年,得到業(yè)主的認可。

1 電纜拖鏈系統(tǒng)

電纜拖鏈系統(tǒng)由拖鏈、導(dǎo)軌、滑軌、導(dǎo)槽、支架、牽引架、浮動頭等部件組成,有密封式、敞開式、立式、側(cè)開式、架空式等結(jié)構(gòu)型式(見圖1)。主體結(jié)構(gòu)采用特殊工程塑料材料,構(gòu)件鏈條配有隔片、橫桿、牽引端和固定端等附件,能實現(xiàn)供電電纜、控制電纜或其他傳輸介質(zhì)管等,有規(guī)律地擺放在具有特殊結(jié)構(gòu)的鏈條內(nèi)部,并整體放置在帶導(dǎo)軌的特殊滑槽上。電纜拖鏈系統(tǒng)的端頭(固定端)固定在設(shè)備行程中間段,另一端(牽引端)固定在移動設(shè)備上,使各供電電纜、控制電纜或其他傳輸介質(zhì)管隨設(shè)備同步移動。供電電纜、控制電纜或其他傳輸介質(zhì)管的引出端置于移動設(shè)備整個行程的中間段;當(dāng)牽引端位于進線端左側(cè)時,電纜或其他傳輸介質(zhì)管隨著拖鏈在導(dǎo)軌上移動;當(dāng)牽引端位于電纜進線端右側(cè)時,電纜或其他傳輸介質(zhì)管隨著拖鏈在拖鏈上移動。電纜拖鏈系統(tǒng)的長度為行程的1/2加上一定安全裕量,安全裕量一般取3～5 m。

2 傳統(tǒng)移動供電裝置

2.1 軟電纜供電裝置

軟電纜供電裝置中軟電纜的傳遞多采用電纜小車或電纜卷筒,這兩種方式都能在滿足動力傳遞的基礎(chǔ)上,有較高的安全防護等級,能適應(yīng)380～1 000 V及以上電壓環(huán)境。

但是軟電纜供電裝置在使用過程中,也有一些局限性:①軟電纜供電裝置的電纜小車或電纜卷筒只能做直線往復(fù)運動,限制其供電的行動軌跡;②供電電纜在電纜小車或電纜卷筒中盤繞,增大了供電過程中電纜的電容阻礙(容抗)和電感阻礙(感抗),降低了電纜散熱效率,加快電纜絕緣層的老化率;③供電電纜的長度一般要求大于總行程的1.2倍,使得供電電纜在工作中處于張力或在曲撓中,極大地縮減電纜了的使用壽命。

2.2 硬滑觸線供電裝置

硬滑觸線供電裝置已在我國使用多年,該供電裝置有易于安裝、受運動路線、功率傳遞的限制小、操作成本較低等優(yōu)點。目前多采用的防護式(導(dǎo)管式、導(dǎo)線式)滑觸線,具有運行性能好、電接觸壓力穩(wěn)定、安裝簡便、安全防護可靠的特點。

在實際應(yīng)用中,硬滑觸線供電裝置故障率較軟電纜供電裝置高,需要經(jīng)常維護,運行中其主要缺點在于:①需選擇安裝具有較高安全要求的滑觸線支架以及截面較復(fù)雜的型鋼導(dǎo)軌;②為滿足供電的載流量或電壓要求,需配備銅母線或銅芯導(dǎo)線等作為供電輔助線;③易發(fā)生接觸不好、供電不暢等現(xiàn)象,尤其是當(dāng)導(dǎo)電軌各個接頭稍有不平或變形,會使滑塊運行不暢,甚至導(dǎo)致滑塊從導(dǎo)電軌上跌落造成供電中斷;④在滑動過程中,易產(chǎn)生電火花。

3 電纜拖鏈供電裝置

與上述兩種供電裝置相比,電纜拖鏈供電裝置有著較為明顯的優(yōu)勢:①電纜拖鏈系統(tǒng)不需要施加額外動力,也無輔助結(jié)構(gòu)的需求;②電纜拖鏈材料多采用特殊的工程塑料,具有很好的韌性和耐性,能承受高強度沖擊,能很好適應(yīng)環(huán)境中的粉塵或帶腐蝕性物料的工作環(huán)境;③供電電纜在拖鏈內(nèi)部排列均勻,不會出現(xiàn)因電纜纏繞而導(dǎo)致的拉斷、磨損等問題;④若供電設(shè)備需設(shè)置噴霧降塵系統(tǒng),給系統(tǒng)供水的水管可與電纜一并布置在同一條拖鏈中;⑤能較好地匹配移動設(shè)備的速度,對于短行程結(jié)構(gòu),電纜拖鏈系統(tǒng)和設(shè)備的移動速度高達600 m/min,對于長行程結(jié)構(gòu),可高達300 m/min;⑥能適應(yīng)較長的移動距離,目前電纜拖鏈系統(tǒng)的最大行程可達800 m;⑦電纜拖鏈系統(tǒng)基本上模塊化供貨,其安裝極為簡便、維護性低,拖鏈安裝或打開維護基本上僅需要少量專用工具進行;⑧一般電纜拖鏈的長度為行程的1/2加上一定安全裕量即可,相對前述的兩種供電裝置,可以節(jié)省近一半的電纜長度;⑨電纜拖纜系統(tǒng)允許應(yīng)用多根電纜,特別是動力和控制電纜一起移動,利于移動設(shè)備上的控制、報警等信號傳送到配電室或控制室。

3.1 電纜拖鏈裝置應(yīng)用說明

受拖鏈及電纜材料、成型工藝等因素限制,初期的電纜拖鏈主要應(yīng)用在短行程的移動設(shè)備上,如設(shè)備加工廠中數(shù)控機床、自動化生產(chǎn)線等各類機床、機器人、裝卸機械及其他驅(qū)動控制,作為供電電纜、控制電纜或其他傳輸介質(zhì)管的防護裝置[3]。電纜拖鏈一般在導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向槽中和移動設(shè)備一起移動,實現(xiàn)對安裝在拖鏈內(nèi)的電線、電纜、液氣軟管的安全保護和導(dǎo)向,能較大延長這些電纜和軟管的使用壽命。

近年來,隨著移動供電技術(shù)的發(fā)展,電纜拖鏈系統(tǒng)在電力、港口、汽車等行業(yè)廣泛應(yīng)用,其適用距離也不斷增長,目前最大行程可達800 m。電纜拖鏈系統(tǒng)在化工行業(yè)中也逐漸開始得到推廣和應(yīng)用,應(yīng)用范圍主要包括:① 應(yīng)用于化工港口/碼頭裝卸設(shè)備的大車行走機構(gòu)供電、供水,裝卸設(shè)備中抓斗小車機構(gòu)供電,帶伸縮頭部驅(qū)動設(shè)備供電等;②應(yīng)用于原燃料堆場中斗輪堆取料機、耙料機等設(shè)備大車行走機構(gòu)供電、供水以及回轉(zhuǎn)機構(gòu)驅(qū)動的供電、供水等;③ 應(yīng)用于生產(chǎn)廠房中橋式/門式起重機整機行走機構(gòu)的供電、移動小車運行機構(gòu)供電等;④應(yīng)用于污水處理等裝置中移動設(shè)備供電系統(tǒng)等。電纜拖鏈裝置的應(yīng)用見圖2。

圖2 電纜拖鏈裝置的應(yīng)用

3.2 在帶式輸送機移動卸料車上的應(yīng)用

中國五環(huán)在印尼的兩個磷酸總承包項目中,固體原料(磷礦石、硫磺)及中間產(chǎn)品(濕磷石膏和造粒石膏)的儲運系統(tǒng)中共有5條帶移動卸料車的帶式輸送機,均采用電纜拖鏈系統(tǒng)對移動卸料車進行供電。電纜拖鏈的行程為120～200 m,選用的是國內(nèi)某品牌的輪式拖鏈。

所有移動卸料車的動力電纜以及安裝在卸料車上倉庫料位測量的料位儀控制電纜均布置在電纜拖鏈導(dǎo)槽中,在后期運行中,業(yè)主已經(jīng)完成自行改造,將輸送硫磺的卸料車上噴霧系統(tǒng)的供水軟管放入到拖鏈導(dǎo)槽中。電纜拖鏈在帶式輸送機卸料車上的應(yīng)用見圖3。

圖3 電纜拖鏈在帶式輸送機卸料車上的應(yīng)用

4 結(jié)語

(1)中國五環(huán)在兩個印尼項目中使用的5套電纜拖鏈系統(tǒng)至今已經(jīng)無故障運行了多年時間,為化工行業(yè)中拖鏈系統(tǒng)的成功應(yīng)用提供范例。

(2)基于傳統(tǒng)移動供電裝置的優(yōu)勢,以及電纜拖鏈系統(tǒng)進一步的模塊化、集成化、國產(chǎn)化,電纜拖鏈系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于在化工、電力、港口、汽車等行業(yè),并給整個市場帶來極大的經(jīng)濟效益。

(3)隨著移動供電技術(shù)的發(fā)展,電纜拖鏈系統(tǒng)的應(yīng)用范圍不斷拓展;電纜拖鏈系統(tǒng)在各行業(yè)中進一步的應(yīng)用,還需要各行業(yè)工程技術(shù)人員與產(chǎn)品研發(fā)人員在實際項目中不斷推廣。