火力发电厂输煤皮带损伤与维护分析

火力发电厂输煤皮带损伤与维护分析

赵旭

神华国华寿光发电有限责任公司 山东省寿光市 262714

摘要：作为火力发电厂，输煤皮带是煤炭输送至锅炉燃烧的关键机械设备，对于煤炭供输起到了非常重要的作用。在现实生产过程中，由于输煤皮带长期处于运转状态，加之煤质等其他多种原因，极易产生输煤皮带损伤的现象，从而影响到电厂的日常生产经营。因而，应当高度关注输煤皮带的损伤和维护工作，采取行之有效的措施来避免输煤皮带的损伤，加强其维护保养工作，以确保电厂的稳定运行和经济效益。基于此，本文对火力发电厂输煤皮带损伤与维护进行研究，以供参考。

关键词：火力发电厂；输煤皮带；皮带损伤

引言

现如今，皮带运输机是煤矿实现高产高效的必备设备。随着中国变频技术的迅猛发展，煤矿生产系统的设备也渐渐采用变频器实现对设备的控制。井下皮带大巷中的运输机渐渐地由之前的传动效率低的液压连轴传动改为电机驱动，解决了系统在启动时电流冲击大的问题。皮带运输机和线路上各用电设备的正常工作离不开供电设施，所以，线路上供电设备的选择尤为重要。与此同时，皮带的保护也是实现皮带运输机平稳运行的重要一环，要想保证运输机的皮带完整，离不开各个运输环节的保护。

1输煤皮带损伤与维护意义

中国是能源生产与消耗都较为突出的国家，当前煤炭在中国能源结构中占有很大的比例，是中国主要且重要的能源之一。燃料输煤系统设备所发挥的作用是维持机组的有效运行，利用皮带的转动作用可以将优质煤炭运输到原煤仓中进行储存，再将其传到锅炉中燃烧，以维持机组的有效运行。胶带时常产生磨损严重、断带等故障，不仅增加生产成本，还会导致生产运输停滞，甚至引发人员伤害安全事故。因此，对带式输送机使用过程中胶带存在的问题针对性地进行优化改进研究具有一定的意义，必须对输煤皮带进行有效的防护工作。

2输煤皮带出现损伤的主要原因

2.1皮带接头脱胶

皮带接头脱胶情况主要表现为以下几种情形：①输煤皮带本身质量问题导致的接头脱胶。举例来说，输煤皮带布层存在着诸多的褶皱，或是由于多层修补导致输煤皮带存在诸多层次。另外，还会由于老旧皮带翻新，使得输煤皮带存在着数量众多的磨损，从而会影响输煤皮带的正常工作。要有效预防和解决以上问题，就一定要在输煤皮带制作过程中尽量减少褶皱的出现频率，采取科学合理的措施来抹平这些褶皱，在开展硫化交接的过程中，要采取胶片来添补这些褶皱，若添补工作无法达到理想效果，就一定要及时的进行输煤皮带的更换。②硫化粘接过程中也会导致一些问题的出现，其主要原因可以归纳如下：首先，由于硫化器内部加热片损坏而导致诸多问题的出现，要有效预防和解决该问题就必须要求厂家定期进行检查维修；其次，硫化器电源出现接触不良或者电源缺项等现象。此类问题的有效解决方法是定期检查插头，并采取防爆的插头；再次，硫化器的浅水袋板里会有诸多的空气，最为有效的解决方法为紧固硫化器之前先执行泄压工作，在完成紧固时再予以关闭；最后是由于部分老旧输煤皮带有着不平整的表面，在完成硫化的过程中会出现明显的起泡现象，有效的解决方法在于进行硫化前充分的填补输煤皮带磨损的表面，尽可能的保持皮带表面的平整。

2.2胶带跑偏

跑偏的原因可分为设计存在缺陷和外界影响两类。（1）设计缺陷。在安装时或使用过程中，部件发生偏移导致胶带跑偏。同时胶带的接头处也是影响胶带跑偏的关键因素，若接头处的受力不均就会导致胶带出现侧向拉伸发生胶带跑偏。（2）外界影响引起胶带跑偏。主要是落入胶带的原煤与矸石具有一定的动量，且大部分物料的落点会偏移胶带的中心线，导致胶带两侧的摩擦力不同，发生皮带偏移。由于工作面潮湿，湿润的原煤会粘附在托辊和滚筒上，导致其上的胶带张力不一，最终影响胶带的平稳运行。在实际使用中，只有保持胶带的中线与机头、机尾、托架的中线均在同一直线，才不会发生胶带跑偏。

2.3胶带断带

发生断带可归因于胶带自身强度不够和胶带的荷载过大。（1）胶带主要由橡胶覆面和衬垫层组成，胶带表面的橡胶覆面一方面提供摩擦力带动物料移动，另一方面保护内部的衬垫层。当橡胶覆面耐磨性不足或出现老化，运输的物料会损伤内部的衬垫层。当运输物料较多或物料在胶带上堆放不均时，胶带极易由于应力过大而发生断裂。（2）部分胶带由于出厂的硫化质量低，使得衬垫之间连接不充分，导致镶嵌其中的钢丝受力不均，实际使用中只有部分钢丝承受应力而发生断带。

3输煤皮带出现损伤的有效解决措施

3.1安装防撕裂开关

作为输煤皮带上的关键保护设备，防撕裂开关可以在皮带碎裂、破损、交汇部位受损或尖锐物损坏皮带等故障时，这种开关可以为监控人员提供有效地报警讯号或者将输送机的电源切断，从而对输煤系统中出现的皮带撕裂问题进行处理。企业对防撕裂开关的选择、安装位置及形式各不相同，这些因素对防撕裂开关的有效应用造成了严重影响，进而对皮带的正常工作造成了影响。通过对皮带撕裂故障进行研究，最终基于工作原理的角度得出了挡板型非接触式防撕裂开关具有较强的适用性。现阶段，现场已经有2台开关得到了改善，尽管没有产生撕裂事故，但是因其未发生错误动作和维护简便的优点受到了现场工作人员的认可。当挡板型非接触式防撕裂开关安装之后，通过对现场实际状况加以分析得出所采用的接近开关存在较大的缺陷。这种接近开关具有延时性，其内部动作可以延迟3s，在非撕裂撒煤状况下可以及时避免误动的产生，但是若洒煤量较少，接近开关的连通与断开也越来越频繁，没有达到延时时间，也会出现拒动问题。目前，利用磁感应方向接近开关具有较高的有效性，并将挡板的灵敏度提高，在输煤程控中加入延时功能，可以极大避免原接近开关故障的产生。通过分析可以为输煤皮带撕裂控制单元的建造和改善提供有效的参考，以确保输煤系统生产的安全性，降低维修人员的工作压力，减少生产及维护的成本。

3.2采用输煤皮带运行状态的自动检测系统

输煤皮带相对比较长，其运行过程中伴随粉尘、噪音等恶劣环境，人工难以及时发现并处理皮带打滑、跑偏、撕裂和煤层温度异常等故障。因此研发输煤皮带运行状态自动检测系统以提升输煤皮带安全稳定运行的可控、在控、能控的能力水平。为确保输煤皮带运行状态自动检测系统功能的完整性和有效性，运用视觉自动跟踪技术，保持对运行皮带的全覆盖实时检测，安装了悬挂式单轨轨道机器人、长距离自动调平轨道、高清摄像头、红外成像镜头、无线数据传输系统、人体红外感应模块、转速传感器、皮带线速度传感器、温度传感器、接近开关、智能充电装置、智能清洗装置、工控机、服务器和软件系统等。结合视频及红外图像等图像数据，建立皮带智能数据分析判断系统，构建智能巡检、远程控制和就地检查的人机互动体系，初步建立皮带智能检测大数据库，搭建机器学习及大数据分析框架，指导操作控制人员及时准确发现皮带打滑、跑偏、撕裂、煤层温度异常等故障并处理。

3.3供电选择

为了保证皮带运输机的安全、稳定，在选定合适的驱动形式之后，安全、稳定的供电线路也是十分必要的。按照煤矿的相关规定，应对皮带运输机设立“三专”线路，即皮带运输机专用供电变压器、皮带运输机专用供电电缆、皮带运输机专用变电开关，最大程度上保证皮带运输机电气控制系统的稳定性。

3.4优化胶带连接头，降低荷载

原胶带接头采用的是硫化连接，此种连接方式的强度低，极易发生接头断裂或板钉脱落。改进皮带硫化的粘接工艺能够较为有效的避免撕裂的开胶现象的出现，从而确保输煤皮带运行的可靠性。主要的改进工艺可以归纳如下：清理及清洗、硫化、上硫化机、封口、接头合拢、贴胶和刷胶等诸多工艺步骤。需要强调一下主要的硫化工艺：第一步是对上下两板的接线予以充分的接好，并在两侧按照要求插好温度计和自动测温线，接着开展硫化工作，需要重点关注温度和电流的一致性，两板的温差应当控制在10℃之内。当温度还没有上升到80℃时，就必须确保水袋的压力控制在1.2~1.6MPa，当温度达到143℃时，就应当努力确保恒温状态，此时的压力应当控制在1MPa以下，并于适当的时机开展补压工作，在完成补压工作后，立即拔掉打压泵水管，并维持15min的恒温时间。若带式输送机的荷载过大，会导致胶带上的张力增大，胶带长期在过度张紧的状态下工作，会加速胶带龟裂和老化；若带式输送机的荷载过低，胶带与驱动滚筒之间会发生相对摩擦，加速胶带的橡胶覆面磨损。因此，可在保证不打滑的前提下，尽可能降低荷载。经过试验，将带式输送机的荷载减少2t，可避免胶带的过度张紧。

3.5皮带运输机保护措施

供电线路的稳定保证了设备的平稳运行。与此同时，皮带的保护也是实现皮带运输机平稳运行的重要一环，要想保证运输机皮带的完整，离不开各个运输环节的保护。现如今较为常见的保护有：a)运输机设备温度保护。在皮带运输机运转的过程中，皮带与滚筒之间相互摩擦产生大量的热，所以，在运输机的各个关键位置布置一系列的传感器，当皮带机温度超过允许温度时，就报警并停机，以防设备损坏。b)皮带运输速度保护。布置相应线速度与角速度传感器，防止设备速度过低发生打滑事故。c)运输机急停与禁启保护。该保护用于设备发生故障时紧急制动，以及在维修阶段防止设备突然启动发生事故。d)皮带防跑偏保护。布置相应的防跑偏装置，当设备偏离中心线过多时予以及时修正。e)皮带机除尘保护。布置非自动式的喷雾降尘保护装置，防止在煤矿运输巷道这样狭小的空间粉尘浓度过高发生事故，影响井下工人的身体健康。f)皮带运输机堆煤保护。布置相应的传感器监测皮带机各个位置偏离中心线之间的动作摆角，当角度大于预定值时，停止设备保护，让设备平稳运行。

3.6基于长距离轨道机器人运行技术

输煤皮带长度在几十米至数百米不等，上下坡、阻碍物等导致机器人轨道安装比较复杂，轨道的牢固、稳定、粉尘对轨道自身和搭载设备可靠性的影响等是长距离轨道安装重要考虑的因素，根据不同现场情况的勘察、煤炭输线线的作业环境、使用的工具等多方面的考虑既不能影响煤炭输线线检修工作也不能影响现场其它设备的运行，设计人员采用轨道设计安装问题分析表等工具能很好避免设计失误。另外，长轨道对供电要求非常严格，供电对现场危险系数的影响也是考虑的重要因素，因此本方案采用无线电源传输，能预防危险的电源火花导致的爆炸、火灾，从而避免检测系统自身给煤输线带来的风险。

结束语

输煤系统在发电厂中起着举足轻重的作用，没有安全可靠的保证供煤，就不可能保障机、炉、电的稳定运行，因此在输煤系统中，不但要狠抓安全管理，还要从技术上提高安全生产水平，进而保证设备健康运行。

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