大倾角下运曲线胶带机系统在水泥生产线中的应用

水泥 2013-03-13

近几年，大倾角曲线胶带机在国内煤矿企业多有应用，但多为上运曲线胶带机，而水泥企业使用大倾角下运曲线胶带机系统尚属首例。

　　北川中联水泥有限公司4800t/d水泥熟料生产线是由南京水泥设计院设计，由南京凯盛水泥技术工程有限公司安装，该生产线的石灰石从矿山输送至厂区，其破碎平台标高1100米，而料仓顶部标高808.5米，落差为291.5米，一般的长皮带输送机根本无法实现如此大倾角石灰石的输送。为此，北川中联水泥有限公司根据设计部门的技术要求，选用了华电重工装备有限公司生产的大倾角下运曲线胶带机系统，很好的实现了该生产线矿山石灰石的输送，同时该系统充分利用了石灰石近300米落差的势能，节能发电，效果显着。下面笔者就大倾角曲线胶带机的使用情况着重做一介绍。
　　1 大倾角下运曲线胶带机系统简介    近几年，大倾角曲线胶带机在国内煤矿企业多有应用，但多为上运曲线胶带机，而水泥企业使用大倾角下运曲线胶带机系统尚属首例。
　　北川中联4800t/d水泥熟料生产线的矿山石灰石皮带机入料端在1100米高处，而输送机终点是厂区石灰石缓冲仓，标高为808.5米，运料胶带机沿线为农田、树林、山丘等，并多次跨越公路。系统中胶带机带宽是1000mm，长度水平投影为700.3米，输送能力为900吨/小时，输送的石灰石粒度≤75mm，带速3.3米/秒，胶带强度是ST3150(GB/T9770-2001)。
　　该系统使用以来，很好的解决了石灰石平稳输送及预防下滑的问题，同时系统满足连续
　　运行和间断运行两种方式。该系统满足正常生产需平均每日连续运行时间约14h。该胶带机采用反馈发电制动，反馈发电功率约为600kw，并能安全输送到水泥生产线10KV高压母排上，实现了很好的节能效果。
　　2 大倾角下运曲线胶带机系统的基本结构及其液粘软起动装置工作原理 2.1 大倾角下运曲线胶带机的基本结构
　　大倾角下运曲线胶带机系统的本体部件包括输送带、托辊组、滚筒组和轴承座、驱动装置、张紧装置、输送带清扫装置、头部漏斗、导料槽、液压盘式制动器等。其中驱动装置包括10KV
　　高压电机（功率为800KW）、减速机、联轴器、液粘软起动装置、驱动装置底座等，如图1所示。
　　关于大倾角下运曲线胶带机系统中的胶带机部分，如今已普遍运用在建材、煤炭、钢铁等各行业，这里不再赘述。我们使用的大倾角曲线胶带机系统中，液粘软起动装置选用了山东科技大学研发的产品，下面就系统中液粘软起动装置工作原理及其优良性能，阐述一二。
　　2.2 液粘软起动装置的工作原理         液粘技术是国际上新近发展的新技术，液体粘性传动是利用液体的粘性或油膜剪切作
　　用来传递动力的，简称液粘传动（也称油膜切剪传动）。它是继液压、液力之后第三种以液体
　　为工作介质的传动技术，在基本概念和工作原理上与前两者都有着本质上的不同，并且在传      动性能上具有多方面优良的工作性能，主要特点表现在：
　　（1）在传动性能上，液体粘性传动可无级调节所传递的转矩和输出转速，并且调速的范围大，灵敏度高；传动性能不受主动轴旋转方向的影响；可以实现无转速差的同步传动，理论上传动效率可达100%。
　　（2）在传热性能上，液体粘性传动中相对运动的传动件之间存在一层完整的油膜，没有相互间的直接接触与摩擦；功率损耗发生在油膜里，所产生的热量使油膜发热，通过油液强迫流动，实现了直接冷却。
　　（3）液体粘性传动的控制性能，属于机液复合系统，易于实现转速调节的遥控和自动控制性能；采用闭环控制时，转速的稳定性高。
　　(4）使用性能上，噪声小，易于维护且费用低；由于油膜的存在，特征传动件无磨损或磨损很小，可以在有转速差的状态下长期工作，加之冷却散热条件好，使用寿命较长。
　　2.3 系统中液粘软起动装置的性能     该系统中的液粘软起动装置是由山东科技大学在液粘技术的基础上，开发研制的一种新型
　　机电液流体可控软起动装置，它适用于矿山机械的起动、调速、停车、制动等工况，特别适用于大倾角下运曲线胶带机的可控软起动及正常运行中的多电机功率平衡和可控制动。该装置是利用
　　液体的粘性即油膜剪切力来传递转矩的，其控制系统与系统PLC控制联锁，以便系统实现加减速度可控、各驱动装置之间的功率平衡。
　　针对北川中联4800t/d水泥熟料生产线的矿山石灰石皮带机，从入料端至输送机终点，整个落差为291.5米，运料胶带机沿线为农田、树林、山丘等，并多次跨越公路，整个皮带机高低起伏，其运行状况极为复杂。为了使该石灰石皮带机正常、平稳且安全运行，系统中使用了高性能的液粘软起动装置。液粘软起动装置的优良性能如下：
　　（1）机液电闭环控制，可实现平稳制动：采用机—液电—闭环控制，即由电控系统自动检测胶带机的减速度，并给出相应的电流信号，经电液比例阀后输出液压信号作用于制动器的活塞上，通过膜厚来控制制动扭矩，从而在不同载荷下实现匀减速度的平稳制动；
　　（2）制动油液强迫流动，可实现可靠散热：该装置中的制动油液，能够在一定流量下强迫流动，可将循环油液将制动产生的热量及时带走，经冷却后重复使用，这样可以确保液粘制动器壳体表面的温度≤120℃，从而满足其长时间连续运行；
　　（3）机液配合，可自动实现事故停电制动：事故停电时，系统中的油泵和电控系统将失去作用。然而液粘制动器内设置有碟簧，一旦活塞上控制油压降为零，蝶簧便会自动将摩擦片压合，并保持预定的压合力使主机可靠制动。
　　该液粘软起动装置的优良性能，使整个系统运行平稳，运行以来没有出现一次打滑、断带、飞车等事故。 3 大倾角下运曲线胶带机系统的保护及可靠性
　　大倾角下运曲线胶带机系统除使用了技术先进、性能安全可靠的液粘软起动装置外，同时与液粘软起动装置一起，还采用了如下检测、保护及其他功能，使系统更加安全可靠：
　　(1)胶带打滑检测； (2)机头卸料处堆料保护； (3)胶带纵向撕裂保护； (4)胶带沿线二级跑偏保护(能识别沿线跑偏的具体位置，分报警和停机两级保护)；
　　(5)胶带沿线拉绳急停保护(能识别沿线拉绳急停开关的具体位置)； (6)电机三相绕组温度、轴承检测及温度保护； (7)传动滚筒两端轴承温度监测；
　　(8)具有带式输送机运行、停机时间，故障类型和时间的显示、储存、查询功能； (9)具有带式输送机电机电流的检测、图形显示、数据储存、查询功能；
　　(10)具有胶带运行速度的检测，超速制动功能。 4系统的反馈发电性能
　　大倾角下运曲线胶带机系统满足了4800t/d水泥熟料生产线石灰石的正常供应，其平均每日连续运行时间约为14h。每日几千吨的石灰石，从近300米的高处源源不断的运送下来，大量的势能浪费掉确实可惜，为此，我们通过高压电机制动发电的功能，通过高压电机的驱动电缆，将电机发出的电能发送至10KV高压母排。通过高压柜上计量表的数据，可统计出每天通过胶带机反馈发电量约为7100kwh，如此计算，年发电量约为2591500kwh。按0.65元/kwh计，每年仅节约电费一项就高达168万元。该系统虽然前期一次性投资较高，但生产过程中很好的实现了节能降耗的目的，为石灰石的生产降低了大量成本。
　　5 结束语
　　大倾角下运曲线胶带机系统，操作简便，维护费用较低，在北川中联水泥有限公司4800t/d水泥熟料生产线投产使用至今，设备运行平稳可靠，节能效果显着，值得在矿山石灰石落差较大的水泥生产线上推广使用。
　　参考文献： [1] 刘桦，王农。液粘技术在煤矿机械中的应用研究 [J]。中国煤炭，2001，27（6） [2]
　　魏宸官，赵家象。液体粘性传动技术[M]。国防工业出版社，1996。

编辑：王中倩

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