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环保型高速大管径大容量管带机的工程应用与研究

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成果主要完成人

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项目概况

(1)任务来

神华江西国华九江煤炭储备(中转)发电一体化一期工程建设规模按2×1000MW机组规划,本期工程建设第一个运煤单元。为响应党中央“绿水青山便是金山银山,保护性开发长江的”的号召,本项目以“打造长江沿岸现代工业艺术品,运煤系统将在保电厂安全可靠运行的前提下,突出体现优化创新、节能降耗、减少污染物排放、指标先进、电厂全寿命期内经济最优

码头至电厂的进厂带式输送机按双路设计(本期建1路,预留1路),电厂至码头的出厂带式输送机按单路设计。双路进厂的1号AB管状带式输送机设计(本期建设1号B,预留1号A)规格为管径D=600mm,带宽B=2250mm,带速V=5.6m/s,额定出力Q=3200t/h,最大出力3840t/h

(2)技术原理和应用领

管状带式输送机是由JPC 公司于1964 年提出、70 年代末投入商业运行的一种新型散状物料输送设备。该设备由呈六边形布置的托辊强制胶带裹成边缘互相搭接成“O”型的圆管状,物料在输送过程中处于封闭状态。所输送的典型物料有矿石、煤、焦炭、石灰石、碎石、页岩和冲积土等。具有密封环保性好、输送线可沿空间曲线灵活布置、输送倾角大,复杂地形条件下单机运输距离长等特点,同时与普通带式输送机比较还具有建设成本低、安装维护方便、使用可靠等优点。管状带式输送机在火力发电厂输煤系统中已得到广泛使用。目前已有20 多个电厂的管状带式输送机投入运行。主要用于长距离输煤和输灰系统

(3)主要技术创新

国华九江电厂一期工作2×1000MW机组工程中采用的管状带式输送机已在2017年10月份投产,经过二年多的运行检验,1B管状带式输送机运行情况稳定良好,节能降耗、环保性能优良,充分验证1B管带机中相关创新技术的安全可靠性。主要创新成果如下

1)、DG型600mm管径圆管带式输送机,集合多项技术,国内首次达到以下运行参数:管径600mm,带速5.6m/s,输送机距离1549.288m,输送量3840t/h,最大输送体积4518m3,;为国内投运的管状带式输送机中最大管径之一,运行带速最高,体积输送量最大

为实现以上运行参数,综合重点开发采用以下技术:大管径高带速管状带式输送机动态仿真技术;管状带式输送机构桁架首次采用整体PSK板结构技术;首次开发采用多重防胀管设计,采用新型精准限流装置及电子胀管保护装置。首次采用新型专利新型回程胶带支撑装置、大管径成管段回程顶带装置、新型稳带装置等技术;采用全智能化自动控制系统

2)、国内首次完成600mm管径钢绳芯管状带的研究、设计和制造应用;创新点一, 600mm钢丝绳芯成管性和横向刚性设计,依据使用现场条件的曲率半径和管径,设计管状带的结构和横向刚性值。来保证运行过程中阻力小,成管性好。带的横向刚性值与设计横向刚性值偏差不得超过10%,确保了产品生产与设计的稳定性要求,保证了产品的质量。创新点二是配方设计上通过提高胶料的渗透性,使橡胶良好的渗入到钢丝的间隙中,来提高橡胶与钢丝绳的动态黏合强度及钢丝绳芯管状带反复疲劳后的粘合强度保持率,延长其使用寿命。创新点三是增加了覆盖层橡胶的耐紫外老化,紫外老化因影响输送带使用寿命的重要因素,我们覆盖层橡胶配方设计上进行考虑,设计出耐紫外老化的覆盖层橡胶,便于输送带适合强紫外线的工作环境

3)、管带机首次在超高带速(5.6m/s)、大管径(600mm)管状带式输送机采用多重型输送机环保技术集成,实现输运全过程绿色环保(常规管带机仅在成管段绿色环保,设备头尾部及展开段环保性能无优势);各项环保技术如下:在管带机大管径、最高带速首次成功采用新型皮带回程高效清扫系统及高速清扫器,首次采用稳定装置技术,同时结合展开段挡风墙设计、IFT落煤管、无动力抑尘导料槽、干雾抑尘等多项技术集合,采用滚动摩擦系数最低的托辊(托辊有着高度同质、低阻尼系数),设计增加防雨罩,最终实现过国内最高带速、最大管径、最大体积输送机量的前提下,实现本质环保

(4)性能指标及与国内外同类技术比较

1)、DG型600mm管径圆管带式输送机,管径600mm,带速5.6m/s,输送机距离1549.288m,输送量3840t/h,最大输送体积4518m3,;为国内投运的管状带式输送机中最大管径之一,运行带速最高,体积输送量最大;以上参数,在国外也未发现与之相同或更高参数之同类型设备

2)、国内首次完成600mm管径高带速钢绳芯管状带的研究、设计和制造应用为国内首次设计、制造应用

3)、新型皮带回程高效模组式清扫箱为国内外首次对在超高带速(5.6m/s)、大管径管(600mm管径)状带式输送机采用上成功应用

(5)对促进行业科技进步的作用和意义

1)、该项目使用的圆管带式输送机是投产之初国内同类型产品中带速最大、输送量最大、输送距离最长的产品。该产品确定了600mm管径钢绳芯胶带的刚度值和成槽性指标,解决了大管径展开段回程胶带支撑、防胶带防胀管、PSK板结构、输煤系统皮带清扫及托辊布置等技术难题,最终实现了各项目技术指标。本项目首次实现国内5.6s/m、600mm管径的运行,为国内大管径管带机向更高速运行指标打下良好基础,提供可以借鉴的实践。首次实现限流系统多级精准限流及胀管保护,为安全、稳定的变频运行提供坚实的技术保障

2)、首次实现600mm管径钢丝绳带芯管状带的国内设计制造,开创国内600mm管径钢丝绳带芯管状带国内设计制造的先河,为600mm大管径、超长距离的管状带设计制造奠定坚实基础。600mm管径钢丝绳国产化,降低对外技术依赖,使管状带的成本降低到国外产品的25%以内。每米胶带将节约外汇支出6000元人民币以上;使大管径、长距离管带机的造价大幅度降低,更加具备推广应用的价值

3)、首次实现5.6s/m、600mm管带的回程高效水清洗,首次采用稳带装置技术,同时结合高速清扫器、挡风墙设计、IFT技术、无动力抑尘导料槽、干雾抑尘技术等多项技术集合,比对后采用滚动摩擦系数最低的托辊(降低运行能耗,显著降低运行噪音),设计增加防雨罩,最终实现过国内最高带速、最大管径、最大体积输送机量的前提下,实现绿色环保。为同类型设备的清洁环保提供良好的借鉴

(6)应用情况,或推广应用的范围、条件和前景

大管径、大流量、高带速、绿色环保管带机在国内长距离复杂地形物料输送拥有着良好的广阔的前景,国华九江电厂一期工程1B管带机的成功运行,为保护性开发长江做出探索,为管状带式输送机向更高带速、高大管径、节能环保奠定了较为坚实的基础