華能龍開口水電工程建設(shè)管理局 云南鶴慶

　　摘要：燕子崖成品骨料輸送系統(tǒng)由一條長6km 轉(zhuǎn)彎帶式輸送機組成，其頭尾高差130 米，輸送機有4 個半徑為1000m 不等圓弧轉(zhuǎn)彎段，承擔(dān)650 萬噸成品砂石骨料轉(zhuǎn)運任務(wù)。本文從長膠系統(tǒng)布置、工藝設(shè)計、設(shè)備選型等方面對長膠帶機進行分析和介紹。

　　關(guān)鍵詞： 龍開口；長膠帶機； 應(yīng)用

　　一、概述

　　龍開口水電站為碾壓砼重力壩，電站裝機180 萬kw，主體工程混凝土總量355 萬m3,燕子崖砂石加工系統(tǒng)承擔(dān)主體工程650 萬噸成品骨料加工任務(wù)，成品骨料轉(zhuǎn)運至壩區(qū)轉(zhuǎn)料堆場由一條6km 長轉(zhuǎn)彎帶式輸送機承擔(dān)。明線段912m，有三條隧洞總長約5097m，其中單段最大洞長2733m，隧道斷面凈空尺寸4.5m×4m。膠帶機橫跨位于兩山之間的中江河峽谷，兩邊坡約70 多度的懸崖，地形險峻，跨越金河村和龍開口村沖溝。建筑物基礎(chǔ)施工、安裝等受各方因素影響，難度較大。

　　二、膠帶機設(shè)計參數(shù)選擇

　　1．輸送機線路及膠帶纏繞形式圖

　　

　　2．輸送帶選擇

　　輸送帶在輸送機中起牽引和承載的作用，該輸送帶運輸650 萬噸骨料，不需更換，接頭采用硫化膠接。根據(jù)計算選擇輸送帶參數(shù)如下：輸送帶型號為ST1600，鋼絲繩芯帶帶寬1200mm，帶質(zhì)量qd=35.5kg/m，帶厚20mm，鋼絲繩直徑為5mm，上、下蓋膠厚度厚度7mm。

　　3．托輥種類及結(jié)構(gòu)

　　托輥的選擇考慮托輥組的承載能力、壽命、載荷的大小、輸送帶的寬度、運行速度、使用條件、輸送機的工作制度、被運送物料、軸承壽命、維修等因素有關(guān)。該機的托輥種類有：槽形托輥、平行（或V）托輥、緩沖托輥、調(diào)心托輥。

　　4．驅(qū)動裝置

　　驅(qū)動裝置由電動機、液粘軟起動、減速器、柔性聯(lián)軸器等組成。輸送機的心臟和動力源，直接影響整條輸送機的運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、整機壽命及制造和使用成本。

　　5．電機

　　型號為YKK5002-4，功率560KW，冷卻方式空-空冷卻，電壓等級為10kV，防護等級IP54, 絕緣等級F 級。電動機采用箱式結(jié)構(gòu)。

　　6．液體粘性軟啟動

　　型號為YNRQD-560/1500 液體粘性軟起動裝置。電動機能空載起動，減小對電氣和機械的沖擊；能提供可調(diào)的、平滑的、無沖擊的起動力矩；在多電動機驅(qū)動下能實現(xiàn)功率平衡；輸送機過載時能實現(xiàn)自動過載保護；正常運行時傳動效率高可達到100%；能實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速靈敏度高，以滿足不同的工作需要。

　　7．減速機

　　驅(qū)動裝置的減速器是采用SEW 平行軸減速器，該減速器自帶風(fēng)扇。具有傳動效率高，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，體積小，重量輕，使用壽命長，承載能力高等特點。型號為M3PSF90，高速軸輸入轉(zhuǎn)速1500r/min，額定功率為1121kW，傳動比i 為20，許用熱容量PG1。

　　8．制動裝置

　　帶式輸送機的滿載停車是其制動最困難的工況，如果制動時停車減速過大會帶來膠帶的動態(tài)振動問題，引起膠帶局部張力過高或過低，可能會造成斷帶、局部膠帶下垂撒料等事故的發(fā)生。制動器選擇自冷盤式可控制動裝置，型號為KZP-Ф1200/2×100 兩臺，單臺最大制動力矩59kN·m，機頭機尾各布置一臺，對輸送機進行可控制動。

　　三、轉(zhuǎn)彎段參數(shù)選擇

　　1．轉(zhuǎn)彎段結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)彎半徑

　　帶式輸送機轉(zhuǎn)彎是通過轉(zhuǎn)彎段的輸送帶內(nèi)曲線抬高和將托輥傾斜安裝，使輸送機的轉(zhuǎn)彎段在運行時通過托輥產(chǎn)生向外的推力，克服輸送帶轉(zhuǎn)彎時由于張力產(chǎn)生的內(nèi)移力，保證輸送帶轉(zhuǎn)彎時正常運行。

　

　　2．轉(zhuǎn)彎段托輥結(jié)構(gòu)

　　利用膠帶輸送機柔性帶面的運行原理，實現(xiàn)平面與空間的角度變化。利用帶面與驅(qū)動滾筒的之間的摩擦原理，實現(xiàn)膠帶機的運動與角度變化控制。該膠帶機最大轉(zhuǎn)彎角度45.26°。根據(jù)膠帶受力不同，選用ＡＢ段結(jié)構(gòu)、BC 段結(jié)構(gòu)、CD段結(jié)構(gòu)三種。

　　3．拉緊裝置選擇

　　選用重錘拉緊，保證輸送帶有足夠的張力，避免輸送帶在托輥間因過分松弛引起撒料和增加運動阻力，防止打滑并保證輸送帶各點的張力使輸送帶正常傳動。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、維護量小，但對地形和空間有一定要求。在距膠帶機頭部200m 處有一沖溝，該位置正處于D 段弧線處。拉緊裝置在弧線段張拉，在膠帶機行業(yè)中尚屬首例，因為弧線段張拉容易使該段膠帶跑偏，且拉緊裝置2 個改向滾筒受力不均影響其使用壽命。在安裝使用中，采用增加導(dǎo)向滾筒的方法，迫使膠帶在拉緊處前后5m 內(nèi)由弧線運行平穩(wěn)過渡到直線運行，經(jīng)證明使用效果良好，裝置拉緊力190KN，拉緊行程20m。

　　4．電氣控制系統(tǒng)

　　在中央控制室通過PLC 和計算機控制系統(tǒng)實現(xiàn)設(shè)備自動運轉(zhuǎn)操作?？刂葡到y(tǒng)具備主要故障的檢測和保護功能，可實現(xiàn)機旁無人操作。具有各種主狀態(tài)參數(shù)顯示功能，方便故障分析。配置了膠帶機跑偏、打滑及緊急停車開關(guān)等附屬裝置，主要控制內(nèi)容有精確測定輸送機速度、檢測計算機閉環(huán)控制狀態(tài)；實現(xiàn)打滑保護，超速保護；輸送機各種工況下的起動、停車自動控制，實現(xiàn)各種保護和報警。

　　5．配供的輔助設(shè)備

　　隧道通風(fēng)采用軸流風(fēng)機送風(fēng)，風(fēng)機布置100 米1 臺。沿線和隧峒內(nèi)照明采用防水防塵防腐80W 熒光燈照明，布置間距20 米。沿線采用輸送機專用聲光系統(tǒng)；配消防供水管道，每50 米設(shè)一處減壓閥和接頭。

　　四、空載、重載調(diào)試運行及其效果

　　1. 如果起動時間過短，起動加速度過快時，輸送帶的速度和張力出現(xiàn)負值,作為撓性體的輸送帶承受壓力會產(chǎn)生過大的撓度,是不允許的。采用軟起動裝置時，起動加速度從零開始增加，當(dāng)起動時間達到一定時，起動的張力大大減小，輸送機平穩(wěn)起動。調(diào)試嚴(yán)格按調(diào)試大綱進行單機、多機、空載及重載的調(diào)試與試運行，重負荷調(diào)試按20%、50%、80%、滿負荷進行加載，在各種負荷下試運轉(zhuǎn)的連續(xù)運行時間不少于8 小時。

　　2. 調(diào)試前，對減速器、制動器、驅(qū)動裝置、電氣信號、電氣控制保護、絕緣裝置等需進行啟動前檢查。在調(diào)試過程中對軸承溫度、液壓油溫、輸送帶速度、減速器溫度處于正常狀態(tài)。

　　3.輸送機直線段和轉(zhuǎn)彎段跑偏值應(yīng)在國家標(biāo)準(zhǔn)的要求范圍內(nèi)；現(xiàn)場起動時間在40～300 秒范圍內(nèi)調(diào)整，一般采用90S～150S 正弦加速度起動模式。

　　4.一小時內(nèi)可滿載起動10 次，等間隔6 分鐘一次；與前后膠帶機設(shè)備實現(xiàn)聯(lián)鎖控制。

　　5.具有沿線停車、打滑、跑偏、防撕裂、超溫、灑水、煙霧等保護功能和保護顯示；要求沿線停車、跑偏每100 米對應(yīng)故障點顯示，便于查找故障。

　　6.空載、重載調(diào)試結(jié)果，輸送量超過設(shè)計要求的2500t/h，整個機系統(tǒng)一次性調(diào)試成功。系統(tǒng)建成后已運行8400 小時，輸送成品砂石骨料達650 萬噸，最大輸送量2983t/h。設(shè)備運行于良好的工作狀態(tài)。

　　7. 在長膠帶機機頭部分，設(shè)置壩區(qū)轉(zhuǎn)料倉容積有21 萬m3，僅料倉活容積可滿足高峰期混凝土澆筑17 天的骨料需求量，較大的庫容量可保證長距離膠帶機有足夠的檢修、保養(yǎng)時間和障處理時間，除了日常的設(shè)備保養(yǎng)未出現(xiàn)過故障停機。

　　五、結(jié)束語

　　長膠帶機運輸成品骨料，具有輸送能力高、運輸量大、節(jié)能環(huán)保、較汽車運輸費用低，目前技術(shù)較成熟，在水電系統(tǒng)正在逐步應(yīng)用，如龍灘、向家壩水電站長距離帶式輸送機都獲得了成功。龍開口水電站長距離膠帶機共運輸了650 萬噸成品砂石骨料，從經(jīng)濟對比上來看，膠帶機運輸單價0.332 元／t.km，運輸總價約1596 萬元；自卸汽車運輸距離18.3km，運輸單價1.55 元／t.km；運輸總價達到約22692 萬元。還有道路保通養(yǎng)護費用按7800 元/km.月。該膠帶機輸送系統(tǒng)設(shè)備購置安裝費約4500 萬元，相比之下取得了非常好的經(jīng)濟效果。

　　砂石骨料生產(chǎn)和石料場開挖及無用料剝離運輸占水電站工程運輸量70%以上，合理的運輸方案對工程的造價和環(huán)保有重要意義。長期以來，水電站運輸采用公路方案較多，由于西部水電站基本上都是采用人工砂石骨料，料場地形條件多為高邊坡，巖體卸荷變形較重、裂隙發(fā)育，地質(zhì)條件復(fù)雜。往往形成公路汽車運輸?shù)脑靸r極高，安全風(fēng)險大。成品料部分運輸采用“長膠帶機運輸”的方式，獲得了明顯的經(jīng)濟和社會效益，由于長距離輸送膠帶機對周圍環(huán)境影響小，節(jié)能，運輸?shù)慕?jīng)濟型優(yōu)勢明顯，將會進一步的推廣應(yīng)用。

　　參考文獻：

　　[1]譚建平水利水電工程砂石系統(tǒng)設(shè)計導(dǎo)則（DL T5098-1999）

　　[2]呂樟順關(guān)于人工砂石加工系統(tǒng)工藝設(shè)計的若干個問題（《水利發(fā)電》1980年3 期）

　　[3]汪大彬、楊志帆人工砂石骨料最優(yōu)設(shè)計方案的選擇（《水力發(fā)電》1985年02 期）

　　[4]李寧環(huán)簡述人工骨料加工系統(tǒng)設(shè)備的選型（《中國電力》（技術(shù)版）2009年第6 期）

　　作者簡介：唐國宏（1975-），男，工程師，大學(xué)本科，主要從事水利水電工程建設(shè)管理等工作，在碾壓混凝土壩，面板堆石壩、水工泄洪建物、各類公路施工及混凝土及砂石加工系統(tǒng)設(shè)計與施工等方面有較富的管理經(jīng)驗。

　　江政德（1977-）男，工程師，大學(xué)本科，主要從事水利水電工程建設(shè)管理等工作，對地下廠房施工有豐富的經(jīng)驗。

　　楊赟明（1985-）男，助理工程師，大學(xué)本科，主要從事水利水電工程建設(shè)管理等工作。