華能龍開(kāi)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(zhǎng)6km 轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)組成，其頭尾高差130 米，輸送機(jī)有4 個(gè)半徑為1000m 不等圓弧轉(zhuǎn)彎段，承擔(dān)650 萬(wàn)噸成品砂石骨料轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)。本文從長(zhǎng)膠系統(tǒng)布置、工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備選型等方面對(duì)長(zhǎng)膠帶機(jī)進(jìn)行分析和介紹。

　　關(guān)鍵詞： 龍開(kāi)口；長(zhǎng)膠帶機(jī)； 應(yīng)用

　　一、概述

　　龍開(kāi)口水電站為碾壓砼重力壩，電站裝機(jī)180 萬(wàn)kw，主體工程混凝土總量355 萬(wàn)m3,燕子崖砂石加工系統(tǒng)承擔(dān)主體工程650 萬(wàn)噸成品骨料加工任務(wù)，成品骨料轉(zhuǎn)運(yùn)至壩區(qū)轉(zhuǎn)料堆場(chǎng)由一條6km 長(zhǎng)轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)承擔(dān)。明線段912m，有三條隧洞總長(zhǎng)約5097m，其中單段最大洞長(zhǎng)2733m，隧道斷面凈空尺寸4.5m×4m。膠帶機(jī)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(xiǎn)峻，跨越金河村和龍開(kāi)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(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)選擇

　　1．輸送機(jī)線路及膠帶纏繞形式圖

　　

　　2．輸送帶選擇

　　輸送帶在輸送機(jī)中起牽引和承載的作用，該輸送帶運(yùn)輸650 萬(wàn)噸骨料，不需更換，接頭采用硫化膠接。根據(jù)計(jì)算選擇輸送帶參數(shù)如下：輸送帶型號(hào)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(yùn)行速度、使用條件、輸送機(jī)的工作制度、被運(yùn)送物料、軸承壽命、維修等因素有關(guān)。該機(jī)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(dòng)裝置

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

　　5．電機(jī)

　　型號(hào)為YKK5002-4，功率560KW，冷卻方式空-空冷卻，電壓等級(jí)為10kV，防護(hù)等級(jí)IP54, 絕緣等級(jí)F 級(jí)。電動(dòng)機(jī)采用箱式結(jié)構(gòu)。

　　6．液體粘性軟啟動(dòng)

　　型號(hào)為YNRQD-560/1500 液體粘性軟起動(dòng)裝置。電動(dòng)機(jī)能空載起動(dòng)，減小對(duì)電氣和機(jī)械的沖擊；能提供可調(diào)的、平滑的、無(wú)沖擊的起動(dòng)力矩；在多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下能實(shí)現(xiàn)功率平衡；輸送機(jī)過(guò)載時(shí)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)過(guò)載保護(hù)；正常運(yùn)行時(shí)傳動(dòng)效率高可達(dá)到100%；能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速靈敏度高，以滿足不同的工作需要。

　　7．減速機(jī)

　　驅(qū)動(dòng)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(dòng)效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，體積小，重量輕，使用壽命長(zhǎng)，承載能力高等特點(diǎn)。型號(hào)為M3PSF90，高速軸輸入轉(zhuǎn)速1500r/min，額定功率為1121kW，傳動(dòng)比i 為20，許用熱容量PG1。

　　8．制動(dòng)裝置

　　帶式輸送機(jī)的滿載停車是其制動(dòng)最困難的工況，如果制動(dòng)時(shí)停車減速過(guò)大會(huì)帶來(lái)膠帶的動(dòng)態(tài)振動(dòng)問(wèn)題，引起膠帶局部張力過(guò)高或過(guò)低，可能會(huì)造成斷帶、局部膠帶下垂撒料等事故的發(fā)生。制動(dòng)器選擇自冷盤式可控制動(dòng)裝置，型號(hào)為KZP-Ф1200/2×100 兩臺(tái)，單臺(tái)最大制動(dòng)力矩59kN·m，機(jī)頭機(jī)尾各布置一臺(tái)，對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行可控制動(dòng)。

　　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(jī)轉(zhuǎn)彎是通過(guò)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(jī)的轉(zhuǎn)彎段在運(yùn)行時(shí)通過(guò)托輥產(chǎn)生向外的推力，克服輸送帶轉(zhuǎn)彎時(shí)由于張力產(chǎn)生的內(nèi)移力，保證輸送帶轉(zhuǎn)彎時(shí)正常運(yùn)行。

　

　　2．轉(zhuǎn)彎段托輥結(jié)構(gòu)

　　利用膠帶輸送機(jī)柔性帶面的運(yùn)行原理，實(shí)現(xiàn)平面與空間的角度變化。利用帶面與驅(qū)動(dòng)滾筒的之間的摩擦原理，實(shí)現(xiàn)膠帶機(jī)的運(yùn)動(dòng)與角度變化控制。該膠帶機(jī)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(guò)分松弛引起撒料和增加運(yùn)動(dòng)阻力，防止打滑并保證輸送帶各點(diǎn)的張力使輸送帶正常傳動(dòng)。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、維護(hù)量小，但對(duì)地形和空間有一定要求。在距膠帶機(jī)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(jī)行業(yè)中尚屬首例，因?yàn)榛【€段張拉容易使該段膠帶跑偏，且拉緊裝置2 個(gè)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(yùn)行平穩(wěn)過(guò)渡到直線運(yùn)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(guò)PLC 和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)操作。控制系統(tǒng)具備主要故障的檢測(cè)和保護(hù)功能，可實(shí)現(xiàn)機(jī)旁無(wú)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(jī)跑偏、打滑及緊急停車開(kāi)關(guān)等附屬裝置，主要控制內(nèi)容有精確測(cè)定輸送機(jī)速度、檢測(cè)計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制狀態(tài)；實(shí)現(xiàn)打滑保護(hù)，超速保護(hù)；輸送機(jī)各種工況下的起動(dòng)、停車自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)和報(bào)警。

　　5．配供的輔助設(shè)備

　　隧道通風(fēng)采用軸流風(fēng)機(jī)送風(fēng)，風(fēng)機(jī)布置100 米1 臺(tái)。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(jī)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(yùn)行及其效果

　　1. 如果起動(dòng)時(shí)間過(guò)短，起動(dòng)加速度過(guò)快時(shí)，輸送帶的速度和張力出現(xiàn)負(fù)值,作為撓性體的輸送帶承受壓力會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的撓度,是不允許的。采用軟起動(dòng)裝置時(shí)，起動(dòng)加速度從零開(kāi)始增加，當(dāng)起動(dòng)時(shí)間達(dá)到一定時(shí)，起動(dòng)的張力大大減小，輸送機(jī)平穩(wěn)起動(dòng)。調(diào)試嚴(yán)格按調(diào)試大綱進(jìn)行單機(jī)、多機(jī)、空載及重載的調(diào)試與試運(yùn)行，重負(fù)荷調(diào)試按20%、50%、80%、滿負(fù)荷進(jìn)行加載，在各種負(fù)荷下試運(yùn)轉(zhuǎn)的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間不少于8 小時(shí)。

　　2. 調(diào)試前，對(duì)減速器、制動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)裝置、電氣信號(hào)、電氣控制保護(hù)、絕緣裝置等需進(jìn)行啟動(dòng)前檢查。在調(diào)試過(guò)程中對(duì)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(jī)直線段和轉(zhuǎn)彎段跑偏值應(yīng)在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求范圍內(nèi)；現(xiàn)場(chǎng)起動(dòng)時(shí)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(dòng)模式。

　　4.一小時(shí)內(nèi)可滿載起動(dòng)10 次，等間隔6 分鐘一次；與前后膠帶機(jī)設(shè)備實(shí)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(hù)功能和保護(hù)顯示；要求沿線停車、跑偏每100 米對(duì)應(yīng)故障點(diǎn)顯示，便于查找故障。

　　6.空載、重載調(diào)試結(jié)果，輸送量超過(guò)設(shè)計(jì)要求的2500t/h，整個(gè)機(jī)系統(tǒng)一次性調(diào)試成功。系統(tǒng)建成后已運(yùn)行8400 小時(shí)，輸送成品砂石骨料達(dá)650 萬(wàn)噸，最大輸送量2983t/h。設(shè)備運(yùn)行于良好的工作狀態(tài)。

　　7. 在長(zhǎng)膠帶機(jī)機(jī)頭部分，設(shè)置壩區(qū)轉(zhuǎn)料倉(cāng)容積有21 萬(wàn)m3，僅料倉(cāng)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(kù)容量可保證長(zhǎng)距離膠帶機(jī)有足夠的檢修、保養(yǎng)時(shí)間和障處理時(shí)間，除了日常的設(shè)備保養(yǎng)未出現(xiàn)過(guò)故障停機(jī)。

　　五、結(jié)束語(yǔ)

　　長(zhǎng)膠帶機(jī)運(yùn)輸成品骨料，具有輸送能力高、運(yùn)輸量大、節(jié)能環(huán)保、較汽車運(yùn)輸費(fèi)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(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)都獲得了成功。龍開(kāi)口水電站長(zhǎng)距離膠帶機(jī)共運(yùn)輸了650 萬(wàn)噸成品砂石骨料，從經(jīng)濟(jì)對(duì)比上來(lái)看，膠帶機(jī)運(yùn)輸單價(jià)0.332 元／t.km，運(yùn)輸總價(jià)約1596 萬(wàn)元；自卸汽車運(yùn)輸距離18.3km，運(yùn)輸單價(jià)1.55 元／t.km；運(yùn)輸總價(jià)達(dá)到約22692 萬(wàn)元。還有道路保通養(yǎng)護(hù)費(fèi)用按7800 元/km.月。該膠帶機(jī)輸送系統(tǒng)設(shè)備購(gòu)置安裝費(fèi)約4500 萬(wàn)元，相比之下取得了非常好的經(jīng)濟(jì)效果。

　　砂石骨料生產(chǎn)和石料場(chǎng)開(kāi)挖及無(wú)用料剝離運(yùn)輸占水電站工程運(yùn)輸量70%以上，合理的運(yùn)輸方案對(duì)工程的造價(jià)和環(huán)保有重要意義。長(zhǎng)期以來(lái)，水電站運(yùn)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(chǎng)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(yùn)輸?shù)脑靸r(jià)極高，安全風(fēng)險(xiǎn)大。成品料部分運(yùn)輸采用“長(zhǎng)膠帶機(jī)運(yùn)輸”的方式，獲得了明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，由于長(zhǎng)距離輸送膠帶機(jī)對(duì)周圍環(huán)境影響小，節(jié)能，運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)型優(yōu)勢(shì)明顯，將會(huì)進(jìn)一步的推廣應(yīng)用。

　　參考文獻(xiàn)：

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

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

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　　作者簡(jiǎn)介：唐國(guó)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(jì)與施工等方面有較富的管理經(jīng)驗(yàn)。

　　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(duì)地下廠房施工有豐富的經(jīng)驗(yàn)。

　　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。