浅谈压带轮皮带机在工程中的应用
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摘要：工业工程设计中，作为火力发电行业燃煤运输的主要设备皮带机，有占用场地大，布置困难等特点。适当时候采用带压带轮皮带机可以节省场地，节约投资，简化流程。本文主要讨论压带轮皮带机在工程中如何应用，以及应用中出现的问题和在工程中对压带轮皮带机的技术改进，技术改进后的运行效果和技术改进前比较，发现改进后新型压带轮不但有着带压带轮皮带机的优点，而且解决了普通压带轮皮带机，容易撒料，跑偏等缺点。最后指出后续仍需改进的地方。
关键词：物料输送设备，皮带机 ，压带轮，花齿轮
火力发电行业的燃煤运输设备以皮带机为主要设备皮带机价格经济，故障率低，运行寿命长，检修量小等特点，但存在占用地场地大，布置困难的缺点，而在大部分改扩建工程中都存在预留（扩建）场地小，工艺设备布置困难等特点。下面以延吉116MW热水锅炉改扩建工程为例。
在延吉1x116MW热水锅炉改扩建工程中，原有系统建设规模为9X56MW循环流化床锅炉，预留一台56MW锅炉场地，后扩建一台116MW循环流化床锅炉，新建主厂房与原有主厂房拓开11m，新建主厂房煤仓间皮带层标高为26.00m较原主厂房煤仓间皮带层（为21.00m）增高了5m。燃煤运输设备为皮带机，型号为DTⅡ B=800，带速1.6m/s，能力260t/h。经核算，扩建后原有燃煤运输皮带机的能力仍可满足本工程需要。在工艺布置上需将原燃煤运输系统接至新建主厂房。原6#甲乙皮带机为水平布置，由于本次皮带层增高5m，故原有皮带机延长后还需爬升5m，至新建主厂房皮带层。爬升倾角17°。按B=800皮带机起凹弧，凹弧半径R大于等于120m(按照运输机械手册设计要求) [1]，而两炉拓开水平距离只有11m不满足起凹弧条件，制定两个设计方案。方案一，从21.00m落下进17.56m层，再转运到26.00m层，但运煤规范中要求（DL/T 5187.1）在破碎后的运煤皮带机角度不大于18°[2]。只有选用大倾角皮带机才能满足要求。大倾角皮带机故障率高，设备制造费用较高。要在原厂房里增加转运点，且对原主厂房改造的土建费用较高。后经调研，决定采用方案二，对原运煤系统的6#甲乙皮带机进行加长改造，并使用压带轮。按照设计规范要求在场地受限，不满足起凹弧条件时，可减小凹弧半径，在凹弧起点处设压带轮[2]，改造后皮带机倾角17°压带轮直径630mm，即皮带机起弧半径315mm
方案二的工艺布置，没有转运点，设备减少，减少了故障点及扬尘点。工艺流程简单。且土建只需改造原主厂房21.00 m层侧墙。土建费用降低。
本工程压带轮皮带机虽然解决场地紧张，工艺布置困难，土建改造费用高等问题，但是在安装调试过程中发现皮带机压带轮处经常会出现撒料严重，皮带起拱，容易跑偏等问题。本工程中对传统皮带机压带轮进行了技术改造。
首先解决撒料严重问题，在压带轮前方设引流挡板两块，引流挡板固定在压带轮支架上，分别设在皮带机两边。呈喇叭口状，大口在来料方向，小口在两个压带轮之间，从而把煤流引入两个压带轮内侧，避免压带轮与煤流接触。
由于皮带机较长，拉紧张力较大，起凹弧的半径不满足设计手册张力计算公式，所以皮带在拉紧后，压带轮之间的皮带会起拱，起拱会导致皮带机跑偏，物料撒落。本次设计在两压带轮中间设一个拨料花齿轮。将皮带中间压住，由于花齿轮安装后与煤流有接触，轮上花齿可以尽量减少轮子与煤流的接触。对煤流起到拨离作用。若中间采用普通轮子，皮带与轮子之间有煤流通过时，会将皮带往下压，导致皮带与两边的压带轮脱离，从而产生撒料，甚至跑偏。下图为改进后压带轮的制作图：
改进后皮带机运行良好，撒料问题得到有效解决，两个压带轮之间的拨料花齿轮可以防止皮带起拱，比传统上的压带轮皮带机有两处优势。首先，引流挡板把物料的堆积横截面通过强制引流而减小，使之刚好通过两个压轮之间，避免了传统压轮压在物料上导致压轮外侧物料洒落，其次，本次中间增加的花齿轮的设计解决了皮带机拉紧后，两个压轮之间由于张力作用而起拱，使皮带机起弧半径可以很小。
如果使用传统的凹弧皮带机，起弧半径较大，则新老主厂房之间的距离需要拓开很多，预留场地布置有困难，如果采用方案一，那么在主场内增加两个转运点，导致主厂房内污染严重，而转运处的老厂房的土建改造工程量大，费用高。增加大倾角皮带机，设备费用高。方案二，带压带轮的皮带机较好解决以上问题。本次技术改造，较好的解决压带轮皮带机可能出现的几个问题，为压带轮皮带机在以后工程中应用打下基础。
技术改进后压带轮皮带机仍然存在胶带磨损较大，此类皮带机容易跑偏，故对较长的皮带机可以适用，较短的皮带机目前仍需慎重考虑后，谨慎使用。
总之，压带轮皮带机在工程场地有限时，减少改造工程量有其独有的优点。在改扩建工程中可以考虑使用。
参考文献：
【1】《运输机械设计选用手册》编辑委员会《运输机械设计选用手册》（S）化工工业出版社 2008.03
【2】中华人民共和国电力行业标准P DL/T5187.1-2004 火力发电厂运煤设计规程（S）中国电力出版社 2004.07