管帶機應(yīng)用于晉南鋼鐵二期PM1#管帶機的線路設(shè)計

管帶機應(yīng)用于晉南鋼鐵二期PM1#管帶機的線路設(shè)計

Summary：本文結(jié)合山西晉南鋼鐵集團有限公司二期曲沃基地產(chǎn)能減量置換項目原料場工程PM1#管狀帶式輸送機（以下簡稱PM1#管帶機）介紹管帶機設(shè)計特點、線路設(shè)計，著重介紹在既有緊湊廠區(qū)內(nèi)管帶機線路設(shè)計。Keys：管帶機線路設(shè)計桁架立柱設(shè)計過渡段彎曲布置管帶機的發(fā)展及其基本原理和優(yōu)勢近年來，各鋼鐵廠因為環(huán)保節(jié)能要求升級或工藝更改或產(chǎn)能置換原料等因素，在原舊廠新增物料輸送機。因原有廠區(qū)內(nèi)廠房、管道等設(shè)備緊湊，建議采用管帶機方案。管狀帶式輸送機簡稱管帶機，是在普通帶式輸送機基礎(chǔ)上發(fā)展成為的一種連續(xù)輸送設(shè)備，其頭、尾部結(jié)構(gòu)與普通帶式輸送機結(jié)構(gòu)相似，膠帶在頭尾部有個平面與管狀之間變化的過渡段，在中部被托輥強行裹成圓管狀，如圖1所示。因此，散料在輸送過程中，除了在頭尾過渡斷是敞開的，其余段都被封閉在圓管內(nèi)隨膠帶運行。管帶機可以省去普通帶式輸送機因改變方向的轉(zhuǎn)載處的相應(yīng)機構(gòu)，降低設(shè)備的投資；可實現(xiàn)密閉輸送物料，物料不飛揚、不撒落，實現(xiàn)了無害化輸送，保證廠區(qū)潔凈；可實現(xiàn)空間曲線輸送，繞過各種廊道、廠房和輸氣管道等設(shè)施，設(shè)計方便簡單。本文結(jié)合PM1#管帶機介紹在緊湊廠區(qū)管帶機設(shè)計特點、線路設(shè)計。圖1：管帶機示意圖晉南鋼鐵二期PM1#管帶機項目2.1工程概況噴吹煤供料系統(tǒng)從成3轉(zhuǎn)運站落料管落至下部平臺接出PM1#管帶機，通過PM1#管帶機分別輸送至新建PM1-1轉(zhuǎn)運站（通過落料三通進(jìn)入一期干煤棚的PM1-1BC皮帶機）、新建成4轉(zhuǎn)運站（通過落料三通進(jìn)入成4轉(zhuǎn)運站新建儲煤倉）、新建PM2-1轉(zhuǎn)運站（落至下游PM2-1BC皮帶機），管帶機工藝系統(tǒng)布置如圖2所示。管帶機項目概況：運量500t/h；輸送物料：噴吹煤，粒徑≤50mm，堆比重0.65t/m3；管徑400mm；帶速2.8m/s；水平長度553m；提升高度5.5m；輸送帶型號聚酯織物芯膠帶。圖2：晉南鋼鐵二期PM1#管帶機工藝系統(tǒng)布置圖2.2線路設(shè)計1、桁架立柱設(shè)計管帶機的輸送線路需繞過建筑物、馬路、架空管道和架空廊道等障礙物或其他設(shè)施，在空間任意方向按水平面內(nèi)或垂直面內(nèi)或空間彎曲設(shè)計，省去了中間轉(zhuǎn)載，能實現(xiàn)復(fù)雜線路輸送物料。且根據(jù)交通道路規(guī)范，道路中間不允許增設(shè)立柱等影響交通障礙物，道路預(yù)留通行高度為4.5m。1.1桁架管帶機成圓段常規(guī)單一桁架，因膠帶呈現(xiàn)密封裝置，桁架簡單、占用空間小，且經(jīng)濟性好。除了成圓處托輥支架寬，僅留出檢修行走通道，如下圖3：圖3：成圓段單一桁架截面圖管帶機因有些位置緊湊，桁架布置需比常規(guī)桁架加長一倍，單一桁架結(jié)構(gòu)強度不夠，根據(jù)結(jié)構(gòu)強度和長細(xì)比，需設(shè)置大框架桁架，內(nèi)套成圓處托輥支架。管帶機從既有輸送機廊道上方穿過并從除塵風(fēng)管下方穿過的桁架長度49米，大框架桁架內(nèi)套成圓段小桁架，留出走道寬度和通行高度。如下圖4：

圖4：大框架桁架頭尾過渡段膠帶處于打開狀態(tài)，物料會揚塵撒料，所以過渡段桁架均采用全封閉型式，發(fā)揮并保持管帶機防揚塵優(yōu)勢。需在干煤棚進(jìn)出門口、跨路和變電所上方的成圓段桁架設(shè)置承料板和走道采用花紋鋼板，防止架空桁架施工時異物墜落。頭尾過渡段全封閉桁架如下圖5：

圖5：全封閉桁架截面圖該項目有3個卸料點，常規(guī)做法是布置3條輸送機，但我司僅用一條管帶機布置，在中部PM1-1轉(zhuǎn)運站和成4轉(zhuǎn)運站設(shè)置各設(shè)一處卸料點，減少驅(qū)動設(shè)備及其荷載對轉(zhuǎn)運站的影響。為了膠帶不斷開保證僅用一條管帶機，在PM1-1轉(zhuǎn)運站落料點前不遠(yuǎn)處承載段和回程段膠帶上下分叉進(jìn)入PM1-1轉(zhuǎn)運站，對應(yīng)桁架也上下分開布置。物料通過三通一側(cè)進(jìn)入下游皮帶機，一側(cè)進(jìn)入管帶機，膠帶承載段和回程段在PM1-1轉(zhuǎn)運站合并在一起。在成4轉(zhuǎn)運站的落料點也是如此。上下分叉桁架應(yīng)盡可能得短距離，保證經(jīng)濟性。如果分叉距離過長，上下鋼構(gòu)加重。具體如下圖6：圖6：PM1-1轉(zhuǎn)運站和成4轉(zhuǎn)運站膠帶桁架分叉布置1.2立柱該項目廠區(qū)緊湊，管帶機架空布置，立柱支撐上部桁架。根據(jù)現(xiàn)場踏勘，PM1#管帶機以成3轉(zhuǎn)運站為起點，沿著架空管道和皮帶機廊道正下方架空布置，管帶機桁架和立柱需避開既有架空管道支架，水平轉(zhuǎn)彎斜向穿出架空管道并跨過順坡接公輔道路。立柱4號柱上的桁架從輸送機廊道上方斜向穿過并從外徑1米2的除塵風(fēng)管下方穿過，并在道路兩側(cè)綠化帶布置5號門式柱，長48米。避開廢鋼倉旁的除塵風(fēng)管，管帶機線路沿一期干煤棚側(cè)布置，避開干煤棚進(jìn)出門口。管帶機立柱布置在干煤棚側(cè)的道路兩側(cè)綠化。進(jìn)入PM1-1轉(zhuǎn)運站，物料通過落料三通進(jìn)入一期干煤棚的PM1-1BC皮帶機。而后跨過5條道路，從除塵風(fēng)管和原料變電所上方跨過，分別進(jìn)入成4轉(zhuǎn)運站通過落料三通進(jìn)入新建儲煤倉和PM2-1轉(zhuǎn)運站最后落至下游PM2-1BC皮帶機。因業(yè)主和設(shè)計院提供的廠區(qū)內(nèi)地下管線不詳細(xì)，立柱基礎(chǔ)開挖時發(fā)現(xiàn)與地下既有管線干涉，立柱移位五次。一般選用二柱、四柱和門式柱。四柱一般支撐在管帶機較長的桁架或者水平或者垂直轉(zhuǎn)彎兩端荷載較大處。分別如下圖7、圖8、圖9：

圖7：二柱

圖8：四柱圖9：跨路門式柱6號柱配合分叉桁架，立柱支撐上部承載段膠帶桁架，同時支撐下部回程段膠帶桁架并穿過立柱并留出下部桁架的通行高度。該立柱結(jié)構(gòu)簡單，支撐上下4榀桁架。

圖10：6號柱2、注意頭尾過渡段保持直段，避免轉(zhuǎn)彎設(shè)計。根據(jù)帶式輸送機工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，管帶機的頭尾過渡段應(yīng)滿足物料在頭尾過渡段穩(wěn)定運行和便于輸送帶過渡到管狀的要求，所以受料段應(yīng)布置在直線段。對聚酯織物膠帶：過渡段長度至少取管帶機管徑乘以40。因該管帶機總長很短僅553m，過渡段太長，將縮短整個輸送線路的成圓段長度，不夠經(jīng)濟。該管帶機過渡段長度定為400×40mm，16米。該管帶機在中間設(shè)置兩點卸料，即頭尾過渡段共計6段，過渡段總長共計=6×16米=64米。3、成圓段線路彎曲布置聚酯織物膠帶：轉(zhuǎn)彎半徑R≥管帶機管徑×400。該管帶機曲線曲率半徑至少為400×400mm=160m。曲率半徑的大小直接影響到膠帶和托輥的使用壽命，因此在現(xiàn)場布置允許的情況下要盡量增大曲率半徑。該管帶機總長僅553m。水平轉(zhuǎn)彎長度有240米，垂直轉(zhuǎn)彎長度共計54米，空間轉(zhuǎn)彎長度有32米，曲線段總長共358米，占總長的358/553=64%。過渡段總長64米，即成圓段直線段桁架長度=總長-曲線段總長-過渡段總長=553米-358米-64米=131米，僅占總長的131/553=24%。由此可見管帶機線路設(shè)計靈活?？偨Y(jié)除了過渡段保持直段、線路彎曲半徑不宜過低，管帶機線路可靈活布置。管帶機線路設(shè)計應(yīng)根據(jù)技術(shù)參數(shù)、業(yè)主要求和現(xiàn)場實際情況進(jìn)行線路設(shè)計,靈活采用不同結(jié)構(gòu)型式的桁架立柱，適用不同的線路設(shè)計。Reference[1]