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有限空间大倾角提升设备选型综述

点击数:3时间:2015-11-07 09:15:29 来源:百盛机械

摘要:为装运清扫走廊的含煤废水沉淀后的煤泥需布置1台提升设备。因为系统已经投产运行,机尾所剩余的空间极为有限,在不影响建筑结构的前提下,考虑所提升物料的特殊性,从几种提升设备中最终选定使用波状挡边带式输送机。

西山煤电(集团)公司古交配煤厂158皮带是东曲矿地下输煤通道的第一条地面转运皮带,机长284.3m,倾角9.0143°。为装运清扫走廊的含煤废水沉淀后的煤泥需布置1台提升设备。因为系统已经投产运行,机尾所剩余的空间极为有限,在不影响建筑结构的前提下,考虑所提升物料的特殊性,从几种提升设备中最终选定使用波状挡边带式输送机。在设备选型的过程中,分析了几种提升设备的优缺点,对于在有限空间内选择大倾角提升设备有一定的实践意义。同时文中的内容对于解决在设备改造或是系统配套时出现的提升问题也有一定的参考价值。

1 现场情况

该提升设备安装位置为158皮带机尾平台处,空间位置较狭小,平台地面至层顶高度为3050mm,层顶布置有水泥梁3根,厚度分别为405mm、405mm、1125mm.158皮带机与墙壁水平最窄处距离为1375mm,最宽处距离为3100mm.地面开挖有煤泥水沟,沟宽510mm.为将158皮带清扫后的煤泥进行沉淀,拟建沉淀池。

158皮带机尾空间限制条件见图1。

158 皮带机尾平台空间情况及落料位置示意图

图1 158 皮带机尾平台空间情况及落料位置示意图

为保证提升设备机头及落料溜槽空间,将落料中心线布置在图示位置,即提升设备机头加落料溜槽总高度不大于1065mm。

拟提升的物料为沉淀后的煤泥。因沉淀池尚未建成,无法实际测量物料的安息角,为方便设备选型,暂使用手册所示泥煤(湿)的安息角,即运动安息角40°。

2 主要限制条件

依据上述现场条件,提升设备选型的主要限制条件有:

1)拟选设备的机头卸料装置及溜槽总高度。

a)拟选设备的机头卸料装置及溜槽总高度不大于输送带最低点上平面至层顶高度,即1065mm。

b)因被提升物料的安息角为40°,出料溜槽倾角不得小于40°,否则容易造成物料在出料溜槽内堆聚。158皮带机带宽为1400mm,机架宽度为1600mm,若落料位置为输送带中心,则158皮带机机架边缘至落料位置距离800mm,经简单计算可知,落料溜槽高度不小于670mm。在设备实际布置时,可将设备倾斜于158皮带布置,将出料口靠近158皮带机中心线,以缩短溜槽高度。

2)提升倾角。

因被提升物料的运动安息角为40°,若选用带式输送机,则输送机最大倾角应小于安息角的1/2,即20°。

3)整机长度。

受现场条件限制,整机长度不得大于5m,否则将无法布置。考虑装料方式为人工装料,为减轻劳动强度,装料口应尽可能靠近沉淀池。

3 设备类型选择与核算

根据现场情况,初选了3种类型的提升设备:斗式提升机、轻型带式输送机、波状挡边带式输送机。选型具体情况如下:

1)斗式提升机。

斗式提升机的提升高度在40m以内,可满足煤泥提升要求。该型提升机多为垂直式,因沉淀池位置影响垂直式提升机安装,故只能采用倾斜式。斗式提升机主要型号有:TD型、TH型、TB型、NE型。其中,TD型为橡胶带牵引,机头卸料装置结构比较紧凑。为满足前文所述限制条件,考虑初选此型斗提机作为备选设备。机头机构的高度主要限制条件为:机头滚筒的直径和料斗的宽度,机头机构的高度不应小于滚筒直径+2倍料斗宽度。除此之外还应该计算机壳尺寸。

查阅TD型提升机类型及技术性能[2]后知,限于空间要求可初选TD160、TD100两个型号。其中TD160型滚筒直径为260mm,TD100型滚筒直径为150mm。

料斗型式有Q型浅斗、H型弧底斗、Zd型中深斗、Sd型深斗。拟提升物料为煤泥黏度较大,拟选用Q型。

Q型料斗参数尺寸见JB/T3926.3-1999.综合以上条件考虑:

若选用TD160系列时:机头机构高度≥260+125×2=510mm

若选用TD100系列时:机头机构高度≥150+90×2=330mm

在不考虑机壳的情况下,无论选用TD160或TD100型机头高度加溜槽高度(上文所述670mm)已经大于或十分接近限制高度,故无法选用斗式提升机。

2)轻型带式输送机。

该型设备作为常见设备具体性能及参数,在此就不再赘述。若选用该型设备,头部空间可符合现场布置要求,但由于受到最大输送倾角限制,即最大输送倾角不得大于20°,按照最有利情况考虑,即按净提升高度2m(人工装料口高750mm)计算,机长约为5.3m,长度超出机尾平台,无法布置。故无法选用。

3)波状挡边带式输送机。

该型设备采用波状挡边输送带取代普通输送带。具有输送倾角大、结构简单、运行可靠等优点。影响该设备机头高度的因素主要有:波状挡边输送带横隔板的型号及挡边高度,机头驱动滚筒的直径。下面逐个考虑影响因素:

a)波状挡边输送带的选择。

波状挡边带式输送带的C型横隔板适用于黏性较大物料,适用于拟提升的煤505-526。因拟安置设备机头卸料位置较小,且拟输送的物料为粉状、小块状。故应选择隔板高度较小的输送带。初选隔板高35mm、挡边高40mm的输送带系列。

b)传动滚筒的选择。

查阅选型手册505-526后,为在保证机头空间的基础上,最大程度提高运输量,拟选设备的带宽应越大越好。可选范围为宽度为300mm、400mm、500mm的滚筒,滚筒直径的区间为250mm、315mm、400mm.

依据上述条件,可分别计算该型设备的机头机构总高度:

带宽为300mm时,总高度=滚筒直径+2倍挡边高度=250+2×40=330mm.

带宽为400mm时,总高度=滚筒直径+2倍挡边高度=315+2×40=395mm.

带宽为500mm时,总高度=滚筒直径+2倍挡边高度=400+2×40=480mm.在考虑机头溜槽高度(670mm)的情况下,带宽300mm和带宽400mm的波状挡边带式输送机可满足现场布置要求,可以选用。

为使设备合理布局,方便日后使用、维修。与设备生产厂协商后,提出下列要求:

a)挡边机的布置形式选用NL型807-821,卸料口伸入皮带上方,以缩短落料溜槽长度保证机头装置的空间,方便安装、检修与维护。

b)提升倾角,据现场测量,倾角为35°~45°为宜,既可以避开沉淀池又可以缩短装料距离。

c)为方便装料、确保安全,宜在装料口布置装料斗。

d)机架形式宜为可移动桁架式,为设备的维护、检修提供方便。以上述要求为依据,经制造厂设计,最终确定设备基本参数为带宽400mm,倾角40°,带速1.0m/s,机长3.5m,功率3kW.经制作、安装,该设备现已投入使用,使用效果良好。

4 结语

在工作实践中,常常会遇到在已经投产的系统上增加设备的问题。这种情况下,空间往往是最主要的限制条件,即要合理实现功能又要"放的下"就成了摆在技术人员面前的一道难题。解决这种问题,首先要将空间限制条件一一罗列出来,找出最核心的要求(即允许的设备最大尺寸),然后对拟选设备逐个核算,最终确定设备类型,进而确定设备具体型号,为设备的采购、设计、制作、安装提供依据。

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