不锈钢托辊+芳纶带面新技术应用

中国科技博览 / 2018年10月10日 19:50

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李林林

[摘 要]上湾煤矿三盘区在煤炭井下运输中,由于设备满负荷运行,胶带机在运行过程中的能耗指标偏高,通过对集运一部更换不锈钢托辊和更换芳纶带面,集运一部的效能明显提高,平均电流下降67A,同比降低16.8%,提升了集运一部的整体运输能力,同时每年直接节约各项费用约190万元。

[关键词]胶带机;不锈钢托辊;芳纶带面

中图分类号:S824 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)04-0184-02

一、背景

随着煤炭行业现代化水平的不断提高,开采效率的提升,煤炭运输距离长,设备满负荷运行,使得胶带机在运行过程中的能耗指标偏高,因此如何提高工效,进一步降低能耗的问题日益显现。

上湾煤矿三盘区集运一部胶带机为矿井煤炭运输的咽喉,胶带机型号为DTL160\400\4×500+4×500KW型胶带机,带速4.5m/s,带宽1.6m,运输长度5600m,输送带长度11200米。

2015年-2016年,集运一部的运输能力无法满足三盘区两个综采工作面的持续生产,主要原因是托辊整体表面锈蚀严重和钢丝绳芯带面磨损量大,造成运行阻力增大。

由于胶带运行阻力增大,驱动电机平均电流达到400A,最高电流持续在460A左右,导致电机、移变等设备温度高,对设备损害大,频繁出现过载停机现象。其中2015年4月-5月,集运一部中驱3台500KW主电机出现温度高、过流等现象。机头、中驱也出现1250KVA两台变频移变馈头接线柱过热现象。

二、不锈钢托辊主要特点有哪些

1、重量进一步减轻(仅为原普通托辊重量的1/3左右),旋转阻力和转动惯量再次减小,节能降耗效果会更加明显;

2、不锈钢托辊机械性能和耐磨性比普通钢管大幅度提高,虽然壁厚减薄,使用寿命不会受任何影响;

3、不锈钢托辊它具有的耐腐蚀性是不言而喻的;

4、不锈钢托辊隔磁性也是众所周知的;

5、不锈钢托辊卫生性能更可靠;

6、不锈钢托辊可以大幅度减轻托辊安装的劳动强度。

三、具体做法

为了解决运行阻力的难题,满足矿井生产任务,保证设备运行可靠,上湾煤矿多次与公司分管部门、神东皮带公司等单位研讨,最终确定了胶带机整机降阻方案。

胶带机整机降阻主要是通过降低托辊阻力、降低带面自重和降低压陷阻力三个方面实现。采取研制轻型低阻长寿命托辊,降低模拟摩擦系数、托辊旋转质量和,减少托辊运行阻力;选择合适的输送带,降低带面压馅阻力和本身重量阻力最终,达到整机降阻的目的。

(一)轻型低阻长寿命托辊研制

为了降低托辊运行阻力,提高托辊寿命,从以下四方面进行了研究:

(1)密封。采用迷宫+径向微隙整体组合,针对防水性能进行研究,确保在运行工况下具备良好的防水性能。

(2)筒皮。选用新型不锈钢材料替代传统的Q235材料,减轻筒体重量,降低托辊自身旋转重量及旋转阻力最终达到整机降阻的目的。

(3)轴承。与SKF公司合作,定制低阻轴承,进一步降低托辊旋转阻力。

(4)加工精度。采用全新的制造工艺,提高托辊可靠性能,降低径跳指标,进一步达到降阻、延长使用寿命的目的。

轻型低阻力长寿命托辊应用于集运一部胶带机,将托辊的旋转重量、旋转阻力和托辊径跳产生的整機运行阻力分别降低为3.5%、3.5%和1%,新型托辊运行阻力仅为普通托辊的2/3,阻力下降8%,重量下降22%,密封防水防尘性能提高了3.75倍,寿命由30000小时提高到50000小时。

(二)芳纶带面的应用分析

为了降低带面压馅阻力和本身重量阻力,神东公司一直在不断研究探索。现有的钢丝绳芯带面已无法满足降阻降耗的要求。可通过改变输送带本身的特性来降低输送机无效能耗:减轻输送带的自重;改变橡胶配方,从而改变覆盖胶的压陷滚动阻力已达到节能减排降耗的目的。

芳纶带与传统运输皮带相比,使用芳纶作为输送带的骨架材料,具备强度高,抗撕裂等优点,而且在保持带体强度不下降的情况下,重量也减轻30%-60%。由于采用了有机纤维,带芯也不再受电磁干扰,同时还具备耐磨、阻燃、耐火等特性,可避免卤素阻燃材料的使用,一旦发生火灾时也可避免有毒气体的产生。另外带面使用完毕后可自然降解,达到高度环保的效果。在国家和两级公司积极倡导低碳经济和节能减排的大背景下,使用芳纶输送带实现了节能环保降耗的目的。

钢丝绳芯带面换成芳纶带最主要的变化是单位重量的变化,集运一部使用的钢丝绳芯输送带型号为ST/S2500(8+8+8),该输送带单位重量为68kg/m,总重761.6吨。而更换后的DPP2500(8+8)芳纶输送带单位重量为45kg/m,总重量504吨,较原钢丝绳芯输送带减重33.82%。

四、产生的效果

(一)更换不锈钢托辊实施

通过“6000米”单点驱动胶带机的成功应用经验,采用不锈钢托辊替换普通托辊的方式降低阻力,于2016年8月底将集运一部后半部胶带机的上、下托辊全部替换完毕,驱动电机的重载平均电流由更换前的400.81A下降到353.53A左右,电流降幅达到11.75%,运输能力明显提高。

普通托辊的使用寿命约为30000小时,不锈钢托辊的使用寿命为50000小时,使用寿命提高1.67倍。不锈钢托辊的费用约为普通托辊费用的1.35倍,同寿命情况下节约托辊采购费用170万元,平均每年节约费用25万元。

(二)更换芳纶带面实施

2017年6月29日,经公司各部门、生产服务中心的全面协调、配合,7月3日早班成功完成了集运一部11200米芳纶带面的更换工作,并调试成功,顺利运转。采用芳纶带面替换钢丝绳芯带面的方式降低阻力,对更换带面前后运行统计数据分析,空载时:使用钢丝绳芯输送带实际电流217A,更换芳纶输送带后实际电流203A,同比降低6.9%。重载时:使用钢丝绳芯输送带实际平均电流353.53A,更换芳纶输送带后实际电流333.7A,同比降低5.61%,又一次提高了运输能力。

集运一部钢丝绳芯输送带使用了5.6年达到报废标准,该芳纶输送带预计可至少使用10年,延长带面寿命近一倍,租赁芳纶输送带10年的费用约为4390万元,采购钢丝绳芯输送带(含接头、带面维护费)预计费用为2640万元,全寿命周期节约带面采购维护费用324万元,平均每年节约费用32.4万元。

(三)节约电费

集运一部更换托辊及带面,电机平均电流明显下降,节约电量约为7075度/日,此一部胶带机预计每年节约电费133万元。

五、结束语

通过对集运一部更换不锈钢托辊和更换芳纶带面,集运一部的效能明显提高,平均电流下降67A,同比降低16.8%,提升了集运一部的整体运输能力,同时每年直接节约各项费用约190万元。

参考文献

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