華能龍開口水電工程建設管理局 云南鶴慶

　　摘要：燕子崖成品骨料輸送系統由一條長6km 轉彎帶式輸送機組成，其頭尾高差130 米，輸送機有4 個半徑為1000m 不等圓弧轉彎段，承擔650 萬噸成品砂石骨料轉運任務。本文從長膠系統布置、工藝設計、設備選型等方面對長膠帶機進行分析和介紹。

　　關鍵詞： 龍開口；長膠帶機； 應用

　　一、概述

　　龍開口水電站為碾壓砼重力壩，電站裝機180 萬kw，主體工程混凝土總量355 萬m3,燕子崖砂石加工系統承擔主體工程650 萬噸成品骨料加工任務，成品骨料轉運至壩區轉料堆場由一條6km 長轉彎帶式輸送機承擔。明線段912m，有三條隧洞總長約5097m，其中單段最大洞長2733m，隧道斷面凈空尺寸4.5m×4m。膠帶機橫跨位于兩山之間的中江河峽谷，兩邊坡約70 多度的懸崖，地形險峻，跨越金河村和龍開口村沖溝。建筑物基礎施工、安裝等受各方因素影響，難度較大。

　　二、膠帶機設計參數選擇

　　1．輸送機線路及膠帶纏繞形式圖

　　

　　2．輸送帶選擇

　　輸送帶在輸送機中起牽引和承載的作用，該輸送帶運輸650 萬噸骨料，不需更換，接頭采用硫化膠接。根據計算選擇輸送帶參數如下：輸送帶型號為ST1600，鋼絲繩芯帶帶寬1200mm，帶質量qd=35.5kg/m，帶厚20mm，鋼絲繩直徑為5mm，上、下蓋膠厚度厚度7mm。

　　3．托輥種類及結構

　　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、運行速度、使用條件、輸送機的工作制度、被運送物料、軸承壽命、維修等因素有關。該機的托輥種類有：槽形托輥、平行（或V）托輥、緩沖托輥、調心托輥。

　　4．驅動裝置

　　驅動裝置由電動機、液粘軟起動、減速器、柔性聯軸器等組成。輸送機的心臟和動力源，直接影響整條輸送機的運轉穩定性、整機壽命及制造和使用成本。

　　5．電機

　　型號為YKK5002-4，功率560KW，冷卻方式空-空冷卻，電壓等級為10kV，防護等級IP54, 絕緣等級F 級。電動機采用箱式結構。

　　6．液體粘性軟啟動

　　型號為YNRQD-560/1500 液體粘性軟起動裝置。電動機能空載起動，減小對電氣和機械的沖擊；能提供可調的、平滑的、無沖擊的起動力矩；在多電動機驅動下能實現功率平衡；輸送機過載時能實現自動過載保護；正常運行時傳動效率高可達到100%；能實現無級調速，調速靈敏度高，以滿足不同的工作需要。

　　7．減速機

　　驅動裝置的減速器是采用SEW 平行軸減速器，該減速器自帶風扇。具有傳動效率高，運轉平穩，噪聲低，體積小，重量輕，使用壽命長，承載能力高等特點。型號為M3PSF90，高速軸輸入轉速1500r/min，額定功率為1121kW，傳動比i 為20，許用熱容量PG1。

　　8．制動裝置

　　帶式輸送機的滿載停車是其制動最困難的工況，如果制動時停車減速過大會帶來膠帶的動態振動問題，引起膠帶局部張力過高或過低，可能會造成斷帶、局部膠帶下垂撒料等事故的發生。制動器選擇自冷盤式可控制動裝置，型號為KZP-Ф1200/2×100 兩臺，單臺最大制動力矩59kN·m，機頭機尾各布置一臺，對輸送機進行可控制動。

　　三、轉彎段參數選擇

　　1．轉彎段結構及轉彎半徑

　　帶式輸送機轉彎是通過轉彎段的輸送帶內曲線抬高和將托輥傾斜安裝，使輸送機的轉彎段在運行時通過托輥產生向外的推力，克服輸送帶轉彎時由于張力產生的內移力，保證輸送帶轉彎時正常運行。

　

　　2．轉彎段托輥結構

　　利用膠帶輸送機柔性帶面的運行原理，實現平面與空間的角度變化。利用帶面與驅動滾筒的之間的摩擦原理，實現膠帶機的運動與角度變化控制。該膠帶機最大轉彎角度45.26°。根據膠帶受力不同，選用ＡＢ段結構、BC 段結構、CD段結構三種。

　　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分松弛引起撒料和增加運動阻力，防止打滑并保證輸送帶各點的張力使輸送帶正常傳動。該裝置結構簡單、工作可靠、維護量小，但對地形和空間有一定要求。在距膠帶機頭部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，在膠帶機行業中尚屬首例，因為弧線段張拉容易使該段膠帶跑偏，且拉緊裝置2 個改向滾筒受力不均影響其使用壽命。在安裝使用中，采用增加導向滾筒的方法，迫使膠帶在拉緊處前后5m 內由弧線運行平穩過渡到直線運行，經證明使用效果良好，裝置拉緊力190KN，拉緊行程20m。

　　4．電氣控制系統

　　在中央控制室通過PLC 和計算機控制系統實現設備自動運轉操作。控制系統具備主要故障的檢測和保護功能，可實現機旁無人操作。具有各種主狀態參數顯示功能，方便故障分析。配置了膠帶機跑偏、打滑及緊急停車開關等附屬裝置，主要控制內容有精確測定輸送機速度、檢測計算機閉環控制狀態；實現打滑保護，超速保護；輸送機各種工況下的起動、停車自動控制，實現各種保護和報警。

　　5．配供的輔助設備

　　隧道通風采用軸流風機送風，風機布置100 米1 臺。沿線和隧峒內照明采用防水防塵防腐80W 熒光燈照明，布置間距20 米。沿線采用輸送機專用聲光系統；配消防供水管道，每50 米設一處減壓閥和接頭。

　　四、空載、重載調試運行及其效果

　　1. 如果起動時間過短，起動加速度過快時，輸送帶的速度和張力出現負值,作為撓性體的輸送帶承受壓力會產生過大的撓度,是不允許的。采用軟起動裝置時，起動加速度從零開始增加，當起動時間達到一定時，起動的張力大大減小，輸送機平穩起動。調試嚴格按調試大綱進行單機、多機、空載及重載的調試與試運行，重負荷調試按20%、50%、80%、滿負荷進行加載，在各種負荷下試運轉的連續運行時間不少于8 小時。

　　2. 調試前，對減速器、制動器、驅動裝置、電氣信號、電氣控制保護、絕緣裝置等需進行啟動前檢查。在調試過程中對軸承溫度、液壓油溫、輸送帶速度、減速器溫度處于正常狀態。

　　3.輸送機直線段和轉彎段跑偏值應在國家標準的要求范圍內；現場起動時間在40～300 秒范圍內調整，一般采用90S～150S 正弦加速度起動模式。

　　4.一小時內可滿載起動10 次，等間隔6 分鐘一次；與前后膠帶機設備實現聯鎖控制。

　　5.具有沿線停車、打滑、跑偏、防撕裂、超溫、灑水、煙霧等保護功能和保護顯示；要求沿線停車、跑偏每100 米對應故障點顯示，便于查找故障。

　　6.空載、重載調試結果，輸送量超過設計要求的2500t/h，整個機系統一次性調試成功。系統建成后已運行8400 小時，輸送成品砂石骨料達650 萬噸，最大輸送量2983t/h。設備運行于良好的工作狀態。

　　7. 在長膠帶機機頭部分，設置壩區轉料倉容積有21 萬m3，僅料倉活容積可滿足高峰期混凝土澆筑17 天的骨料需求量，較大的庫容量可保證長距離膠帶機有足夠的檢修、保養時間和障處理時間，除了日常的設備保養未出現過故障停機。

　　五、結束語

　　長膠帶機運輸成品骨料，具有輸送能力高、運輸量大、節能環保、較汽車運輸費用低，目前技術較成熟，在水電系統正在逐步應用，如龍灘、向家壩水電站長距離帶式輸送機都獲得了成功。龍開口水電站長距離膠帶機共運輸了650 萬噸成品砂石骨料，從經濟對比上來看，膠帶機運輸單價0.332 元／t.km，運輸總價約1596 萬元；自卸汽車運輸距離18.3km，運輸單價1.55 元／t.km；運輸總價達到約22692 萬元。還有道路保通養護費用按7800 元/km.月。該膠帶機輸送系統設備購置安裝費約4500 萬元，相比之下取得了非常好的經濟效果。

　　砂石骨料生產和石料場開挖及無用料剝離運輸占水電站工程運輸量70%以上，合理的運輸方案對工程的造價和環保有重要意義。長期以來，水電站運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，料場地形條件多為高邊坡，巖體卸荷變形較重、裂隙發育，地質條件復雜。往往形成公路汽車運輸的造價極高，安全風險大。成品料部分運輸采用“長膠帶機運輸”的方式，獲得了明顯的經濟和社會效益，由于長距離輸送膠帶機對周圍環境影響小，節能，運輸的經濟型優勢明顯，將會進一步的推廣應用。

　　參考文獻：

　　[1]譚建平水利水電工程砂石系統設計導則（DL T5098-1999）

　　[2]呂樟順關于人工砂石加工系統工藝設計的若干個問題（《水利發電》1980年3 期）

　　[3]汪大彬、楊志帆人工砂石骨料最優設計方案的選擇（《水力發電》1985年02 期）

　　[4]李寧環簡述人工骨料加工系統設備的選型（《中國電力》（技術版）2009年第6 期）

　　作者簡介：唐國宏（1975-），男，工程師，大學本科，主要從事水利水電工程建設管理等工作，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設計與施工等方面有較富的管理經驗。

　　江政德（1977-）男，工程師，大學本科，主要從事水利水電工程建設管理等工作，對地下廠房施工有豐富的經驗。

　　楊赟明（1985-）男，助理工程師，大學本科，主要從事水利水電工程建設管理等工作。