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1、1长距离胶带机及可控起动传输在龙滩水 电站砂石料输送系统的应用摘要：长距离胶带机及可控起动传输装置应用于砂石料输送系统，具有其特有的优势，输送速度快且输送量较大，可以有效地解决因远距离汽车装载倒运等问题。龙滩水电站砂石料输送系统应用长距离胶带机及可控起动传输装置输送砂石料，不仅满足了大坝碾压混凝土所需砂石料输送任务，且对长距离胶带机及可控起动传输（CST）装置在水电工程中的应用进行大胆的探索与尝试。 关键词：长距离胶带机 可控起动传输 龙滩水电站 砂石料 输送系统 应用 1、工程概况 龙滩水电站是西部大开发战略和西电东送具有重大意义的标志性工程，是继三峡工程之后又一巨型水电站，是红水河梯级开发
2、中的最大水电工程。该工程以发电为主，兼有防洪、航运等综合效益。地下厂房最终装机容量 5400MW。蓄水位400m 方案时最大坝高 216.5m，大坝为碾压混凝土重力坝， 为目前世界上最高的碾压混凝土坝。坝体混凝土总量约 740 万 m3。蓄水位 375m 方案时坝高 192m，坝体及围堰混凝土总量约 640 万 m3。混凝土所用砂石料为人工骨料，并由大法坪砂石加工系统供应。 大法坪砂石料加工系统到大坝混凝土生产系统（直线距离约 4.5km）的成品砂石料主要由胶带机输送。运输线中部采用布置在隧洞内（含跨越龙滩沟、那边沟明段部分）的长距离胶带机，单机长度约 4km，机头采用高压电机及可控起动传输2
3、（CST）装置驱动。 该长距离胶带机由沈阳矿山机械（集团）有限公司制作并安装，水电七局六分局负责运行，长峡龙滩工程建设监理部承担运行监理。 2、长距离胶带机应用简述 龙滩水电站大法坪砂石加工系统距大坝混凝土生产系统（308m 混凝土系统、360m 混凝土系统）交通里程约 7.5km，且路况较差，12# 公路路面宽度局部路段不足 6m，弯多坡陡，且经过麻村采石料场山脚下。采用汽车运输十分不便，且不能满足车流量要求，还存在较大安全隐患 ，极易出现成品砂石料堆场排队等料或堵车现象。在运输道路和汽车转运难以满足砂石料运输强度情况下，应用长距离胶带机及可控起动传输（CST）装置输送砂石料，能有效地解决了
4、汽车运输存在的问题。为胶带机输送系统远距离输送砂石料的推广应用进行了大胆的尝试。 该长距离胶带机穿越三条隧洞和龙滩沟、那边沟两明段，设计输送能力3000t/h。从机尾部起下运，下运高差 50m（水平距离 1743m），中部为水平运行(距离 724m)，然后为上运，上运高差为 30m(水平距离 1478m)，所用胶带机是以钢丝绳芯输送带作为牵引和承载构件的连续运输机械。见图 1： 3、长距离胶带机输送设计 3、1 设计要求 根据砂石料输送特点，对胶带机输送系统进行设计。大法坪砂石加工系统成品3砂石料堆场下设双线廊道胶带机输送，用单线胶带机（E1E3 胶带机或 E2E4 胶带机）向长距离胶带机供料
5、，在单线胶带机供料不足情况下，也可双线同时向长距离胶带机供料。然后经308m 混凝土系统 B1B6 胶带机至砂石料仓储备或经360m 混凝土系统 A0A4 胶带机至砂石料仓储备，经二次筛分后进入骨料调节料仓（一次风冷料仓），供搅拌楼进行混凝土生产。 长距离胶带机的运转方式以工艺输送系统流程在中央控制室通过 PLC 和计算机控制系统实现自动运转操作。控制系统具备主要故障的检测和保护功能，可实现机旁无人操作。为此，长距离胶带机系统中设计了跑偏、打滑、堵塞、防撕裂及急停（拉绳）开关、除水装置等附属装置。在机头部设有落料挡板，以防止物料坠落或卡入胶带与滚筒中损坏胶带。在机尾部设有两个受料点，前面导料槽
6、为提升导料槽，后面导料槽为固定导料槽，当后面导料槽受料时，前面导料槽升起。胶带的运行是靠传动滚筒与胶带之间的摩擦力带动的。胶带绕过传动滚筒和多个改向滚筒形成一个无级的环形带，胶带的上下分支分别由各种上、下托辊组支承，并由拉紧装置给胶带以需要的拉紧力，传动滚筒的动力来自驱动装置（电动机与可控起动传输 CST 装置）。物料经过导料槽不断地加于胶带上并随之一起运行从而完成运输任务。 3、2 设计情况 根据以上要求，在长距离胶带机设计时，考虑该胶带机所输送的物料为成品砂石料，琢磨性高，而且输送量大，输送距离长，需选用深槽高速胶带作为砂石料输送皮带，因此采用了耐磨、耐冲击的优质橡胶钢丝绳芯输送带。 4技
7、术参数： 计算参数： 输送物料：成品砂石料（石灰石） 物料重量： q=208kg/m 粒 径：05，520，2040，4080，80150mm 胶带重量： qo=40.8kg/m 散积容重：=1500kg/m3 上托辊间距： L1=1.2m 输送能力：Q=3000t/h 下托辊间距： L2=3.0m 输送带宽：B=1200mm 驱动功率：3（10KV+560KW）带 速：V=4m/s 起动时间：40300s 可调 倾 角：-1.64o1.16 停止时间： 5-60s 可调 高 差：-50+0+30m 距 离：L=1743+724+1478=3945m 主要结构： 长距离胶带机是单向运行输送机械
8、。主要有驱动装置、传动滚筒组、改向滚筒组、 （上、下）托辊组、拉紧装置、输送胶带、提升导料槽、固定导料槽、清扫器、各种保护装置及机头架、机尾架、高架支腿和中间架等主要部件组成。 驱动装置主要由高压电动机、联轴器、可控起动传输 CST 装置、传动滚筒组等组成。其连接方式为电动机与 CST、CST 与传动滚筒联接，联轴器采用 CL 型齿式联轴器。该型齿式联轴器具有一定补偿两轴相对偏移的性能。见图 2： 5可控起动传输（CST）是由湿式离合器装置和液压控制系统组成的一个多级齿轮减速器，它是专门为以逐渐加速的加速度平滑起动运送大惯性载荷长距离皮带运输机而设计的。CST 装置的输出轴扭矩是由液压控制系统
9、控制的，它随着离合器上所加的液压压力而变化。本长距离胶带机驱动装置是由 3 台电动机及 3 台CST 装置组成。驱动功率为（3560kw）。 CST 的工作特点：驱动电机在负载（皮带机）起动之前启动，此时 CST 输出轴保持不动。当驱动电机达到满转速时，控制系统逐渐增加到每台 CST 离合器上的液压压力，起动皮带机并逐渐加速到满速度。这使得皮带机在达到满速度之前有一个缓慢的预拉伸过程。加速阶段的持续时间可以在规定的时间范围内进行调整。由于系统启动时驱动电机可以按顺序空载启动，所以电机的冲击电流非常小。同时 CST 系统也可以象控制皮带机的起动那样控制皮带机的停车，适当延长停车时间可以最大限度地
10、降低对胶带的动态冲击力。皮带机正常运行时，根据系统中负载的分配要求，每台 CST 装置的离合器或保持少量打滑状态或保持为最大压力（无打滑）以输出所要求的扭矩，但系统中任何负载的增加都将引起离合器打滑，这种情况被称为“软锁定”。当离合器被软锁定时，任何瞬间的过载或冲击载荷都将引起离合器的打滑，这样驱动系统的所有部件，包括联轴器、轴承和齿轮都将在冲击或过载时受到保护，从而延长其使用寿命。由于驱动电机可以根据运行负载进行选择而不必根据起动负载选择，所以 CST 驱动系统可以选用功率较小的电机。CST 所带来的另外一个特点是主电机可以在空载状态起动，从而减小了起动6冲击电流并缩短了起动时间。同时允许操
11、作人员更灵活的对胶带机起停操作，而无需反复起停主电机，也提高了 CST 的可操作性。 CST 可控驱动装置控制箱，配置有触摸屏控制面板和 PLC 可编程控制器；速度和功率 PID 闭环调节模块；DH485 或 DH+通讯接口等。可实现与中央集控计算机系统联网进行远程数据传输。 胶带自动液压拉紧装置是由液压泵站、拉紧油缸、蓄能器、慢速绞车、电气控制箱及符件等六大部分组成。油缸通过动滑轮、钢丝绳与胶带输送机上的拉紧小车相连。电气控制箱为壁挂式结构。该装置具有以下特点：（1）起动拉紧力和正常运行拉紧力可根据胶带机张力的需要任意调节。系统一旦调定后，拉紧装置即按预定程序自动工作，保证胶带在理想状态下运
12、行，从而减小胶带厚度。 （2）响应快。胶带机起动时，胶带会突然松弛伸长，该装置中的油缸活塞杆能立刻缩回，及时补偿胶带的伸长，使其紧边的冲击减小，从而使起动平稳可靠，避免断带事故的发生。（3）具有断带时自动停止胶带机运转和打滑时自动增加拉紧力等保护性功能。 （4）结构紧凑，安装空间小。 （5）可参与集中控制装置，在集中控制台上，实现对该液压拉紧装置的远距离监控。 长距离胶带机机尾装有盘式制动器，安装在尾部改向滚筒处，通过 PLC 控制，并配备手动释放装置。在大法坪砂石加工系统成品砂石料堆场廊道下设双线胶带机（E3、E4 胶带机）机头落料斗处装有导料槽。E3 胶带机为提升导料槽，该导料槽有升降装置
13、，工作时降下，不工作时升起。E4 胶带机为固定导料槽。胶带机中部装有除水装置，安装在那边沟明段部分。当成槽胶带里有积水时，可先启动该除水装置，使该区域段的槽形胶带面变成平面，然后启动长胶带机，由除水装置将胶面7上的积水排除。 为了使长距离胶带机系统安全生产运行，预防机械部分的损坏，保护操作人员的安全，便于集中控制和提高自动化水平，设置了电气控制及综合安全保护装置。电气控制及综合安全保护装置能对该长距离胶带机整个运行过程中进行控制、并能对出现的故障进行自动监测、报警。除具有一般的顺序启动、顺序停车，断路、矩路、过载、过流、欠电压、缺相、接地和拉紧、制动信号等保护以外，还配备以下安全保护装置：（1
14、）防跑偏；跑偏开关安装在胶带机沿线两侧并成对安装，使开关的触辊与胶带接触部位位于触辊高度的 1/3 处。每隔 100m 左右装一组（沿线共 39组），当胶带机发生跑偏时发出跑偏报警信号，实现胶带跑偏自动报警和停机功能，以防止胶带机因过量跑偏而发生事故。该开关具有两级动作功能，一级动作用于轻度跑偏量达 5%带宽时发出信号报警，二级动作用于重度跑偏量达 10%带宽时延时动作，报警并停机。 （2）紧急事故开关（双向拉绳开关）；紧急停机用拉绳开关，安装在胶带机沿线机架的两侧并成对安装，每隔 50m 左右安装一组（沿线共 76 组），当胶带机出现故障时，操作人员可在胶带机的任何部位拉动拉绳开关，动作后，
15、自锁并发出报警信号，使本胶带机及其上游的设备停机。此外，当发出开车信号后，如现场不允许开车时，也可以拉动开关，禁止胶带机启动，以避免发生设备和人身事故。 （3）溜槽堵塞装置；用于检测胶带机头部和尾部的漏斗和溜槽内是否发生堵塞。当漏斗和溜槽内发生堵塞时，立即发出报警和停机信号，立即停机，以防事故发生。溜槽堵塞装置安装在溜槽相对的两个侧壁不受物料冲击的适当位置上，一般安装在距溜槽底部以上 1/3 溜槽高度为宜。 （4）纵向撕裂开关；安装于胶带机尾部受料点承载胶带下面，能随时检测出胶带纵向撕裂故障，并及时发出停机信号，防止故障扩大，减少损失。这些装置都通过电气控制系统联接到控制室进行集中控8制。 4
16、、长距离胶带机实际运行情况 长距离胶带机于 2003 年 10 月 20 日12 月 17 日进行通电试运行和空载调试运行，并对胶带跑偏进行调整。因电气控制系统将跑偏及急停（拉绳）信号采集共用一组控制线，使 PLC 控制系统常出现错误报警且很难判断故障点和胶带跑偏造成停机。12 月 18 日开始带负载运行调试并将沿线拉绳开关及跑偏开关全部断开，因上调心托辊组不能满足设计承载和连续运输要求，有些托辊从支架上掉下来，停机对该托辊支架进行加固。至 2004 年 1 月 4 日，为满足308m 混凝土搅拌系统 1# 、2# 搅拌楼重载调试，共运送砂石料约 20000t（在此期间断断续续运行，且经常停机处理，托辊支架加固效果不明显，且未能从根本上解决问题）。2004 年 1月 6 日，由业主组织各参建单位就长距离胶带机带负载运行及存在问题进行讨论并要求整改。要求电气控制系统设计、安装单位对胶带机沿线的跑偏开关和紧急（拉绳）开关重新放线、进行改造；要求调心托辊组厂家更换新的托辊支架（加强型），由运行单位配合将沿线上调心托辊组全部更换。并对沿线严重跑偏位置和
