火电厂输煤皮带防撕裂装置设计

火电厂输煤皮带防撕裂装置设计

张建南

（国家电投集团协鑫滨海发电有限公司江苏省盐城市224500）

摘要：火电厂输煤皮带会受到多种因素影响发生撕裂，影响到发电厂的生产效率，因此设计火电厂输煤皮带防撕裂装置具有重要意义，本文从硬件和软件两方面对火电厂输煤皮带防撕裂装置设计进行了探讨。

关键词：火电厂；输煤皮带；防撕裂装置

随着我国对电力的需求量不断增长，电力行业迎来了快速的发展，火电厂的规模不断扩大。在火电厂的生产活动中，煤炭的供应和使用效率对于生产效率具有较大的影响，是影响企业经济效益的关键性因素。当前，火电厂主要是用煤炭输送机来进行煤炭的持续输送，通过这样的方式能够实现块状、粒状等多种形态的煤炭输送。在皮带输送机中，皮带是最为关键的部件之一，其能否正常使用决定着煤炭输送机能否正常工作。现阶段的煤炭运输中对皮带输送机的要求越来越高，同时火电厂的工作环境也日趋复杂，导致皮带输送机工作过程中经常出现撕裂、跑偏等问题，对火电厂的正常生产活动造成不利的影响，因此设计输煤皮带的防撕裂装置具有重要的意义。

1皮带纵向撕裂的原因分析

1.1皮带跑偏撕裂

皮带输送机在进行煤炭输送的过程中，其所运输的煤炭并不能够完全的以均匀状态分布，而如果皮带的某一侧的输送量明显多余另一侧时，就可能会造成皮带的偏移情况，如果长时间的保持单侧偏移会造成皮带出现褶皱，甚至导致褶皱堆积折叠。当出现这种情况时，皮带两侧的受力会出现差异，还容易出现煤炭刮伤皮带的问题，这种情况持续较长时间的话就会造成皮带撕裂。

1.2抽芯撕裂

钢绳芯皮带是一种质量强度较好的皮带，但是其也存在缺陷，皮带内部的钢绳的刚性比较大，当输送煤炭的过程中出现两侧受力不均匀的情况时，会对其产生比较大的冲击，长时间受到冲击力的作用，皮带内部的钢丝绳就会出现断裂的情况。在皮带输送机的运行过程中，煤炭会对皮带造成比较大冲击，导致皮带外部的胶带层被严重磨损，这样皮带内部原本断裂的钢丝绳就会从胶带层磨损比较严重的位置露出，如果钢绳露出的长度达到一定的尺寸，那么在转动过程中就可能被卷进皮带输送机的滚筒之中，此时滚筒和胶带之间的相对位移会直接将钢绳从皮带之中抽出来，进而造成皮带出现严重的撕裂。

1.3物料卡压堵塞撕裂

通过皮带输送机进行煤炭的运输，最终煤炭会从皮带进入到溜槽。溜槽和输送皮带之间具有一定的垂直距离，而如果输送的煤炭高度大于这两者之间的垂直距离，煤炭就会被卡在皮带和溜槽之间，这种情况下皮带输送机通常并不会直接停机，此时被卡住的煤炭就会对皮带进行挤压，导致其严重磨损，最终造成皮带撕裂。另外，如果煤炭的输送量突然增加，导致煤炭在溜槽的前沿发生堵塞，也能够导致上述情况的出现。

2火电厂输煤皮带防撕裂装置设计

为了有效的降低煤炭输送机皮带的撕裂概率，可以通过防撕裂装置的方式来降低皮带撕裂出现的概率，从而保障火电厂的生产效率。下面从硬件和软件两方面对输煤皮带防撕裂装置的设计进行介绍：

2.1防撕裂装置硬件设计

（1）传感器的选择。根据对输煤作业进行分析发现，皮带防撕裂装置需要应用测力和测宽两种传感器来进行相关信息采集的工作。为了满足需求，传感器应除了具备高测量精度和安装简便的特点外，还需要能够适应复杂的工作环境。基于上述条件，测力传感器应选用电阻应变式拉压传感器，而测距传感器则选用超声波传感器，在具体的型号选择时，应保证其参数满足实际的使用需求。

（2）数据采集卡的选择。在皮带防撕裂装置中，数据采集卡起到将模拟信号转化成数字信号的作用，从而使计算机能够直接进行处理。由于数据采集卡和计算机的接口方式会影响到数据传输的效率，因此在选择采集卡时最好选择带有USB接口的，另外在选择采集卡时还需要着重考虑系统测量精度、触发方式、模拟通道输入数等内容是否满足使用需求。

（3）测距芯片的选择。在选择测距芯片时，首先要保证其功能能够满足实际要求，其次还需要考虑经济因素和编程方面的因素，最好使用性能参数优良、功能稳定的产品。

（4）装置电路设计。防撕裂装置的电路设计主要有超声测距电路设计和测力传感器电路设计。由于超声波在空气中传输使会出现衰减，并且其衰减程度和传输距离呈正比关系，为了避免长距离传输时收到的超声波回波太弱，影响电信号的转换幅值，在进行电路设计时，应根据实际的使用需求来设计信号放大装置。由于金属应变式测力传感器具有的输出信号小以及易受干扰的问题，为了保证传送给计算机的信号具有足够的强度，应在设计电路时对其进行放大、低通滤波以及陷波处理。

2.2防撕裂装置软件设计

在完成防撕裂装置的硬件装置设计之后，还需要进行软件设计：

（1）运行主界面设计。在进行运行主界面设计时应能满足以下要求，操作人员可以通过主界面观察到撕裂事故，并且能够基于此对皮带机的运行情况进行控制，在皮带撕裂的情况发生时能够远程操作皮带机，避免撕裂效果进一步扩大。

（2）监测主界面设计。检测主界面设计主要包括数据采集模块、故障信息及报警模块和数据定时记录模块等三个模块的设计。

在防撕裂装置中，数据采集模块的主要功能是采集测距和测力信号。数据采集模块主要包括主程序以及中断服务程序两部分，其中，主程序的作用是系统的初始化、通道的选择以及超声波发射和接收的控制等，而中断程序又包括内部中断和外部终端两部分，内部中断的功能是按照中断时间间隔产生方波依据一定次序传输给相关通道；外部中断的功能是根据超声波传输的时间来进行距离的计算以及相关数据的传输工作。测力数据的信息则是通过LabVIEW数据采集系统获得的，然后使用Windows标准共享库函数实现对接口驱动程序接口的调用。

故障信息以及报警模块的功能是显示相应的故障信息，当系统收集到宽度小于正常宽度或者是托辊压力超过正常值的信息时，这一装置会将故障的信息显示出来，并且进行报警。

数据定时记录模块的主要功能是记录皮带输送机的运行信息。由于生产需要，火电厂输煤系统的皮带是连续不断工作的，只有在紧急情况下才能够停车，这就需要对其运行情况进行连续不断的检测，为了节约储存空间，可以选择定时间歇的方式。另外，还需要进行异常情况记录模块的设计，这一模块的功能是记录皮带发生撕裂时的相关信息，如托辊压力和皮带宽度等，并将这些信息以文本的方式进行保存。

在完成皮带防撕裂装置的软件系统设计之后，还需要对系统进行测试，排查各个模块是否存在Bug，然后对各模块进行逐步调试，解决其中存在的问题，确保软件可以正常、稳定的运行。

结论

火电厂皮带输煤机的工作环境非常复杂，而且需要长时间的运行，其皮带容易出现撕裂的问题，通过进行防撕裂设计，能够在皮带出现撕裂问题之初就进行快速的响应，从而能够最大程度上降低皮带撕裂给火电厂正常生产造成的影响。

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