（北京电力设备总厂有限公司）
摘要：DPG型给煤机是北京电力设备总厂有限公司专为电力系统燃煤机组研制的耐压计量式给煤机，与中速磨煤机配套使用，是制粉系统的重要组成部分，其性能好坏直接关系磨煤机连续正常运行和煤耗计算的准确度。由于现场运行工况不同，如果发生给煤机称重系统跑偏危害性极大，因设备整体比较庞大，更换胶带成本较高。给煤胶带的防跑偏问题便成为设计的重点。本文从胶带的材质、张紧机构、驱动滚筒、承载托辊等几个方面介绍了跑偏产生的原因及纠偏措施。通过理论与实际的结合，某电厂实际运行效果良好，为公司在配套循环流化床锅炉给煤机方面实现了突破。
关键词：称重给煤机 循环流化床锅炉 安全运行 防跑偏技术 张紧机构 驱动滚筒 承载托辊
前言
DPG型给煤机是北京电力设备总厂有限公司专为电力系统燃煤机组研制的耐压计量式给煤机，与中速磨煤机配套使用，是制粉系统的重要组成部分，其性能好坏直接关系磨煤机连续正常运行和煤耗计算的准确度。同时还可在冶金、建材、化工等行业应用，获得了用户的一致好评。
循环流化床锅炉是近年才发展起来的新型洁净煤燃烧技术，应用已经越来越广泛,经碎煤工序后的煤经过电子皮带秤给煤机定量输送后直接进锅炉,所以给煤机是循环流化床锅炉的重要喂料设备。我厂为某热电厂配套的DPG40型电子皮带秤给煤机的进出口中心距离为13.29m，属于双进料口、大中心距结构。如果发生跑偏危害性极大，因设备整体比较庞大，更换胶带成本较高。给煤胶带的防跑偏问题便成为设计的重点。本文从胶带的材质、张紧机构、驱动滚筒、承载托辊等几个方面介绍了跑偏产生的原因及纠偏措施。
一、DPG40型给煤机的工作原理
全封闭式胶带给煤机由输送机构、清扫机构、计量机构、动力及计量控制四大部分组成。如下图1所示。
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图1
在一个典型的煤燃烧过程中，进口煤闸门打开时，称重给煤机卸载上部煤仓内的煤，通过出口使煤落在皮带上（该出口有几种可选择的尺寸，其中包括长方形尺寸）。煤在皮带上通过时，称重秤架上的高精度应变片式传感器进行称重，以确定皮带上煤的每米重量；用一个数字式速度传感器连续测量皮带速度。该速度传感器的脉冲输出正比于皮带速度。速度信号和重量信号送入微处理器进行累加处理，产生并显示以吨/小时为单位的实际流量，同时数字显示给煤的累计重量。
胶带驱动电机为变频电机，配套相应规格的变频器安装到电气柜内。可编程控制器将通过称重秤架上煤的瞬时流量与燃烧控制所需求的给煤量进行比较，产生必要的输出信号到电机变频器，改变给煤机的皮带速度，以保持所要求的给煤流量。煤从给煤机卸下来，经溜槽及输煤管送入磨煤机或直接进入循环流化床锅炉。另外DPG型给煤机还可以输出远程信号到集控室，实现远方自动、远程手动调整给煤量。
二、胶带跑偏产生的原因
影响胶带跑偏的因素不但多，而且复杂，但其根本原因是由于胶带受力不均匀而造成的。产生胶带受力不均匀的主要原因有如下几点：
1、胶带材料及加工精度。
2、胶带安装的平直度，要满足一定的要求。特别注意不能出现水平弯曲，若滚筒及托棍轴线与给煤机纵向中心线不垂直，就会使输送带在运行中受到横向推力而跑偏。
3、装载及清扫工作状况，也会改变给煤机胶带的受力状态。如发生偏载，或滚筒及托辊上煤粉粘结，影响各处直径尺寸变化，都会使胶带各处受力不均而跑偏。
三、胶带跑偏的危害
给煤机已经得到了广泛的应用，而且是制粉系统的重要设备，所以必须保证给煤机的正常运行。在机械结构方面，胶带跑偏是给煤机在运行中最常见的故障之一。无论在主滚筒、从动滚筒还是在中间处胶带跑偏，都将影响给煤机的正常运转,通常会造成计量不稳定。严重时还将造成胶带磨损，托辊、滚筒、机体等损坏，甚至造成胶带撕裂的严重事故，威胁安全，影响正常生产。
四、DPG系列给煤机的防跑偏措施
下面从几个方面论述DPG型给煤机在环形胶带和各转动部件及张紧装置方面采取的防跑偏措施。
1、环形胶带
DPG型给煤机采用的是环形无接头挡边带。胶带的材料是影响胶带正常运转的一个重要方面。胶带织物带芯的各层，各部位在制造时的预应力不均匀，运转时就会产生各处松紧不同，受力不均匀。输送胶带接头不正，接口与胶带纵向中心线不垂直，也会在运行时受力不均而跑偏。DPG40型给料中心距为13.29m，选择皮带内周长为28.4m的长挡边带。要求长距离、高载量、抗冲击、弹性好、而且要耐屈挠。因此我们特别选用了（EP）骨架材料，同尼龙（NN）骨架材料相比，具有尺寸稳定性和耐热稳定性好、耐水性能好、干湿强度变化小、自重轻等特点，延伸率能够控制在2％以内。而且就胶带本身来说，最容易引起跑偏的是在环形接头处，我们采用环形胶接整体硫化的方式。有效地避免了接头中心不对正的问题。胶带运行一段时间后会出现边缘磨损导致两侧张力不一致的情况，可以按照“跑紧不跑松”的原则调整胶带张紧装置来纠正。
2、胶带张紧装置
张紧装置是保证胶带始终保持足够的张紧力的有效装置，张紧力不够，胶带的稳定性就很差，受外力干扰的影响就越大，胶带无载时或少量载荷时不跑偏，当载荷稍大时就会出现跑偏现象，严重时还会产生打滑现象。另外给煤机胶带的张紧一般采用从动滚筒两侧张紧的方式，当从动滚筒部位出现跑偏时还可以对其进行调整。
国内的电子皮带秤给煤机的胶带张紧一般采用螺旋张紧的形式，我厂的DPG系列给煤机中短中心矩系列的也采用这种张紧方式，具有加工方便、操作简单等优点。如下图2所示：
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图 2
胶带的总长为28.4米，拉紧装置拉紧行程计算如下：
L=胶带预装量+0.5*胶带总长*延伸率+修正量
=250+284+200
=784mm
注：上式中延伸率=2%，修正量是为胶带在使用过程中的疲劳延伸预留的拉紧量。
拉紧装置螺杆长度取为800mm , 螺杆套筒的长度取为850mm。但调整拉杆是要在壳体前端操作的，套筒要壳体外，对于中心距超过十三米的大中心距给煤机来说就会有调整力矩大，伸出距离长影响端门开关的问题。
针对华宁热电工程给煤机中心距大需要拉紧力大的特点，我们设计了新型的拉紧装置。该装置采用齿轮传动，拉紧装置安装在壳体侧面，旋转调节螺栓时通过一对斜齿轮啮合传动将力传递到螺杆上，对从动滚筒产生前推力，从而把胶带张紧，安装示意如上图1。结构如下图3所示。
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图3
这种结构具有以下特点：
（1）采用独特的双行程结构，结构更紧凑。胶带张紧时旋转调整旋钮，拉紧螺杆向箭头所示运动，到挡圈5运动到活动套筒的卡槽处时，带动活动套筒伸出，整个拉紧行程便是拉紧主轴长度与活动套筒长度的总和。
（2）适合正压运行系统给煤机使用，采用法兰螺栓连接的安装方式，可以避免第一种拉紧装置存在的端门与套筒处容易漏风的问题。
（3）通过一级齿轮传递扭矩，所需要的调整力小，降低了劳动强度。
（4）使整台给煤机结构较紧凑，外形美观。
3、承载托辊
（1）在施工方面：要提高安装质量，安装时，要保证整台给煤机中心成一直线，并且使各滚筒轴线，各托辊轴线与胶带输送机中心线垂直。DPG40型给煤机在安装托辊时采用吊钢丝线找正的方式。
（2）在结构方面：托辊中间加工有轮槽，当胶带跑偏时，脱辊中间的凹槽施加作用力到胶带中部的凸起上，使胶带自动向心，起到纠正跑偏的作用。如下图4所示。
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图 4
4、主驱动滚筒
主驱动滚筒倾斜不与胶带中心线垂直；外表面加工误差或磨损不均造成直径大小不一，胶带会向直径较大的一侧跑偏。即所谓的“跑大不跑小”。在加工工艺方面严格控制，保证表面的径向跳动应不大于0.5mm，两端出轴的同轴度应不大于0.2mm。并采用了双锥型滚筒，即中间直径大，两端直径小的滚筒，能有效地防止胶带在滚筒上跑偏。
5、从动滚筒
从动滚筒加工时和主滚筒一样需要满足精度要求：表面的径向跳动应不大于0.5mm，两端出轴的同轴度应不大于0.2mm。另外落到胶带内侧的煤将会对给煤机产生严重的影响。在转动过程中被滚筒碾压，一方面会造成胶带损伤另一方面还会对主、从动滚筒产生磨损，造成滚筒外表面直径大小不一的现象，产生跑偏现象。针对这种情况我们把从动滚筒设计成绞笼结构。胶带内侧的煤通过镂空的筒体落到内部螺旋片上，在从动滚筒转动过程中沿螺旋片滚动，从端部流出后落到给煤机底平板上，然后通过给煤机的链条清扫装置将煤运到出煤口。从动滚筒侧跑偏时，可通过调整拉紧装置使从动滚筒轴线与给煤机轴线垂直。
6、跑偏开关
增设胶带防跑偏保护装置，即安装跑偏开关（图1中11所示），当胶带跑到极限位置时，开关动作，使电动机停止运转。我们便可以按上述分析的几个方面查明跑偏原因，防止事故扩大。
7、日常维护
输送胶带运行一段时间后，因张力或天气的变化而发生塑性变形，引起给煤机胶带与驱动滚筒间的打滑，即丢转现象，这样就会造成给煤量不够的现象。此时，可采取加松香粉或加胶带打滑油的方法来增大胶带与滚筒间的摩擦力，也可适当调节其张紧装置，使输送胶带与滚筒间产生足够的摩擦力，以适应生产的需求。在正常使用维护中，应定期给各滚筒注油，及时更换损坏的滚筒、托辊、辊架等，保证各滚筒、托辊齐全，转动灵活。
五、使用效果
产品组装完毕后厂内试车运行平稳，计量稳定，无跑偏现象。新型材料的胶带，较以前的尼龙骨架材料的胶带张力更大；新型的胶带张紧装置调整方便、调节范围更大；当胶带有轻微跑偏时，主滚筒及托辊上的导槽能够起到纠偏作用。十二台给煤机已经发往现场，现以安装完毕，设备的外观、结构等方面受到用户的好评。产品为公司赢得了较高的经济效益，并为公司在配套循环流化床锅炉给煤机方面实现了突破。
参考文献：
1.《连续累计自动衡器（皮带秤）》 作者：王均国主编，出版社：中国计量出版社。
2.《电子皮带秤》 作者：方原柏，出版社：冶金工业出版社；
3.《耐压式计量给煤机》GB/T28017-2011