針對當前帶式輸送機保護裝置的選型與安裝缺乏統一的行業(yè)標準、使用效果常常不夠理想的實(shí)際情況，本文根據實(shí)際工程應用經(jīng)驗，逐一對拉繩開(kāi)關(guān)、跑偏開(kāi)關(guān)、打滑開(kāi)關(guān)、撕裂開(kāi)關(guān)、料流開(kāi)關(guān)、堵料開(kāi)關(guān)以及料位開(kāi)關(guān)和料位計等帶式輸送機系統保護裝置的選型與安裝的主要原則及注意事項進(jìn)行了詳盡的闡述。這有助于在實(shí)際應用中充分發(fā)揮帶式輸送機保護裝置的安全保護作用。
在火電廠(chǎng)輸煤系統中，帶式輸送機（又簡(jiǎn)稱(chēng)皮帶機）的運行狀況直接關(guān)系到生產(chǎn)過(guò)程中設備和人員的安全。所以，如何使帶式輸送機保護裝置穩定、可靠地在生產(chǎn)運行中充分發(fā)揮安全保護作用，有著(zhù)十分重要的現實(shí)意義。事實(shí)上，帶式輸送機保護裝置在實(shí)際應用過(guò)程中常常存在很多問(wèn)題，使用效果往往不能令人滿(mǎn)意。究其原因，除了現場(chǎng)安裝環(huán)境復雜、設備本身不夠完善等因素之外，選型與安裝不合理、不科學(xué)常常是最重要的一個(gè)因素。
帶式輸送機保護裝置品牌眾多、形式多樣、質(zhì)量參差不齊，如何科學(xué)選型、正確安裝，一直是令設計人員、用戶(hù)以及施工安裝人員感到棘手的問(wèn)題。本文主要以火電廠(chǎng)輸煤系統帶式輸送機保護裝置為例，詳細討論了各種帶式輸送機保護裝置的選型與安裝。
一、各種帶式輸送機保護裝置的選型與安裝
帶式輸送機保護裝置主要是指拉繩開(kāi)關(guān)、跑偏開(kāi)關(guān)、打滑開(kāi)關(guān)、撕裂開(kāi)關(guān)、料流開(kāi)關(guān)、堵料開(kāi)關(guān)以及料位開(kāi)關(guān)和料位計等，它們主要用于皮帶機輸送系統的設備運行狀態(tài)的檢測報警、緊急停機以及聯(lián)所控制等。
1.1拉繩開(kāi)關(guān)的選型與安裝
拉繩開(kāi)關(guān)是用于帶式輸送機緊急停機的一種現場(chǎng)操作保護裝置。目前廣泛應用的拉繩開(kāi)關(guān)一般為無(wú)源機械式雙向拉繩開(kāi)關(guān)。拉繩開(kāi)關(guān)按照一定間隔（約40m）固定安裝于帶式輸送機兩側支架上，相互之間系上拉繩。緊急情況下，可以在帶式輸送機沿線(xiàn)任意位置拉動(dòng)拉繩，觸發(fā)拉繩開(kāi)關(guān)動(dòng)作，實(shí)現緊急停機。
選型原則及注意事項：
根據現場(chǎng)情況和運行條件選擇自動(dòng)復位或手動(dòng)復位的產(chǎn)品。如果現場(chǎng)巡檢人員少，皮帶較長(cháng)，可以選擇能自動(dòng)復位的產(chǎn)品；當選擇自動(dòng)復位的產(chǎn)品時(shí)，最好在控制系統內能夠實(shí)現動(dòng)作捕捉記憶功能，以便確定動(dòng)作開(kāi)關(guān)的具體位置，并且從控制邏輯上防止開(kāi)關(guān)自動(dòng)復位后馬上自動(dòng)重啟設備。有些產(chǎn)品可以在安裝時(shí)設定為自動(dòng)復位或手動(dòng)復位，如果有條件最好選擇帶有遠方動(dòng)作指示和遠方復位的產(chǎn)品。
安裝方法及注意事項：
(1)根據產(chǎn)品特性選擇合理的安裝間距、配置粗細合理的鋼絲繩，鋼絲繩的托架要求盡量光滑、托架間距不宜太長(cháng)（托架間距一般應選擇在2~3m）。部分廠(chǎng)家聲稱(chēng)其產(chǎn)品安裝間距可達100m甚至更長(cháng)，但實(shí)際工程中應盡量控制在50m之內，避免過(guò)長(cháng)的拉繩由于自重過(guò)重、阻力過(guò)大，影響操作、影響開(kāi)關(guān)的復位；拉繩并非越粗越好（一般鋼絲拉繩的直徑不必也不宜超過(guò)5mm），應該與開(kāi)關(guān)動(dòng)作操動(dòng)力大小匹配，事實(shí)上過(guò)粗過(guò)重的鋼絲拉繩會(huì )造成開(kāi)關(guān)處于半動(dòng)作狀態(tài)，不但容易誤動(dòng)、而且容易造成開(kāi)關(guān)機構元件勞損。
(2)鋼絲拉繩不宜過(guò)緊，防止輕微觸碰引起開(kāi)關(guān)誤動(dòng)。安裝時(shí)要考慮環(huán)境溫度變化對拉繩長(cháng)度的影響。根據經(jīng)驗，拉繩松緊度以側向拉開(kāi)15~25cm的距離時(shí)觸發(fā)拉繩開(kāi)關(guān)動(dòng)作為宜。
(3)應該在皮帶機雙側安裝拉繩開(kāi)關(guān)。這是為了充分保證緊急操作的便利性，即是為了安全考慮。
(4)選擇合適的安裝高度。主要應根據現場(chǎng)情況，盡量保證現場(chǎng)人員可以方便快速地觸動(dòng)拉繩。
(5)選擇合適的接線(xiàn)方式。拉繩開(kāi)關(guān)通常都有常閉、常開(kāi)接點(diǎn)各1個(gè)，一般使用常閉接點(diǎn)。由于拉繩開(kāi)關(guān)數量較多，為了節省電纜，通常一條帶式輸送機所有拉繩開(kāi)關(guān)的常閉接點(diǎn)串聯(lián)后接入帶式輸送機的分合閘控制回路；對于很長(cháng)的帶式輸送機，有時(shí)采用將沿線(xiàn)拉繩開(kāi)關(guān)分段分組接入的方式。
(6)拉繩開(kāi)關(guān)一定要接入皮帶機就地電氣控制回路，并盡量避免使用過(guò)多的中間繼電器來(lái)轉接信號，拉繩回路電源應該使用對應的皮帶機控制電源。這是確保拉繩開(kāi)關(guān)能夠可靠停機的重要保證之一。
1.2跑偏開(kāi)關(guān)的選型與安裝
跑偏開(kāi)關(guān)是用于檢測帶式輸送機運行過(guò)程中輸送帶跑偏程度并進(jìn)行報警的一種保護裝置，也用于在皮帶嚴重跑偏時(shí)自動(dòng)觸發(fā)緊急停機。目前廣泛應用的跑偏開(kāi)關(guān)一般為無(wú)源機械式兩級跑偏開(kāi)關(guān)。跑偏開(kāi)關(guān)按照一定間隔（約50m）固定安裝于帶式輸送機兩側支架上，跑偏開(kāi)關(guān)的滾輪部分在受到偏離中心運轉的輸送帶的邊沿擠壓后產(chǎn)生偏轉，當滾輪偏轉到一定角度時(shí)觸發(fā)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)動(dòng)作。
選型原則及注意事項：
(1)盡量選擇二級或多級跑偏開(kāi)關(guān)，可以檢測皮帶不同的跑偏程度，為控制系統提供更多的信息。
(2)優(yōu)先選擇開(kāi)關(guān)本體帶動(dòng)作記憶及動(dòng)作狀態(tài)指示的產(chǎn)品。由于皮帶機是動(dòng)態(tài)運轉的，具備此功能，可以便于確定皮帶發(fā)生跑偏的具體位置、分析跑偏原因，也便于設備調試和維護。
(3)有條件可以選擇非接觸式跑偏開(kāi)關(guān)。非接觸式跑偏開(kāi)關(guān)使光電接近開(kāi)關(guān)代替滾輪檢測皮帶是否跑偏。其優(yōu)點(diǎn)是壽命長(cháng)、易于維護，缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴。
安裝方法及注意事項：
(1)選則合理的安裝間距。皮帶跑偏多發(fā)生在頭尾兩端，所以在距離皮帶機頭尾15m之內就應該安裝跑偏開(kāi)關(guān)，皮帶機中部的跑偏開(kāi)關(guān)安裝間距一般應盡量控制在50m之內。
(2)根據皮帶機設備工藝要求選擇合理的跑偏范圍。一般不允許皮帶跑偏位移超出皮帶寬度的1/5，不允許皮帶跑偏擦碰到側面的固定機構，皮帶頭尾兩端允許跑偏的范圍至少應控制在滾筒兩側的支撐機構之間。
(3)跑偏開(kāi)關(guān)的安裝支架應該制作成可以沿皮帶側向調節跑偏開(kāi)關(guān)位置的結構。這樣是為了根據現場(chǎng)實(shí)際情況小范圍調整允許跑偏的范圍。
1.3料位開(kāi)關(guān)的選型與安裝
料位開(kāi)關(guān)是安裝在落料斗或儲料倉內檢測料位的一種保護裝置。帶式輸送機系統中兩條輸送機之間通常是通過(guò)管狀落料斗連通，運行中當落料斗出口因各種原因受堵時(shí)物料會(huì )很快堵滿(mǎn)整個(gè)落料斗乃至大量溢出。在落料斗中安裝料位開(kāi)關(guān)可以在堵料事故發(fā)生的初期報警并觸發(fā)緊急停機，從而避免大量堵料造成輸送帶打滑、驅動(dòng)電機過(guò)載等嚴重后果。料位開(kāi)關(guān)按照不同的檢測手段和工作原理劃分，主要：薄膜式料位計、有阻旋式、射頻導納式、電極式、音叉式、活動(dòng)擋板式、負壓式等多種形式。
選型原則及注意事項：
(1)一般選擇接觸式的料位開(kāi)關(guān)。實(shí)際工程應用經(jīng)驗表明，在電廠(chǎng)輸煤系統中，非接觸式的料位開(kāi)關(guān)比較容易誤動(dòng)作，影響設備正?？刂婆c運行。接觸式的料位開(kāi)關(guān)的缺點(diǎn)是容易損壞、工作壽命較短。
(2)可以選擇具有動(dòng)作后延時(shí)報警功能的料位開(kāi)關(guān)，并且動(dòng)作延時(shí)報警時(shí)間應該可以調整設定。該功能可以過(guò)濾短時(shí)間物料沖擊擾動(dòng)，避免引起設備沒(méi)有必要的停機。
(3)盡量選擇帶動(dòng)作指示的產(chǎn)品。由于料位開(kāi)關(guān)的觸動(dòng)機構是在落料斗的內側，難以觀(guān)察檢查，開(kāi)關(guān)外部本體上帶動(dòng)作指示則對于現場(chǎng)檢查非常有用。
安裝方法及注意事項：
(1)選擇合適的安裝位置。一般不應安裝在物料可能直接沖擊到的位置，通常安裝在落料斗的側面；還要選擇合適的安裝高度，既要高于正常運行狀態(tài)下物料臨時(shí)滯留的高度，又不能太接近落料斗上部。選擇合適的安裝位置，才能保證準確及時(shí)地檢測到堵料狀態(tài)。
(2)對于需要通電工作的堵料開(kāi)關(guān)，應該采用跟隨皮帶機的啟停而啟停的工作方式，以延長(cháng)其工作壽命。
1.4打滑開(kāi)關(guān)的選型與安裝
打滑開(kāi)關(guān)是用來(lái)檢測輸送帶與傳動(dòng)滾筒之間的滑動(dòng)并進(jìn)行報警的一種保護裝置，可用于在輸送帶發(fā)生打滑時(shí)自動(dòng)觸發(fā)緊急停機。打滑開(kāi)關(guān)的種類(lèi)比較多，工作原理和檢測方法也各有不同。比如按照檢測方法劃分，有直接檢測輸送帶速度并與設定的標準速度比較的觸輪式打滑開(kāi)關(guān)，有檢測從動(dòng)輪轉速并與設定的標準轉速比較的打滑開(kāi)關(guān)，有同時(shí)分別檢測滾筒轉速和輸送帶速度并進(jìn)行比較的對比式打滑開(kāi)關(guān)；按照內部工作原理分，有磁阻式、磁電式、光敏式等等。很多打滑開(kāi)關(guān)裝置還能夠實(shí)時(shí)提供輸送帶線(xiàn)速度或滾筒轉速的信號顯示和輸出。
選型原則及注意事項：
(1)實(shí)際工程經(jīng)驗表明，通過(guò)檢測從動(dòng)輪轉速來(lái)判斷皮帶是否打滑的非接觸式的打滑開(kāi)關(guān)比較適合在火電廠(chǎng)輸煤系統中使用。但是這種類(lèi)型的打滑開(kāi)關(guān)的價(jià)格相對比較昂貴。
(2)應該根據被檢測皮帶機的實(shí)際運動(dòng)速度選擇測量范圍相對應的產(chǎn)品。通常皮帶機正常運行時(shí)的皮帶運行線(xiàn)速度約為1~4m/s，滾筒轉速約為50~300rpm（與滾筒直徑大小有關(guān)）。
(3)除了同時(shí)分別檢測滾筒轉速和輸送帶速度并進(jìn)行比較的對比式打滑開(kāi)關(guān)之外，最好選用可以自動(dòng)避開(kāi)皮帶機啟動(dòng)時(shí)低速狀態(tài)的產(chǎn)品。由于輸煤皮帶的打滑報警實(shí)際上是低速報警，所以在皮帶機啟動(dòng)過(guò)程中應該屏蔽打滑報警，可以采用皮帶機啟動(dòng)時(shí)延時(shí)檢測的方法（即啟動(dòng)開(kāi)始后延時(shí)一段時(shí)間待皮帶機達到正常轉速后接通打滑開(kāi)關(guān)工作電源），但是實(shí)現起來(lái)比較麻煩。有些產(chǎn)品可以自動(dòng)避開(kāi)皮帶機啟動(dòng)時(shí)低速狀態(tài)：皮帶機啟動(dòng)的同時(shí)給打滑開(kāi)關(guān)供電，打滑開(kāi)關(guān)得電工作后延時(shí)一段時(shí)間后才開(kāi)始正常檢測皮帶速度。
(4)有條件，盡量選擇帶實(shí)際速度顯示并可以遠程傳送速度信號的產(chǎn)品。
安裝方法及注意事項：
(1)根據不同的產(chǎn)品類(lèi)型選擇合適的安裝方式。
(2)非接觸式打滑開(kāi)關(guān)應盡量安裝在遠離強電磁場(chǎng)干擾的位置，并罩上金屬罩。
(3)打滑報警值的設定應該進(jìn)行現場(chǎng)實(shí)測后設置。每個(gè)皮帶機的速度參數一般都不相同，實(shí)際的皮帶運轉速度還受到皮帶機安裝方式及其結構的影響，所以必須逐一設置每條皮帶機的打滑開(kāi)關(guān)的動(dòng)作報警值。
1.5撕裂開(kāi)關(guān)的選型與安裝:
撕裂開(kāi)關(guān)是檢測輸送帶縱向撕裂并報警的一種保護裝置，可用于在輸送帶發(fā)生撕裂時(shí)自動(dòng)觸發(fā)緊急停機。大部分撕裂發(fā)生在輸送帶尾部落料斗出口，由于物料中的大塊硬物卡在落料斗出口而刮傷甚至刮穿輸送帶，有些撕裂的發(fā)生常常是由于輸送帶支架和托輥變形等原因造成的。按照不同的檢測手段和工作原理劃分，有安裝于輸送帶下方的光電式和導電橡膠式撕裂開(kāi)關(guān)；有安裝于輸送帶下方的拉線(xiàn)式開(kāi)關(guān)；有安裝于輸送帶尾部落料斗出口的擋板式撕裂開(kāi)關(guān)；此外，還有振動(dòng)感應式撕裂開(kāi)關(guān)等等。
選型原則及注意事項：
(1)皮帶撕裂大部分發(fā)生在落料斗出口處，比較有效的檢測手段是選擇活動(dòng)擋板式的撕裂開(kāi)關(guān)安裝在落料斗出口處?；顒?dòng)擋板式的撕裂開(kāi)關(guān)的優(yōu)點(diǎn)是可以在第一時(shí)間甚至在撕裂發(fā)生前就可以檢測并報警；缺點(diǎn)是只能檢測由于物料中的大尺寸硬物可能造成的撕裂，并且安裝維護麻煩、容易卡堵。
(2)對于皮帶接頭較多、脫皮較多的皮帶機，不宜選擇下托式的撕裂檢測開(kāi)關(guān)。皮帶機上翹起的脫皮可能會(huì )造成開(kāi)關(guān)誤動(dòng)。
(3)選擇在短時(shí)間擾動(dòng)下可以自動(dòng)復位的產(chǎn)品，過(guò)濾掉非撕裂擾動(dòng)。由于輸煤系統現場(chǎng)環(huán)境復雜、物料中的雜物多、皮帶上常常會(huì )有脫皮現象等等，選擇可以在短時(shí)間擾動(dòng)下自動(dòng)復位的產(chǎn)品，能夠避免不必要的保護停機。
安裝方法及注意事項：
(1)活動(dòng)擋板式撕裂開(kāi)關(guān)的活動(dòng)擋板應該進(jìn)行耐磨處理，并應該做到便于拆卸更換。
(2)下托式的撕裂檢測開(kāi)關(guān)的鋼絲繩或者導電橡膠管等檢測部分應該和皮帶保持合理的安裝距離，既要保證能夠檢測到撕裂發(fā)生，又要避免距離太近時(shí)皮帶晃動(dòng)引起的誤動(dòng)。
1.6料流開(kāi)關(guān)的選型與安裝:
料流開(kāi)關(guān)是檢測輸送帶上是否有物料的保護裝置，有的產(chǎn)品可區分不同流量大小，在流量超大時(shí)還可以提供超載報警。料流開(kāi)關(guān)有時(shí)還用來(lái)觸發(fā)降塵除塵設備如水噴淋裝置和除塵器等聯(lián)鎖工作。按照不同的檢測手段和工作原理劃分，主要有安裝在輸送帶上方的懸臂式或鏈錘式料流開(kāi)關(guān)、安裝在輸送帶下方的稱(chēng)重式料流開(kāi)關(guān)兩種。
選型原則及注意事項：
(1)優(yōu)先選擇非接觸式的料流檢測開(kāi)關(guān)。接觸式的料流開(kāi)關(guān)壽命短、易變形，甚至其檢測機構受到物料沖擊脫落后會(huì )掉進(jìn)物料中。
(2)選擇接觸式的料流檢測開(kāi)關(guān)時(shí)，要選擇結構堅固的產(chǎn)品，以保證能夠承受物料的長(cháng)期沖擊。
(3)稱(chēng)重式料流開(kāi)關(guān)也是一種比較理想的選擇。稱(chēng)重式料流開(kāi)關(guān)的檢測機構安裝于皮帶下面，通過(guò)檢測皮帶上物料施加給皮帶的壓力判斷料流流量的變化。這種料流開(kāi)關(guān)的工作原理類(lèi)似于皮帶秤，優(yōu)點(diǎn)是不會(huì )對物料產(chǎn)生污染、可以反映物料流量的細微變化，缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴。
安裝方法及注意事項：
(1)根據不同的產(chǎn)品類(lèi)型選擇合適的安裝方式。
(2)安裝于皮帶上部的料流檢測開(kāi)關(guān)、特別是接觸式的料流檢測開(kāi)關(guān)，應該采用門(mén)字型支架，保證結構結實(shí)穩固。
1.7料位開(kāi)關(guān)（料位計）的選型與安裝:
電廠(chǎng)輸煤系統通常是通過(guò)料位開(kāi)關(guān)和料位計結合實(shí)現煤倉料位檢測。由于在煤倉下部安裝料位檢測設備比較麻煩，并且檢修也不方便，目前大部分電廠(chǎng)在煤倉頂部安裝料位計檢測料位的變化并實(shí)現低料位的監測與報警，同時(shí)在煤倉頂部落料口附近安裝料位開(kāi)關(guān)用于檢測高料位并報警。
選型原則及注意事項：
(1)料位計通常選用超聲波料位計。由于煤倉內的粉塵濃度大、煤粉發(fā)熱溫度升高會(huì )在倉內形成水汽等原因，雷達料位計、射頻導納料位計等其它種類(lèi)的料位計不適合這種工況下使用。
(2)超聲波料位計的量程應該大于現場(chǎng)實(shí)際測量的距離。通常，實(shí)際測量范圍超出量程以外時(shí)，超聲波料位計顯示的料位數據是沒(méi)有意義的。
(3)選用接觸式的阻旋開(kāi)關(guān)等料位開(kāi)關(guān)時(shí)，要先現場(chǎng)實(shí)地測量后，選擇合適的加長(cháng)桿。
(4)料位開(kāi)關(guān)的延長(cháng)部分宜選擇有撓性結構的加長(cháng)桿。鏈式加長(cháng)機構相對容易脫落并可能互相纏繞，不太適合在電廠(chǎng)煤倉中使用。
安裝方法及注意事項：
(1)超聲波料位計的探頭不宜安裝過(guò)深。通常，超聲波料位計的探頭附近有一個(gè)約1m的盲區。如果探頭安裝過(guò)深，再加上探頭自身具有一定長(cháng)度，可能會(huì )在煤倉內煤位較高時(shí)進(jìn)入超聲波料位計探頭的測試盲區，造成料位數據不準確，影響運行判斷和控制操作。
(2)料位開(kāi)關(guān)的安裝位置應選擇在落煤口側面不會(huì )受到煤流沖擊但盡量接近落煤口的位置。
(3)同時(shí)安裝高料位開(kāi)關(guān)、高高料位開(kāi)關(guān)時(shí)，應該使它們之間保持足夠的距離，防止相互碰撞纏繞。
2各種帶式輸送機保護裝置的選型與安裝注意事項總結
如前所述，每一種皮帶機保護裝置都有自身的選型及安裝要求，但是它們也有一些共同點(diǎn)。下面就此進(jìn)行簡(jiǎn)要總結。
(1)選擇的產(chǎn)品應符合現場(chǎng)環(huán)境要求。如防塵、防水、抗震等性能。特別是要充分考慮防水性能，因為大部分的帶式輸送機的現場(chǎng)是露天的、而且經(jīng)常需要用水沖洗。最好對樣品進(jìn)行模擬測試后再作出選擇。
(2)選擇觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作靈活、觸點(diǎn)開(kāi)合分明的產(chǎn)品。觸點(diǎn)開(kāi)合晦澀、似斷非斷、似合非合，是保護開(kāi)關(guān)的最大缺陷，容易引起設備誤啟誤停、甚至會(huì )危害到設備及人身安全。
(3)安裝開(kāi)關(guān)本體時(shí)應考慮合適的位置、方向及角度，盡量使動(dòng)作機構不易受到粉塵、污水的污染；確保安裝工藝質(zhì)量，接頭應緊固可靠、接線(xiàn)孔應密封良好。
(4)在控制系統中合理判斷保護開(kāi)關(guān)報警信號的可信度。比如可以通過(guò)延時(shí)程序將瞬時(shí)擾動(dòng)信號過(guò)濾，同時(shí)通過(guò)料位開(kāi)關(guān)和料位計的信號判斷煤位等等。皮帶機設備不宜短時(shí)間反復啟停，保護裝置在故障狀態(tài)下要可靠動(dòng)作，但不能經(jīng)常誤動(dòng)，影響設備壽命甚至損壞設備，同時(shí)也會(huì )給運行操作帶來(lái)不必要的麻煩。
