环保新质生产力|长距离复杂管带环保输送技术

生态环保产业作为支撑生态文明建设和高质量发展的关键力量，正面临着转型升级的迫切需求。环保新质生产力，正成为推动产业向前发展的核心力量。本栏目将聚焦生态环保产业的新技术、新装备、新材料、新模式，深入宣传推广科技创新成果，及时发布环境技术进步奖项，全面介绍行业内的实用技术装备和示范工程，引导行业持续创新，加快数字、智慧、科技的融合赋能，为经济社会全面绿色转型贡献力量。

生态环境保护实用技术

2023-J-21

申报单位

福建龙净环保股份有限公司

福建龙净环保智能输送工程有限公司

推荐单位

福建省环境环保产业协会

一、技术简介

适用范围

本技术可应用于矿山、建材、港口、粮食、电力、煤炭等行业，适用于各种领域中复杂转弯地形以及超长距离的管带机散状物料连续输送，可降低配套投资，减少能源浪费。

运用本技术进行长距离物料输送，物料被包裹在圆管状的胶带里，能最大程度地消除物料洒落现象，还具有减少环境污染、降低碳排放的显著优势，属于创新改造技术。

技术原理

管带输送是在通用带式输送的基础上逐渐发展而来的优势技术，以输送带为牵引和承载件，通过电机输出动能，利用机械摩擦传动带动输送带运行，从而实现物料的连续输送。

本技术顺应时代发展趋势，我司成立了专门针对工程运用的计算机仿真研究机构，采用FEM/CFD/DEM/DPM等技术解决工程技术问题。FEM有限元法的基本原理是将分析的连续体看成有限个单元的组合体，建立节点位移和节点力之间的关系方程，进而求得节点的应变与应力，从而精确获得滚筒、驱动座等构件受力状态及胶带运行情况；利用DPM离散粒子法和CFD计算流体动力学技术，模拟粉尘与气流的作用，减少头尾转运端的粉尘无组织排放；DEM离散元法通过模拟块状输送物料的运动，可提高管带机运行稳定性，避免撒料。

基于以上技术原理及研究手段，研发出适用于各种复杂地形散料输送的新型环保输送技术，相比普通带式输送降低了配套投资，相比传统汽运减少了能源消耗，符合节能环保理念。

该技术具体工艺流程是：第一步物料处于A点；第二步物料经过落料管的转载，变化空间位置和速度矢量后，更接近管带机尾部展开段；第三步物料落至管带机尾部展开段，通过碰撞摩擦等方式，最终达到和胶带运行速度一致，尾部展开段完成接料；第四步，管带机的驱动装置驱动胶带运行；第五步胶带卷曲成管状封闭空间，携带着物料密闭运行，输送线路可灵活转弯；第六步，物料到达管带机头部展开段，开始脱离管带机进行卸料。第七步，物料卸料后到达指定目的地B点。整个工艺路线结束。

应用效果

本技术应用成果完全达到国家标准《GB50431-2020 带式输送机工程技术标准》《GB10595 带式输送机》《JB/T10380 圆管带式输送机》《GB14784 带式输送机安全规范》中的有关规定，环保特性突出，输送性能优异。

(1)全封闭运输使输送线路沿线不再出现物料散落的情况，不污染沿途环境，即使在恶劣的雨雪天气，依然可保证物料的密闭环保转运。同时，转运内粉尘排放被有效控制，厂区内的输煤系统职业卫生条件得到大幅改善，企业员工工作环境提升显著。

(2)管带机线路灵活布置，可避开农田、自然保护区等，减少基础建设对环境的破坏。一条长距离管带输送机替代多条短距离输送机搭接，避免了建设多个中途转运站的资源浪费，也有效降低了设备发生故障的概率。长距离复杂管带机具备了替代汽车短途运输的条件，帮助企业避免汽车运输的安全风险和大量废气排放的危害。可节省大量的建造成本。

(3)先进的控制手段，使长距离管带机多台驱动装置协同运行成为可能，保证了本技术运输能力满足各类生产要求。同时，降低了输送机连续运行的无功能耗，减少了管带机启动时对电网的冲击，在散料连续输送时节约了电费开支，减少碳排放，助力双碳政策执行。

(4)由于可靠性大幅提高，长距离复杂管带机成为企业生产活动物料供应的“生命线”，借助于先进设计手段和多样控制方案，管带机可实现连续满负荷运转，在出现故障后亦能快速排除，提高了生产连续性，降低维护成本，提高使用寿命。

研发背景

国家各项环境监测和治理政策的相继出台和实施，“双碳”目标下以管带输送为代表的新型环保散料输送方式前景可观。随着国家建设脚步不断地加快，各行业能源输送工程量也不断增大，管带输送机开始向长距离输送、高效率、高稳定性方向不断发展。

长距离大运量的管带输送机项目不仅在环保、节能等促进国民经济发展方面产生良好的社会效益，还在配套的水工、土建等实施上相比普通皮带机大大降低了投资，减少能源浪费。

研究发现，发达国家的长距离带式输送机技术发展较为成熟，而国内企业并没有完全掌握核心技术，同时具备“长距离”“复杂”“环保”技术特征的工程项目寥寥无几，原因在于管带机输送路线距离加长以及复杂路线通常会导致原先刚性结构及运动特性的改变，运行功率选型不精确导致能耗增加，相关的核心技术制约了长距离复杂管带机的发展。

因此，研究长距离、复杂、环保管带机相关技术，是迎合国家双碳政策的必然需求，掌握其设计能力将成为管带机行业内核心竞争力。

技术特点

本申请单位创新开发新技术，充分应用于长距离管带输送机中，列举技术特点如下：

(1)输送方式更为环保。管带机成圆部分采用全封闭输送技术，沿途无扬尘及撒料污染环境；所设转运站内采用干雾抑尘、无动力导料槽及曲线落料等融合技术，减少粉尘无组织排放，符合绿色环保理念。

(2)整机布置更为灵活。研发的平面、空间转弯技术使物料顺利通过立体弧面，实现线路灵活布置，提高工业经济效益；具备双向输送能力，缩短布置路线，更加经济高效。

(3)整机运行更为稳定。采用防跑偏、防叠带、防过载等关键专利技术，降低胶带故障率，使设备运行平稳可靠，有效提高生产效能。

(4)控制技术更为先进。采用基于Harrison曲线的启、停控制技术，有效控制输送机启动、制动过程中产生的电流冲击；所研发的多驱动平衡控制及带速功率匹配控制技术，降低输送机功无功能耗，控制超长距离管带机环保输送。

二、典型应用案例

案例名称

神华国华印尼爪哇7号2×1050MW燃煤发电工程配套码头及取排水设施工程管状带式输送机

案例简介

神华印尼爪哇7号项目是国家能源集团响应国家“一带一路”倡议、对接印尼“全球海洋支点”构想、推动中国设计、中国制造、中国标准和中国管理“走出去”重任的国际化燃煤电站项目。

该项目工程的运行单位为神华国华(印尼)爪哇发电有限公司；由中交第四航务工程勘察设计院有限公司作为总包方；福建龙净环保有限公司承接项目作为供应商，承担设计、供货、安装及调试工作。

项目于2017年6月正式开工建设，1号机组于2019年12月提前高品质投产，2号机组于2020年9月顺利完成168小时试运后移交商业运行。顺利投运后，由神华国华(印尼)爪哇发电有限公司自主运行，龙净环保有限公司提供技术服务，协助运行调试。

达到的标准或性能要求

本案例完全达到《GB50431-2020带式输送机工程技术标准》中规定：

1、长距离带式输送机的定义为“单机长度不小于3km”，本案例3.8km；

2、复杂带式输送机的定义为“同时具有三个及以上变坡段、有水平转弯段、多点驱动单元或制动单元、长度不小于 1500m 中的三项及以上特征的带式输送机”。本案例有3个坡段及转弯、4点驱动、长度3.8km；

3、高速带速输送机定义为“带速不小于5m/s”，本案例5.6m/s；

4、满足本标准中的相关性能要求。

本案例亦达到《GB10595带式输送机》对于性能的要求指标：

1、带速不低于名义带速的95%，本案例达100%；

2、满载运行时输送量不应低于额定输送量，运行平稳，无异常声响，本案例超过额定运量1000t/h，其余亦满足要求；

3、安全保护装置反应灵敏，卸料装置不出现颤、跳、抖动等。

业主单位

神华国华印尼爪哇发电有限公司

投运时间

2019年12月13日

工艺流程

根据工程项目布置格局，BC1皮带机及BC2皮带机(非本申报单位供应)将煤料输送至码头转运站，分别采用BC3管带机及BC4管带机(管带机及其附属设备设施为本申报单位供应)两路煤料输送线路至厂内转运站，然后经过原BC5皮带机及BC6皮带机(非本申报单位供应)完成煤料输送。具体管带机输送工艺流程同上表技术详情中工艺路线。

运行情况

神华国华印尼爪哇7号2×1050MW燃煤发电工程配套码头及取排水设施工程管状带式输送机由福建龙净环保股份有限公司承担BC3、BC4管状带式输送机的设计、采购供货、施工及安装调试工作。两条管状带式输送机为露天布置，输送印尼当地供应的褐煤，线路总长3839m，带速为5.6m/s，管径达600mm。

该项目经调试合格后，设备空载及负载运行均可靠稳定，输送带顺利实现自然转弯，控制系统运行及各项保护工作效果良好。具体为项目1号机组于2019年12月提前实现高品质投产后，连续安全稳定运行超1200天，2号机组于2020年9月顺利完成168h试运，移交商业运行，目前运行平稳。

在输送过程中，成管中间段沿途不撒料、不起灰，避免输送物料溢出而污染环境以及降低碳排放，从而降低清扫和清洁环境所发生的费用成本，达到合同要求的环境质量标准。

项目整体投运后，年发电量约150亿千瓦时，将有效改善印尼电力供应现状，大大缓解爪哇地区用电紧张局面，对当地经济增长和社会发展具有重要拉动作用。龙净建设的管带机年输煤量850万吨，可有效减少海上交通运输次数，为大型电力合作项目提供了稳定可靠的散料输送方案。本项目工程的建成为印尼爪哇地区经济发展提供了新动能，为中印尼两国友谊发展贡献了“龙净力量”。

技术应用产生的碳减排效果

神华印尼爪哇7号项目利用管带机长距离输送燃煤，为地区经济发展提供了新动能，符合绿色环保理念。通过管带机实现燃煤封闭运输，沿途不撒料、不起灰，减少环境污染。

本项目创新提出高烈度地震区的抗震墩大跨度引桥结构，降低工程造价，满足渔船通航和环保要求，据统计，管带机输送燃煤每年约850万吨，长距离管带输送可有效减少海上交通运输次数，降低主要污染物及碳排放，整体节能环保效果显著。

本项目研发形成长距离高带速大运量管带机关键技术，降低了工程造价，降低输送机无功能耗，节能节水，满足超长距离、多驱动的驱动平衡自动控制和绿色环保运行。

三、技术申报单位联系信息

单位名称：福建龙净环保股份有限公司、福建龙净环保智能输送工程有限公司

单位地址：福建省龙岩市新罗区工业中路19号、龙岩市新罗区东肖镇联发路30号

联系人：廖鸿凯

原标题：环保新质生产力 | 长距离复杂管带环保输送技术