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超导除铁器在港口输煤系统中的应用


注:表5计项中,雷管的重量忽略不计

综合表2~表5的实际统计值,并对其计算分析可知,从总体除杂效果来看,超导除铁器是前级普通除铁器的4.3倍左右,除杂铁效果较佳。尤其对于雷管等细小的杂物,超导除铁器的吸除效果更佳,是普通除铁器的17倍左右。因此,超导除铁器具有极强的实用性,对于提高煤炭洁净度,保证煤质,能起到显著作用。

四、超导除铁器在输煤皮带机线上的工艺布置

在专业化的煤炭出口港的工艺设计中,通常具有 卸车-堆场、堆场-装船 等工艺流程。在 卸车-堆场 的流程中,皮带机中含有杂铁的数量较多、单件杂铁的重量相对较重。由超导除铁器原理可知,超导除铁器本体不能接受强烈的撞击,它可吸除煤炭中单件杂铁重量的范围为0.06kg-6kg,因此为保证超导除铁器的安全运行,需避免设备受到重件杂铁的撞击,设计时应将超导除铁器安装在 堆场-装船 皮带机系统中,作为最后一道精细除铁设备,而 卸车-堆场 的流程中所配备的除铁器均为普通除铁器。

超导除铁器主要包括超导除铁器本体、高压氦气软管、控制柜、电动天车、应急发电机组以及附属设施等。在进行工艺设计时,需要对超导除铁器的各个部分进行合理布置,同时要对超导除铁器本体下方的皮带机进行局部改造。

超导除铁器工艺设计要点:

(1)超导除铁器本体悬吊在轨道式电动天车下部,除铁器本体尽量保持水平状态。超导除铁器通常布置在皮带机线的中部;

(2)超导除铁器控制器包括氦气压缩机、控制器PLC软件和显示器、温度显示器、氦气压力表和导管、连接控制器和超导除铁器的导线、升降磁场操作面版系统、便携式电脑等等,这些控制器设施的防尘要求较高,因此需要将超导除铁器设置在机房内,同时将控制柜放在防尘性较好的控制室内;

(3)在超导除铁器本体和控制器之间连接有高压氦气软管,为了防止管内氦气压力损失过大,尽量缩短软管的长度。据艺利公司确认,30米长度以内的氦气管在技术上是可行的;

(4)为了防止超导除铁器本体产生较大的晃动,电动天车的横移速度不大于0.6m/min;

(5)超导除铁器本体内的氦气为液态,为防止液态氦气的气化,需要保证电源供电的不间断性,为此,设计时需考虑配备应急发电机组。当市政电源断电时,应急发电机组切入,并在10秒钟内开启提供电源。

(6)在设计时,电动天车旁边设有不折弯导带的放置区,不折弯导带内敷设有高压氦气软管和电缆。

(7)超导除铁器的磁感应强度大、磁场梯度大,而皮带机托辊、机架、电缆桥架等一般采用钢结构件,为防止超导除铁器磁场对皮带机钢结构件造成磁化,以及为保证皮带机系统正常的运行,需要将超导磁体正下方的皮带机结构件更换为非磁性体结构;

(8)根据超导除铁器磁场的磁力分布范围,为保证除铁器维持其良好的除铁效果,同时避免其附近的钢结构体受到磁场影响,在进行工艺布置时,超导除铁器中心距离钢结构机房墙壁中心线的距离不小于4m。两台超导除铁器中心距离不小于8m。

(9)为保证超导除铁器的安全运行,距离超导除铁器较近处的上游需要设置一级普通除铁器,该级普通除铁器需要与超导除铁器相连锁,当超导除铁器升磁场开始除铁之前,需要先启动普通除铁器;若前级普通除铁器出现故障或停机时,超导除铁器需连锁停止作业。

(10)部分输煤皮带机为钢芯带,为防止皮带机空载时,超导除铁器将皮带机吸起来,在超导除铁器下方皮带机的适当位置应安装压带轮机构;

(11)超导除铁器的卸铁溜槽采用不锈钢材质;

(12)要考虑超导除铁器本体及电动天车检修的方便性。在电动天车轨道两侧设置检修平台,检修平台及梯子的布置应方便检修人员从地面到达检修区域。

(13)控制室的布置要能保证工作人员很方便的观察到除铁器的吸铁、横移、卸铁等工作状态。控制室要有较好的防尘性。

(14)超导磁体悬吊在电动天车下方,考虑到超导磁体更换冷凝头时需要向磁体内充氦气,因此需要在机房内的适当位置安装爬梯及平台,以方便工作人员接近超导磁体。

如果将超导除铁器控制系统与港区中控室控制系统相连接,在上位机的统一管理下,可进一步提高整个系统乃至企业生产工艺的自动化程度。