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導語：在水煤漿的生產(chǎn)、儲運和燃燒過程中，難免會產(chǎn)生一些雜質(zhì)和殘留物。這些雜質(zhì)和殘留物如果得不到及時清理，不僅會影響水煤漿的質(zhì)量和燃燒效率，還可能導致設備故障和環(huán)境污染。轉化果平臺推薦的《水煤（漿）的強力清掃裝置》，減少設備故障和維修成本，同時降低環(huán)境污染風險。通過優(yōu)化清掃裝置的結構和工作原理，實現(xiàn)對水煤漿設備內(nèi)部雜質(zhì)和殘留物的有效清理，為水煤漿技術的進一步推廣和應用提供有力支持。
一、研究背景
煤礦原煤通常含有較高的水分（外水），當水分與煤灰混合時，易形成類似湯狀的水煤漿。在使用皮帶輸送機運輸此類煤種時，水煤漿會粘附于輸送帶表面，并隨著輸送帶的運行逐漸附著于輸送機的滾筒、托輥及機架上，從而引發(fā)一系列問題：
滾筒和托輥的摩擦力變得不均勻，導致輸送帶嚴重偏離正常運行軌跡。這不僅影響了輸送機的正常運作，還可能因偏離導致輸送帶損壞，進而引發(fā)安全事故。
滾筒的摩擦力不足，會導致皮帶機滾筒空轉，進而引起堵煤、堵轉、皮帶磨斷等嚴重問題。
機架上堆積的水煤漿會導致機架上的皮帶保護等電氣設備進水，從而引發(fā)電氣設備故障或損壞。
水煤漿在輸送帶回程段滴落并在回程皮帶下方堆積，導致生產(chǎn)現(xiàn)場衛(wèi)生狀況惡化，嚴重影響文明生產(chǎn)的標準。
目前市場上的各種皮帶清掃裝置，無論是聚氨酯清掃器還是合金清掃器，對于水煤漿問題均未能提供有效的解決方案。一些裝置對水煤漿的清掃效果不佳，而另一些則對輸送帶造成較大的損傷。
某配煤中心在運輸原煤或含水量較高的煤種時，長期受到水煤漿問題的困擾，多次發(fā)生嚴重的輸送帶偏離故障和電氣元件故障，這些情況嚴重影響了生產(chǎn)。此外，還曾險些發(fā)生皮帶劃傷、斷裂的事故。頻繁的重載啟動和現(xiàn)場衛(wèi)生狀況不佳等問題，也持續(xù)困擾著生產(chǎn)，嚴重影響了正常的生產(chǎn)組織。
為解決這一生產(chǎn)難題，通過對比分析各種脫水設備和清掃設備，并結合生產(chǎn)實際，經(jīng)過多代改進和試驗，最終研發(fā)出一種專門針對水煤漿的強力清掃裝置。
二、技術原理及研究內(nèi)容
分析現(xiàn)場故障及問題的根本原因，確定水煤漿是導致現(xiàn)場諸多問題的根源。
分析水煤漿的組成，水煤漿是由水及顆粒極小的煤粉混合而成，兩者混合后形成一種類似石墨潤滑劑的物質(zhì)。其摩擦系數(shù)小，粘性大，該物質(zhì)在皮帶輸送機第一道（P型）、第二道（H型）清掃器與輸送帶之間形成水粘性滑膜，降低了清掃效率，導致清掃裝置失效。
由上述發(fā)現(xiàn)推導，最終發(fā)現(xiàn)解決問題的關鍵在于消除水膜，恢復清掃器作用。根據(jù)皮帶輸送機實際工況，對比參考各型帶式脫水設備原理，認為壓輥式帶式脫水機原理可實現(xiàn)連續(xù)脫水，結合現(xiàn)有第二道（H型）清掃器，最終實現(xiàn)較好的脫水清掃效果。
每一組壓輥脫水裝置由兩個脫水輥和一個加壓輥組成。其中第一組脫水輥安裝在機頭滾筒附近一米的回程皮帶下方，加壓輥安裝在回程皮帶上方，加壓輥雙側設絲杠調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)脫水壓力。通過加壓滾壓回程膠帶，將粘附在回程膠帶上的水煤漿脫水。依據(jù)實際工況可安裝多組輥壓脫水裝置，以保證脫水效果。
在脫水裝置的后方加裝支架，并安裝一套H型清掃裝置。水煤漿脫水后剩余的煤粉由清掃器清掃干凈。
現(xiàn)場安裝
三、主要創(chuàng)新點
針對工業(yè)生產(chǎn)過程中水煤漿難以清除的問題，深入分析了其成因，并采取了積極的應對措施。通過將壓輥式帶式脫水機的原理與現(xiàn)行皮帶清掃器相結合，成功實現(xiàn)了預期的改進效果。該改進方案采用可旋轉的壓輥進行脫水處理，對輸送帶的損害微乎其微，從而顯著延長了輸送帶的使用壽命。
脫水力度可根據(jù)實際工況靈活調(diào)整，以適應不同的生產(chǎn)需求。該技術方案利用現(xiàn)有生產(chǎn)中常見的材料即可實施，無需額外購置設備或材料，從而在有效解決問題的同時，大幅節(jié)約了成本。改造工程的施工周期較短，能夠在生產(chǎn)間隙中迅速完成，確保了生產(chǎn)流程的連續(xù)性不受影響。
四、推廣價值
該高效清潔設備結構設計簡潔且穩(wěn)定，具備出色的清潔效果，能夠有效應對水煤漿引發(fā)的各類生產(chǎn)難題。目前，該設備已在某配煤中心的原煤或高水分含量煤種輸送系統(tǒng)中得到應用，并取得了顯著成效。
經(jīng)濟效益分析如下：
1. 膠帶使用壽命延長至2年，鋼絲繩輸送系統(tǒng)使用壽命延長至約8年。以兩條輸送機（長度分別為598米和130米）為例，更換成本為67.25萬元（其中材料費用為47.25萬元，安裝費用為20萬元）。通過延長使用壽命，可節(jié)約費用16.82萬元，年均節(jié)約費用為2.2萬元。
2. 減少現(xiàn)場清理所需的人力成本。由原先需要3名保潔人員進行清理工作，而經(jīng)過改造后，僅需1名保潔人員即可完成。保潔人員數(shù)量也從2名減少至1名。每名保潔人員的費用約為7.25萬元，因此年均節(jié)約費用為14.5萬元。
3. 節(jié)省設備材料費用。安裝該清潔裝置后，設備損壞率顯著降低約50%。皮帶輸送機的年均材料消耗約為18萬元，節(jié)約50%即年均節(jié)約9萬元。
該設備的使用確保了電廠的穩(wěn)定供電及冬季供暖，從而產(chǎn)生了巨大的社會效益。還避免了大量水煤漿的外泄，帶來了顯著的環(huán)保效益。
水煤漿難以清掃的問題廣泛存在于煤炭生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，因此本清掃裝置在煤炭、電力等行業(yè)具有廣泛的推廣前景。
另通過對本裝置的進一步優(yōu)化改進，替換符合其他工況的壓輥及清掃器，提升脫水裝置及清掃裝置的一體化、智能化水平，本清掃裝置亦可以適用于水泥、各種礦物原料等松散物料的皮帶輸送場景。
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研究領域

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教育背景

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研究成果

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學術論文

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學術著作

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