电厂输煤皮带损伤原因排查及预防性维护策略

一、引言

在电厂运行体系中，输煤皮带作为煤炭输送的关键设备，其稳定运行对发电效率及成本控制意义重大。然而，受复杂工况及长期连续运转影响，输煤皮带易出现损伤，不仅增加维修成本，还可能引发停机事故。

二、电厂输煤皮带常见损伤类型

2.1 皮带撕裂

皮带撕裂是较为严重的损伤形式，常因尖锐异物刺穿、皮带跑偏碰挂支架等所致。如煤中混入的金属物件，在皮带运行时易划破皮带；皮带严重跑偏，卡在滚筒与框架之间，也会造成撕裂。此类损伤一旦发生，将大幅降低皮带使用寿命，甚至导致输煤中断。

2.2 皮带磨损

长期运行中，皮带与托辊、滚筒频繁摩擦，物料在皮带上的滑动等，均会造成皮带磨损。磨损多集中在皮带工作面和边缘部位，表现为表面橡胶磨损、变薄。磨损不仅降低皮带强度，还可能引发皮带跑偏，进一步加剧损伤。

2.3 皮带老化

受环境温度、湿度及煤炭中化学物质侵蚀等因素影响，皮带会出现老化现象。老化使皮带橡胶变硬、变脆，失去弹性，易出现裂纹、断裂，严重影响皮带性能及运行可靠性。

三、电厂输煤皮带损伤原因分析

3.1 皮带质量问题

部分电厂为控制初期成本，选用未达标的经济型皮带，其内部布层采用低支数棉纱交织，经检测抗拉伸强度仅为标准值的 70% ，在日均 10 小时以上的满负荷运行中，3 个月内就可能出现布层纤维断裂。橡胶覆盖层若偷减炭黑填充量，会使耐磨性下降50% 以上，在煤炭颗粒持续冲刷下，1 个月内表面磨损量可达 3mm。接头工艺缺陷更为致命，采用冷粘工艺的接头往往因粘合剂耐温性不足，在夏季高温时出现开胶，而机械接头的金属卡扣会形成局部应力集中点，加速皮带疲劳断裂，这些质量隐患在高负荷工况下会被急剧放大。

3.2 运行环境因素

电厂输煤系统的运行环境对皮带损伤影响显著，输煤栈桥作为半封闭空间，夏季午后内部温度常攀升至 45-50^∘C ，这种高温环境会加速皮带橡胶的热氧老化，使其交联结构被破坏，据检测，在此温度下皮带的抗张强度每月会下降 4%-5% ，弹性模量则上升 10% 以上，导致皮带逐渐失去柔韧性。冬季若通风不良，栈桥内相对湿度易超过 85% ，皮带背面的帆布层会因吸湿而滋生霉菌，霉菌分泌的酶类会分解帆布纤维，6 个月内就会使帆布层的断裂强度下降 30% 。煤炭中混杂的硬质杂质危害极大，其中石英砂颗粒硬度高达莫氏 7 级，随皮带运转进入托辊与皮带之间后，会形成磨粒磨损，使托辊表面在 1 个月内就出现深度 2⋅3mm 的凹坑，导致托辊转动偏心，进而引发皮带周期性振动，加剧皮带的疲劳损伤。

3.3 人为操作与维护不当

人为操作与维护的疏漏是导致输煤皮带损伤的重要原因，操作人员的不规范操作会直接加剧皮带损耗，为赶发电计划而频繁进行带负荷启停，启动瞬间皮带所承受的冲击力可达额定工作张力的 1.8-2.0 倍，这种瞬时冲击会使皮带接头处的应力急剧增加，经过约 500 次频繁启停后，接头部位就会出现明显的疲劳损伤。部分操作人员为提高输送效率，私自将给煤机出力调至设计值的 120% 以上，使皮带长期处于超载状态，导致皮带的伸长量超过标准值的 15% ，进而引发皮带跑偏和张紧装置失效。维护工作的不到位则会使潜在隐患演变为实际损伤，若未按规定每 7 天检查一次托辊，卡涩的托辊会在皮带带动下做滑动摩擦，10 天内就会在皮带表面磨出长度 50mm 、深度3mm 的沟槽；滚筒轴承若超过 30 天未加注润滑脂，会因摩擦发热导致轴承游隙增大，使滚筒轴线产生 0.5-1mm 的偏移，引发皮带横向摆动幅度达 15.20mm ，加剧皮带边缘与机架的摩擦。

四、电厂输煤皮带预防性维护策略

4.1 优化设备选型与安装

在优化设备选型环节，需结合电厂输煤量、煤炭粒度及运输距离等核心参数，建立皮带性能匹配模型。优先选择采用聚酯帆布或钢丝绳芯作为骨架材料的皮带，这类材料在抗拉伸强度和耐疲劳性能上较传统棉帆布材质提升 40% 以上，同时表层橡胶应选用硬度 60-70 Shore A 的氯丁橡胶或丁腈橡胶，其耐磨性比普通天然橡胶高 3 倍以上。对于高负荷工况，可引入动态疲劳测试数据，确保皮带在 100 万次循环拉伸下无明显变形。安装阶段需配备激光准直仪和水平仪，将皮带中心线与机架中心线的偏差控制在 ±2mm 内，滚筒轴线水平度误差不超过 0.5mm/m ，托辊组间距根据皮带宽度优化设置，宽度 1.2m 以上皮带的托辊间距应缩短至 1.2m ，以减少皮带下垂量。

4.2 改善运行环境

改善运行环境需构建 “三级防护体系”：一级防护针对粉尘控制，在输煤栈桥安装智能喷雾降尘系统，通过粉尘传感器联动控制雾炮开启，将粉尘浓度控制在 2mg/m ³ 以下，同时在皮带机头部设置负压吸尘装置，吸尘效率不低于 90% ；二级防护聚焦温湿度调控，在夏季高温时段启用强制通风系统，使环境温度稳定在 35℃以下，冬季则通过保温层设计避免皮带因低温脆化，相对湿度控制在 40%60% 区间，减少霉菌滋生；三级防护强化异物清除，在原煤仓入口设置双重除铁装置，第一道为悬挂式永磁除铁器，磁场强度不低于 12000 高斯，第二道安装金属探测仪与自动分拣机构，响应时间小于 0.5 秒，同时在落煤管处加装缓冲床，采用高分子聚乙烯材质的缓冲条，将物料冲击加速度降低 60% 以上，导料槽出口安装防溢裙板，通过聚氨酯弹性体与皮带的紧密贴合，既避免漏煤又减少摩擦损伤，全方位优化皮带运行的微环境。

4.3 强化人员培训与管理

强化人员培训与管理需实施 “双轨制能力提升计划”。对操作人员开展 “模拟 + 实战” 培训，利用 VR 设备还原皮带跑偏、卡料等 12 种典型故障场景，训练其在 30秒内做出正确处置，考核通过后方可上岗。建立操作行为数字孪生系统，通过 AI 摄像头识别违规操作（如超载运行、急停次数超标），实时推送预警信息，每月生成操作合规率报告。针对维护人员，构建 “点检定修” 体系，开发带式输送机状态监测 APP，内置红外测温、超声波探伤等检测模块，要求每周对托辊转动灵活性进行 100% 检查，发现卡涩托辊立即更换，每月采用钢丝绳探伤仪检测皮带内部钢丝芯状态，每季度开展皮带张力检测并进行动态调整，确保张力偏差不超过 5% 。

五、结论

电厂输煤皮带损伤受多种因素影响，通过对常见损伤类型及原因的深入分析，针对性地采取优化设备选型、改善运行环境、强化人员培训等预防性维护策略，可有效降低皮带损伤发生率，提高输煤系统运行稳定性与可靠性，为电厂安全生产与高效运营提供有力保障。

参考文献：

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