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“洪亮最近迷上京剧啦?‘黑脸谱’画得相当专业。”听到同事的调侃,刚刚完成转接塔维修任务的王洪亮万分无奈:“机房里头煤灰大得很,你还能认出我就已经不错啦。”
洪亮是一航局京唐港煤炭码头港机设备运维服务部的一名技术员。煤港等散货码头多用皮带机运输煤炭等物料,这种运输距离长、输送量大的机械却有一个缺点:直来直去,不好转弯。为此,运输线上设置了多座转接塔。煤炭在塔内的直线落煤管中利用高度差自然下落,“换乘”到下处皮带,改变运输方向。但在传统的直线式落煤管中,煤炭进行的是“自由落体”,速度快、冲击大,不仅会导致落料不均、加快皮带磨损,还会在下落途中扬起滚滚煤尘。若遇大风天气,煤灰就会往运维人员的鼻子、嘴巴里钻。转接塔成了一线运维人员的“心头疙瘩”,也成为建设团队的重点攻关课题之一。
“既然煤炭直线下落弊端多,那能不能通过技术手段控制它的下落线路和节奏?”一航局安装公司机电设计咨询分公司总经理胡艳的建议,让技术团队眼前一亮。但要让煤流变“温顺”,技术员陈思龙一时犯了难:“最大的难题在于空间。”陈思龙介绍,转接塔内部结构不能大改,研发团队只能在原有的直线落煤管上做文章。
一次出差考察,陈思龙在机械加工厂看到了正在组装的过山车轨道,跌宕的线条让他眼前一亮:“过山车爬坡上山时,不就是在消耗自身的动能吗?我们也可以让煤炭‘爬山’减速!”根据陈思龙的想法,研发团队肯定了让直线落煤管“化直为曲”的初步设计——曲线溜槽。但曲线画几道弯?怎么画?还是一道难题。
经过设计团队反复计算,溜槽中的第一条曲线,由溜槽头部的漏斗和集料装置构成,能使煤流更加集中,减缓煤炭掉落速度,避免长距离直线坠落。第二条曲线,是溜槽中部的抛料曲线,形如“月牙”,将经过这里的煤炭微微抛起,再次减速。第三条曲线是加强版“月牙”,把抛起的煤炭收拢后转运至下方溜槽。第四道曲线,是漏斗尾部的给料匙,像是煤炭“滑梯”,让煤炭沿着给料匙的切线方向,“优雅”地落入下级皮带。
曲线初样画完了,为了验证实际应用效果,技术团队通过计算机软件进行模拟与分析。他们将组成煤流的无数煤炭颗粒化作独立个体,根据煤炭下落时的物理特性,对溜槽中煤流的运动进行动态模拟。在反复的模拟中,技术团队不断调整曲线曲率等参数,得出“最优解”。将控煤能力最强、减尘效果最好的模型为蓝本投入生产。经过近一年的设计研发、不断调试改进,全新的曲线溜槽工艺正式诞生。
“将直线落煤管换成曲线溜槽后,其内部的四条曲线能控制煤炭的‘自由落体’,将煤流的‘无序降落’变为‘可控滑动’。既减弱了煤流对皮带的冲击,减少噪声与皮带损耗,又让原先随机落下的煤炭均匀地“摊”在下游皮带正中,防止皮带因重量不均而跑偏,克服直线落煤管的种种‘硬伤’,降低转接塔内的粉尘浓度。”胡艳解释道。
如今,京唐港运维服务部完成了转接塔曲线溜槽改造项目。经测量,溜槽出口处的粉尘浓度,由原先的40%降至8%。