——从“频繁停机”到“连续生产”的智能化升级
一、项目背景：传统清扫器的“三大痛点”
客户名称：山东某年处理量80万吨的烟煤洗煤厂
输送系统参数：
皮带规格：带宽1000mm，带速2.5m/s，输送量500t/h；
物料特性：
煤种：高灰分（25%-30%）、高矸石含量（15%-20%）的烟煤；
粒度分布：0-50mm占比90%，其中0-10mm细颗粒占比40%；
湿度：原煤含水率8%-10%，洗选后精煤含水率12%-15%。
原设备痛点：
清扫效率低导致物料浪费：
原使用合金钢刀头清扫器，对皮带表面细颗粒（0-10mm）清扫不彻底，残留厚度达3-5mm；
回程分支积料厚度超15mm，每日需人工清理3次，每次耗时2小时；
年物料损失：按残留量4mm、带宽1m、输送量500t/h计算，年损失精煤超1800吨（价值约360万元）。
设备磨损严重：
合金钢刀头对皮带接头（含金属丝）磨损率高达0.2mm/月，导致皮带寿命从3年缩短至1.5年；
残留物料进入托辊轴承座，轴承故障率上升150%，年维修成本超120万元。
防堵能力不足：
洗选后精煤含水率12%-15%，易在清扫器表面形成泥浆层，堵塞清扫间隙；
传统清扫器需每日停机清理2次，每次30分钟，年停机损失产量约1.2万吨（价值240万元）。
二、解决方案：聚氨酯清扫器“四维升级”技术体系
1. 防磨损设计：分段式聚氨酯刮刀+弹性补偿
分段式刮刀：
每段长度120mm，采用卡扣式连接，适应皮带凸凹不平表面；
刮刀间嵌入弹性补偿弹簧，压力波动范围±5N，确保清扫压力均匀（25-30N），避免损伤皮带接头。
碳化钨刀片嵌入：
聚氨酯刮刀顶部嵌入1.5mm厚碳化钨刀片（硬度HRC85），针对大颗粒矸石（10-50mm）进行预清扫；
碳化钨刀片寿命达18个月，是合金钢刀头的6倍。
2. 防堵塞设计：疏水性聚氨酯+自清洁结构
疏水改性聚氨酯：
基础树脂选用聚己内酯（PCL）体系，添加纳米二氧化硅（SiO₂），接触角从75°提升至130°；
水滴在刮刀表面滚动角＜8°，泥浆层附着量减少70%。
自清洁风刀系统：
在清扫器后方安装高压气枪（压力0.6MPa），每2小时自动吹扫1次；
配合刮刀表面菱形纹路（深度0.3mm，间距1.5mm），形成“气垫+纹路”双重防堵结构，泥浆层清除率达95%。
3. 降损耗设计：智能压力调节+物料回收
智能压力调节：
安装压力传感器，实时监测刮刀与皮带接触压力，通过PLC自动调整扭力弹簧扭矩；
当皮带张力变化时，压力波动范围控制在±3N，避免清扫不净或过度磨损。
物料回收装置：
在清扫器下方安装螺旋输送机，将残留精煤输送至提升机入口；
回收率达98%，年节约精煤成本352万元（1800吨×1960元/吨）。
4. 降维护设计：快换结构+修旧利废
快换模块化设计：
刮刀采用螺栓固定，更换时间从40分钟缩短至8分钟；
配备备用刮刀库，可存储5套刮刀，实现“不停机更换”。
废料复用工艺：
利用淘汰的聚氨酯筛网侧压板（厚度15mm），切割成刮刀基材；
通过热压成型工艺，将废料与新聚氨酯材料复合，成本降低60%。
三、实施效果：从“高损耗”到“高效益”的跨越
1. 物料节约效果显著
残留量控制：
清扫后皮带表面残留精煤厚度＜0.3mm，回程分支积料厚度＜1mm；
年物料损失从1800吨降至120吨，节约成本336万元。
回收系统效益：
螺旋输送机回收精煤98%，年回收价值352万元；
人工清理频次从每日3次降至每周1次，人力成本节约70%。
2. 设备保护与寿命延长
防磨损效果：
皮带接头磨损率从0.2mm/月降至0.03mm/月，皮带寿命延长至3.5年；
托辊轴承故障率从每月3次降至零，年维修成本减少100万元。
防堵塞效果：
自清洁风刀系统使泥浆层清除率达95%，年停机清理次数从730次降至零；
连续生产时间从330天/年提升至365天/年，增产精煤3万吨，增收600万元。
3. 环保与安全提升
粉尘控制：
作业区PM10浓度从18mg/m³降至2mg/m³，满足《煤炭工业污染物排放标准》（GB 20426-2006）；
被当地环保局评为“绿色矿山示范单位”。
火灾预防：
皮带表面残留精煤厚度减少90%，未发生因精煤自燃引发的火灾事故。
四、技术启示：煤炭行业清扫器的“三大选型原则”
防磨损优先：
必须选择分段式+弹性补偿结构，适应皮带凸凹表面；
头道清扫器需配置碳化钨刀片（硬度HRC≥85），针对大颗粒矸石预清扫。
防堵塞核心：
聚氨酯材料需进行疏水改性（接触角＞120°）；
集成自清洁风刀系统，泥浆层清除率需≥90%。
智能与降本并重：
配备压力传感器和PLC，实现清扫压力自动调节；
利用废料复用工艺（如聚氨酯筛网侧压板），成本降低50%以上。
五、客户评价：从“被动维修”到“主动增效”的转型
“过去我们为皮带磨损和物料浪费头疼不已，现在聚氨酯清扫器不仅年节约成本超780万元，还通过智能回收系统让我们从‘损耗大户’变成‘增效标杆’。更惊喜的是，防堵塞设计让生产连续性大幅提升，彻底消除了火灾隐患！”
——某洗煤厂生产副厂长李某
案例价值点：
场景穿透：深度解析煤炭行业高湿度、高磨损、高堵塞风险特性，强化方案针对性；
技术纵深：从疏水改性到自清洁风刀，构建完整的防磨损+防堵塞体系；
效益闭环：量化物料节约收益（336万元/年）、设备维修收益（100万元/年）、环保合规收益，证明投资回报率（ROI）超400%；
智能赋能：通过压力传感器和PLC实现清扫压力自动调节，契合煤炭行业智能化升级趋势。
