賈 磊

（神華包頭煤化工有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古包頭 014000）

GE水煤漿氣化撈渣機(jī)故障分析及改造

賈 磊

（神華包頭煤化工有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古包頭 014000）

針對(duì)GE水煤漿氣化工藝中撈渣機(jī)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并采取了相應(yīng)的技術(shù)改造措施，改造后設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，檢修頻率下降，并對(duì)各項(xiàng)改造進(jìn)行了介紹

GE；氣化；撈渣機(jī)；故障；改造

水煤漿氣化裝置工藝流程為，水煤漿經(jīng)過(guò)氣化爐反應(yīng)生成合成氣（CO＋H2）供給下游生產(chǎn)裝置，煤進(jìn)入氣化爐進(jìn)行反應(yīng)的過(guò)程將有效成分燃燒后無(wú)法燃燒的部分經(jīng)過(guò)氣化爐激冷室、鎖斗排放至撈渣機(jī)渣倉(cāng)再由刮板輸送至渣車(chē)后外送。如果撈渣機(jī)出現(xiàn)故障也將影響氣化爐的正常運(yùn)行。下面將我公司撈渣機(jī)自2010年投料試車(chē)以來(lái)出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析解決。

1 刮板輸送機(jī)的主要參數(shù)及特點(diǎn)

1.1 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

1.1.1 撈渣機(jī)受料數(shù)據(jù)（單臺(tái)數(shù)據(jù)）

表1

1.1.2 撈渣機(jī)出料數(shù)據(jù)（單臺(tái)數(shù)據(jù)）

表2

1.2 設(shè)計(jì)參數(shù)

出力：3.0～15 t／h（干基）連續(xù)調(diào)節(jié)；

刮板速度：0.6～1.5 m／min連續(xù)調(diào)節(jié)；（變頻調(diào)速）；

刮板有效尺寸（L×H）：1 200×200 mm；

電機(jī)型號(hào)與功率：YBTP132M－4，7.5 k W，防爆等級(jí)dⅡCT4

設(shè)計(jì)壓力：常壓；

設(shè)計(jì)溫度：100℃；

傾斜段仰角：35°

1.3 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）倉(cāng)體下部全鋪防破碎、防脫落40 mm厚玄武巖鑄石襯，硬度HV700，使用壽命200000 h：此襯底不僅比金屬襯底壽命提高了4～5倍，且比金屬襯底摩擦系數(shù)小，從而降低了刮板和鏈條的磨損，提高了刮板和鏈條的使用壽命；

（2）鏈條張緊裝置采用尾部液壓及手動(dòng)輔助張緊裝置，此裝置設(shè)置在撈渣機(jī)尾部，由油泵、張緊油缸、蓄能器、油箱、液壓閥門(mén)組件、表盤(pán)、管路等組成。當(dāng)鏈條磨損、拉長(zhǎng)后不需檢修人員人工張緊，液壓系統(tǒng)在恒定的液壓下自動(dòng)張緊，并保證張緊狀態(tài)的恒定；同時(shí)由于鏈條處于較緊工作狀態(tài)，從而減少刮板與底板的摩擦，提高了刮板的使用壽命。張緊行程是400 mm，端部有限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)張緊行程達(dá)到400 mm時(shí)，滑動(dòng)軸承座上的撞擊塊撞到限位開(kāi)關(guān)從而發(fā)出信號(hào)提醒操作人員，鏈條已經(jīng)拉長(zhǎng)接近極限必須截鏈條。必須說(shuō)明：頭部拖動(dòng)機(jī)構(gòu)張緊裝置必須保證在400 mm張緊行程內(nèi)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)鏈輪和驅(qū)動(dòng)鏈條32A－2Xn不能處于完全張緊狀態(tài)，否則，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或拖動(dòng)機(jī)構(gòu)將損壞。扒渣機(jī)頭部設(shè)有鎖定裝置，目的是自動(dòng)張緊過(guò)程中防止液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障失靈而致使張緊機(jī)構(gòu)撤回太多；兩個(gè)鎖定螺桿把拖動(dòng)機(jī)構(gòu)的軸承頂住，從而防止拖動(dòng)機(jī)構(gòu)撤回。維護(hù)人員要在一周時(shí)間內(nèi)調(diào)整一次，使其與滑動(dòng)軸承座接觸。

（3）扒渣機(jī)的動(dòng)力采用防爆變頻電機(jī)、減速機(jī)軸端鏈輪、鏈條拖動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定無(wú)級(jí)調(diào)速，減少對(duì)設(shè)備沖擊，同時(shí)對(duì)扒渣機(jī)的過(guò)載起到安全保護(hù)作用。需要說(shuō)明的是：要經(jīng)常檢查驅(qū)動(dòng)鏈輪、鏈條的松緊度，若需要及時(shí)調(diào)整驅(qū)動(dòng)電機(jī)底座。

（4）刮板與鏈條的連接：由于采用了無(wú)螺栓鉸鏈?zhǔn)竭B接，使拆裝、調(diào)節(jié)刮板間距極為方便。

（5）無(wú)螺栓緊固快開(kāi)人孔；

（6）可搖開(kāi)式內(nèi)導(dǎo)輪：此結(jié)構(gòu)可將殼體內(nèi)部部件轉(zhuǎn)至外側(cè)，便于內(nèi)導(dǎo)輪的檢修。

2 撈渣機(jī)運(yùn)行存在的問(wèn)題及改造

2.1 撈渣機(jī)受料管線堵塞

2.1.1 問(wèn)題現(xiàn)象及原因

撈渣機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)運(yùn)行電流在一段時(shí)間內(nèi)逐漸下降直至不發(fā)生變化，并發(fā)現(xiàn)氣化爐內(nèi)爐渣并未排放至撈渣機(jī)內(nèi)，停機(jī)進(jìn)行檢修發(fā)現(xiàn)撈渣機(jī)受料管與泄入口襯板距離過(guò)近，由于氣化爐爐渣具有一定粘度同時(shí)在生產(chǎn)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)直徑較大的煤渣，間距較小造成煤渣無(wú)法順利進(jìn)入撈渣機(jī)內(nèi)部，久而久之形成了堆積造成撈渣機(jī)受料管線堵塞氣化爐內(nèi)爐渣無(wú)法正常進(jìn)入撈渣機(jī)內(nèi)部。

2.1.2 故障解決方法及效果

考慮氣化在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)堵渣現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)處理后會(huì)出現(xiàn)較大的渣塊，固將原有撈渣機(jī)受料管線與泄入口襯板距離有原有230 mm改為500 mm，在經(jīng)過(guò)一段運(yùn)行后再未出現(xiàn)過(guò)撈渣機(jī)受料管線堵塞的現(xiàn)象，同時(shí)發(fā)現(xiàn)泄入口襯板與受料管線在原有間距尺寸時(shí)，由于間距過(guò)小造成爐渣脫離受料管線時(shí)的發(fā)散角度小造成泄入口襯板局部磨損嚴(yán)重。將間距加大后磨損面積增大但是使用時(shí)間延長(zhǎng)，同時(shí)在提高間距的同時(shí)將泄入口襯板由原有的30 mm增大為40 mm，使得泄入口襯板由原有的使用時(shí)間為1 800－2 000 h延長(zhǎng)至如今3 000－4 000 h。

2.2 撈渣機(jī)受料管線無(wú)法切換

2.2.1 問(wèn)題現(xiàn)象及原因

撈渣機(jī)在初期設(shè)計(jì)時(shí)將排渣管線與事故排渣管線設(shè)置為翻板閥，在需要切換排渣管線是只需要人工轉(zhuǎn)動(dòng)翻板閥來(lái)完成排渣管線的切換，具有造價(jià)低操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，但是在實(shí)際使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，由于氣化爐灰渣中固含量很高造成轉(zhuǎn)動(dòng)部件內(nèi)經(jīng)常進(jìn)入較小的固體顆粒造成卡塞，當(dāng)需要切換時(shí)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)切換排渣管線，并且當(dāng)切換至事故排渣管線時(shí)無(wú)法對(duì)排渣管線進(jìn)行有效的隔離存在一定的泄漏量，造成撈渣機(jī)故障狀態(tài)下無(wú)法隔離進(jìn)行檢修。氣化爐被迫做出停車(chē)處理。

2.2.2 故障解決方法及效果

方案一：

針對(duì)上述存在的問(wèn)題，我們將排渣管線及事故排渣管線的切換裝置更換為兩臺(tái)閘板閥，在滿(mǎn)足快速切換排渣管線的同時(shí)也做到了有效的隔離，在使用初期得到了很好的效果，但在使用一段時(shí)間后有其實(shí)在氣化爐檢修周期的延長(zhǎng)及撈渣機(jī)事故率下降的情況下，閘板閥長(zhǎng)期不工作由于結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)使得閥板的滑道內(nèi)囤積大量的固體顆粒，在操作時(shí)無(wú)法關(guān)閉閥門(mén)，造成撈渣機(jī)在故障狀態(tài)下依舊無(wú)法正常切除。解決方案一沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題。

方案二：

在總結(jié)了上述兩種情況的前提下，同時(shí)滿(mǎn)足氣化爐積渣保持時(shí)間20－30 min的前提下，將撈渣機(jī)排渣管線切換裝置改造為8字盲板，這樣從根本上解決了無(wú)法切換排渣管線的問(wèn)題，同時(shí)在撈渣機(jī)出現(xiàn)事故狀態(tài)需要檢修時(shí)可以做到絕對(duì)有效的隔離。但是此項(xiàng)改造的缺點(diǎn)是作業(yè)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，但是也能滿(mǎn)足保證氣化爐正常運(yùn)行。

2.3 撈渣機(jī)擴(kuò)能改造

2.3.1 問(wèn)題現(xiàn)象及原因

（1）撈渣機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)灰渣水落入撈渣機(jī)前部渣池后，因渣量過(guò)大，灰渣堆積嚴(yán)重，當(dāng)撈渣機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，撈渣機(jī)不能正常啟動(dòng)，造成渣池內(nèi)積壓大量灰渣，經(jīng)常需要打開(kāi)人孔進(jìn)行人工清渣，嚴(yán)重影響了撈渣機(jī)的正常運(yùn)行，也影響了正常生產(chǎn)，不能滿(mǎn)足正常需要。造成原因是電機(jī)功率較?。ㄔ须姍C(jī)型號(hào)與功率：YBTP132M－4，7.5 k W，防爆等級(jí)dⅡCT4）。

（2）撈渣機(jī)尾部水池，當(dāng)前部渣池的灰水放入尾部水池后，由于大量細(xì)小的灰渣無(wú)法再短時(shí)間能沉降有刮板輸送至外部使得灰水中的含固量依舊相對(duì)較高，由于攪拌器的攪拌效果不好無(wú)法將灰水?dāng)嚢杈鶆?，使得灰水在排水口處形成灰渣的沉淀和堆積，并時(shí)常將排水口堵死，渣水不能正常排放。

2.3.2 解決方案及效果

（1）將原7.5k W電機(jī)更換為15k W電機(jī)，同時(shí)減速機(jī)也相應(yīng)更換，拖動(dòng)機(jī)構(gòu)大鏈輪及小鏈輪均改為三排套筒滾子鏈輪，拖動(dòng)機(jī)構(gòu)不更換，采用原拖動(dòng)機(jī)構(gòu)。經(jīng)過(guò)改造后從根本上解決了撈渣機(jī)不能正常啟動(dòng)的問(wèn)題。

（2）攪拌器整臺(tái)更換，將原有攪拌葉直徑為750 mm改為1 000 mm，電機(jī)功率由原來(lái)的5.5 k W改為15 kW，轉(zhuǎn)速有原來(lái)的81 r／min改為131 r／min。也從根本上解決了水池內(nèi)灰水?dāng)嚢璨痪鶆虻膯?wèn)題，使排渣口順利排渣。

2.4 撈渣機(jī)導(dǎo)輪損壞頻繁

2.4.1 問(wèn)題現(xiàn)象及原因

在撈渣機(jī)運(yùn)行過(guò)程中有大量的灰渣囤積至導(dǎo)輪處，致使有一部分灰渣進(jìn)入軸承使軸承損壞，導(dǎo)致導(dǎo)輪無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，囤渣的原因?yàn)闅饣癄t排除灰渣存在一定粘度部分灰渣粘附于鏈條及刮板表面在經(jīng)過(guò)導(dǎo)輪平臺(tái)時(shí)部分灰渣脫落致使導(dǎo)輪平臺(tái)有大量的灰渣囤積導(dǎo)致導(dǎo)輪軸承損壞。

2.4.2 解決方案及效果

撈渣機(jī)在初始設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)了鏈條沖洗水，但是在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)單純將鏈條上粘附的灰渣沖洗干凈，對(duì)刮板表面粘附的灰渣不進(jìn)行沖洗，同樣使得導(dǎo)輪處依舊會(huì)有大量灰渣囤積，因此在鏈條沖洗水的基礎(chǔ)上增加了刮板沖洗水使得在使用過(guò)程中灰渣不會(huì)在跟隨刮板及鏈條囤積在導(dǎo)輪處。在改造初期使用效果良好，但是由于沖洗水采用系統(tǒng)外的新鮮水并且在原有基礎(chǔ)上增加了刮板沖洗水致使工藝操作中無(wú)法有效的維持水平衡，因此減小了刮板沖洗水水量，在減小沖洗水量后發(fā)現(xiàn)刮板便面粘附的灰渣就無(wú)法沖洗徹底依舊存在灰渣囤積的現(xiàn)象，因此通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)造成導(dǎo)輪軸承損壞的原因就是因?yàn)榛以趯?dǎo)輪處的囤積，在其他位置的囤積無(wú)法造成導(dǎo)輪軸承損壞。因此在提供沖洗水的同時(shí)，將導(dǎo)輪下方對(duì)應(yīng)的平臺(tái)開(kāi)了一個(gè)130×280 mm矩形開(kāi)孔，使得堆積的灰渣由矩形開(kāi)孔從新進(jìn)入渣倉(cāng)解決的在導(dǎo)輪處灰渣囤積造成導(dǎo)輪村壞的現(xiàn)象。

2.5 撈渣機(jī)輪動(dòng)機(jī)構(gòu)無(wú)法正常脫鏈

（1）問(wèn)題現(xiàn)象及原因

圖1 撈渣機(jī)使用過(guò)程主動(dòng)輪積渣圖

如圖1所示撈渣機(jī)拖動(dòng)機(jī)構(gòu)牙盤(pán)與鏈條嚙合處存在大量灰渣使得鏈條與牙盤(pán)之間摩擦力增大，無(wú)法在鏈條與牙盤(pán)的切線位置脫離致使鏈條在牙盤(pán)上發(fā)生纏繞現(xiàn)象至撈渣機(jī)跳車(chē)。嚴(yán)重時(shí)會(huì)將鏈條拉斷，造成設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞。

2.6 解決法案及效果

在撈渣機(jī)拖動(dòng)機(jī)構(gòu)牙盤(pán)處增加沖水，首先根據(jù)工藝系統(tǒng)考慮不想增加系統(tǒng)外來(lái)進(jìn)水因此沖洗水采用低壓灰水，但是在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)低壓灰水極易結(jié)垢，致使用不到一周時(shí)間管線結(jié)垢堵死，由于現(xiàn)場(chǎng)空間受限增加沖洗水管線尺寸為DN15，因此堵塞后無(wú)法疏通只能更換管線，所以無(wú)法滿(mǎn)足使用要求，但是在使用低壓灰水過(guò)程中發(fā)現(xiàn)隨著管線結(jié)垢水量逐漸減小時(shí)雖然無(wú)法將牙盤(pán)完全沖洗干凈，但是也同樣可以解決鏈條由于積渣無(wú)法在牙盤(pán)切線位置脫離的問(wèn)題，因此得出只需要極小的水量就可以滿(mǎn)足設(shè)備安全運(yùn)行的要求同時(shí)也不會(huì)破壞工藝成產(chǎn)中的水平衡問(wèn)題。最終采用新鮮水作為水源，使用效果良好。

2.7 撈渣機(jī)刮磨損檢修更換費(fèi)用較大

刮板是撈渣機(jī)設(shè)備的易損部件，一套刮板的使用壽命為4個(gè)月左右，即為1臺(tái)氣化爐系統(tǒng)的一個(gè)運(yùn)行周期。在一個(gè)周期過(guò)后，刮板兩側(cè)與鏈條連接部位（連接耳）磨損嚴(yán)重，可靠連接無(wú)法保證，會(huì)導(dǎo)致?lián)圃鼨C(jī)停車(chē)甚至設(shè)備損壞，因故需更換成套新刮板以保證撈渣機(jī)乃至整臺(tái)氣化爐系統(tǒng)下一個(gè)周期的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

通過(guò)對(duì)撈渣機(jī)的運(yùn)行觀察，發(fā)現(xiàn)刮板除連接耳外的其他部位磨損甚微，可重復(fù)使用，顯然，連接耳就成為刮板使用壽命的短板。因此制定方案為：將廢舊刮板連接耳割除，清理打磨，新連接耳選用材料27SiMn，經(jīng)整體鍛造加工、表面高溫淬火熱處理、最終與刮板主體焊接。經(jīng)表面淬火熱處理后材料27SiMn的洛氏硬度值為HRC30－38，具有良好的耐磨性和強(qiáng)度，同時(shí)略低于撈渣機(jī)主體部件鏈條的洛氏硬度值HRC50，不失保護(hù)撈渣機(jī)鏈條的作用。修復(fù)后的刮板可連續(xù)使用4個(gè)月之久，刮板經(jīng)修復(fù)后可累計(jì)使用8個(gè)月。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，撈渣機(jī)刮板數(shù)量為45塊／臺(tái)，神華包頭煤化工有限責(zé)任公司氣化裝置共有撈渣機(jī)7臺(tái)，1臺(tái)套新刮板的使用壽命為4個(gè)月，新刮板的市場(chǎng)價(jià)為2 100元／塊，修復(fù)一塊刮板的費(fèi)用為342元／塊，修復(fù)后的刮板可連續(xù)使用4個(gè)月之久，刮板經(jīng)修復(fù)后可累計(jì)使用8個(gè)月。如不修復(fù)利用，則氣化裝置1年維持運(yùn)行刮板消耗所需費(fèi)用為45塊／臺(tái)×7臺(tái)×（12個(gè)月／4個(gè)月）×2 100元／塊＝1984500元。如修復(fù)利用，神華包頭煤化工有限責(zé)任公司氣化裝置1年維持運(yùn)行刮板消耗所需費(fèi)用為45塊／臺(tái)×7臺(tái)×（12個(gè)月／8個(gè)月）×（2 100元／塊＋342元／塊）＝1 153 845元。綜上，修復(fù)利用刮板節(jié)省檢修費(fèi)用為1 984 500－1153 845≈83萬(wàn)元。帶來(lái)的直接經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。

3 結(jié) 論

通過(guò)5 a來(lái)對(duì)撈渣機(jī)在運(yùn)行中暴露出的設(shè)計(jì)、操作的問(wèn)題和難點(diǎn)問(wèn)題的分析改造，目前撈渣機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定故障率相較以往大大降低，檢維修費(fèi)用也隨之下降，但是撈渣機(jī)小導(dǎo)輪更換頻率較高，內(nèi)導(dǎo)輪運(yùn)行狀態(tài)無(wú)法觀察等問(wèn)題在以后的運(yùn)行中仍有待改善。

Failure analysis and improvement of GE coal slurry gasifier

JIA Lei
（Shenhua Baotou Coal Chemical Co.，Ltd.，Baotou Inner Mongolia 014000 China）

Article focused on the slag conveyer in the GE water－slurry gasification operation，analyzed the operating problem in details，according to these problem found out the technical improvement.The equipment reach the stable condition after the modification，drastically decreased the service frequency.So far the article explained every modification of the slag conveyer.

GE；gasification；slag conveyer；malfunction；modification.

TQ085

B

1003-6490（2015）04-0037-04

2015－07－15

賈磊，（1986－），男，內(nèi)蒙古包頭人，助理工程師，2014年畢業(yè)于內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)，主要從事煤氣化設(shè)備技術(shù)管理工作，郵箱：jialei1＠csclc.com