唐曉龍 朱世見 陳新昊

（華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261200）

引言

刮板撈渣機(jī)機(jī)械除渣系統(tǒng)是火力發(fā)電機(jī)組的重要輔機(jī)設(shè)備系統(tǒng)之一。其本身具有運(yùn)載量大、爬坡能力強(qiáng)、運(yùn)營費(fèi)用低、使用維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于我國大部分3300MW、660WM 和1000MW 級別的火力發(fā)電機(jī)組。由于該設(shè)備應(yīng)用較早，投入運(yùn)行至今已存在著各種問題急于解決，對撈渣機(jī)系統(tǒng)這種除渣設(shè)備的綜合性能的提高有了迫切要求。因此，對撈渣機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化改造勢在必行。

本文針對華電濰坊發(fā)電有限公司（下述濰坊電廠）撈渣機(jī)系統(tǒng)近兩年運(yùn)行過程中發(fā)生的重大缺陷展現(xiàn)相關(guān)探究工作，對華電濰坊發(fā)電有限公司撈渣機(jī)系統(tǒng)水平段殼體、關(guān)斷門、鋼渣倉、張緊裝置等設(shè)備進(jìn)行故障分析和技術(shù)改造，解決其經(jīng)常出現(xiàn)的因落焦沖擊造成的關(guān)斷門脫落、水平段殼體壁板變形及張緊輪系故障等重大缺陷，以滿足不同工況下?lián)圃鼨C(jī)系統(tǒng)的適應(yīng)力。

本文通過對華電濰坊發(fā)電有限公司撈渣機(jī)系統(tǒng)升級改造，提出一種新型抗沖擊型水浸式撈渣機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)化改造方案：通過對撈渣機(jī)水平段殼體壁板進(jìn)行加厚處理、增設(shè)內(nèi)支撐梁、安裝碎渣板等方式，增加其對落渣量、落焦量及塌渣量變化的適應(yīng)性；將關(guān)斷門改造為防落焦沖擊、單扇獨(dú)立控制液壓關(guān)斷門；優(yōu)化張緊輪結(jié)構(gòu)和對渣倉輸送系統(tǒng)進(jìn)行換型以提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性。

一、撈渣機(jī)系統(tǒng)概況及存在的問題

（一）撈渣機(jī)系統(tǒng)概況

華電濰坊發(fā)電有限公司二期670MW 火力發(fā)電機(jī)組在裝撈渣機(jī)由青島四洲電力設(shè)備有限公司設(shè)計、制造。#3-4 爐分別布置1 臺撈渣機(jī)。分別于2006 年和2007 年投產(chǎn)，運(yùn)行壽命已超過14 年，其原理是利用圓環(huán)鏈?zhǔn)焦伟鍖?shí)現(xiàn)對鍋爐灰渣的連續(xù)清除。爐渣經(jīng)過渣井、關(guān)斷門，落入撈渣機(jī)水平段殼體上槽體中，灰渣被上槽體內(nèi)的冷卻水冷卻炸裂并沉淀于槽底，隨刮板的運(yùn)動而逐漸抬高，瀝去大部分冷卻水并在撈渣機(jī)末端排出，供渣倉輸送系統(tǒng)送至鋼渣倉內(nèi)二次析水后裝車外運(yùn)。

（二）撈渣機(jī)系統(tǒng)存在的問題

華電濰坊發(fā)電有限公司二期#3、#4 爐存在結(jié)焦問題，在掉焦時經(jīng)常砸中液壓關(guān)斷門、撈渣機(jī)水平段殼體，現(xiàn)在關(guān)斷門、撈渣機(jī)水平段殼體受損嚴(yán)重，東西兩側(cè)多扇側(cè)門已傾倒，兩側(cè)端門受沖擊脫落，漏風(fēng)嚴(yán)重；2019 年#4 撈渣機(jī)鏈條發(fā)生五次斷鏈；#3 撈渣機(jī)水平段殼體外部加強(qiáng)筋板變形嚴(yán)重，西側(cè)壁板向外翻0.76m；因張緊輪軸承室內(nèi)進(jìn)水造成的張緊輪故障每年至少4 起；渣倉頂部膠帶輸送機(jī)支架變形嚴(yán)重，驅(qū)動裝置已過使用年限，糾偏裝置失靈，皮帶跑偏頻繁導(dǎo)致膠帶輸送穩(wěn)定性差，運(yùn)行時大量灰渣從皮帶掉落至鋼渣倉頂部平臺，嚴(yán)重污染環(huán)境，現(xiàn)在已無法使用，嚴(yán)重影響鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此需要對撈渣機(jī)水平段殼體、關(guān)斷門、張緊裝置及渣倉系統(tǒng)等各部分進(jìn)行針對性的優(yōu)化設(shè)計和改造，已達(dá)到機(jī)組實(shí)際能夠滿足任何工況下高可靠性運(yùn)行的需求。當(dāng)前華電濰坊發(fā)電有限公司撈渣機(jī)系統(tǒng)還存在以下問題：

1.撈渣機(jī)水平段槽體經(jīng)過長期運(yùn)行受到灰渣漿液的侵蝕，壁板減薄不可避免，撈渣機(jī)整體抵抗?fàn)t內(nèi)落焦、落渣的沖擊能力降低，槽體在受到爐膛落焦沖擊導(dǎo)致壁板向外傾斜，嚴(yán)重的沖擊力又造成外部加固筋板變形嚴(yán)重，抗沖擊能力進(jìn)一步降低。槽體內(nèi)部支撐梁也因落焦沖擊會造成斷裂，也嚴(yán)重降低了水平段槽體的抗沖擊能力。水封導(dǎo)輪因槽體壁板向外傾斜造成導(dǎo)向輪不垂直壓向鏈條，并且因變形槽體變形造成四個水封導(dǎo)輪和驅(qū)動鏈輪不在一個矩形平面內(nèi)，加速了鏈條、刮板、鑄石板的磨損，鑄石板和刮板耐磨條磨損造成鏈條運(yùn)行間隙增大，鏈條在磨損拉伸過程中變長，在落焦或撈渣機(jī)內(nèi)部壓力波動時撈渣機(jī)鏈條容易造成脫鏈、斷鏈故障，嚴(yán)重影響撈渣機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 撈渣機(jī)系統(tǒng)關(guān)斷門因受到爐膛落焦沖擊導(dǎo)致易造成南北兩側(cè)端門脫落，東西兩側(cè)關(guān)斷門側(cè)門也同樣容易因落焦對門扇的沖擊造成關(guān)斷門拐臂、油缸故障而造成操作失靈，就地工作環(huán)境比較復(fù)雜，爐渣、渣水溫度較高，給就地檢修工作帶來安全隱患。只能通過制作臨時端門、頂桿等方式進(jìn)行臨時處理，機(jī)組運(yùn)行不穩(wěn)定性進(jìn)一步增加。因此，撈渣機(jī)系統(tǒng)需要進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化改造。

3.撈渣機(jī)系統(tǒng)配備的鋼渣倉系統(tǒng)經(jīng)過14 年長時間運(yùn)行，渣倉頂部膠帶輸送機(jī)支架變形嚴(yán)重，驅(qū)動裝置已過使用年限，糾偏裝置失靈，皮帶跑偏頻繁導(dǎo)致膠帶輸送穩(wěn)定性差，運(yùn)行時大量灰渣從皮帶掉落至鋼渣倉頂部平臺，嚴(yán)重污染環(huán)境，同時需要投入大量人力去對頻繁跑偏的皮帶進(jìn)行調(diào)整，既影響輸渣效率，又消耗大量檢修成本。

4.撈渣機(jī)系統(tǒng)在裝的張緊輪設(shè)計為軸承內(nèi)置型，在長時間運(yùn)行后，雖加強(qiáng)了定期加油脂保養(yǎng)維護(hù)，極易因密封損壞發(fā)生軸承腔進(jìn)入灰水現(xiàn)象，從而導(dǎo)致軸承損壞，出現(xiàn)輪組卡澀不轉(zhuǎn)，鏈條直接磨損張緊輪，張緊輪組損壞，鏈條不規(guī)則磨損超標(biāo)的問題，同時造成張緊軸系的偏移，從而使得撈渣機(jī)的鏈條和刮板也出現(xiàn)單邊偏移現(xiàn)象，傾斜后的刮板交叉不規(guī)則的在張緊輪槽處磨損，甚至發(fā)生斷裂，斷裂后的刮板交叉在撈渣機(jī)本體局部位置發(fā)生卡澀，嚴(yán)重的還可能導(dǎo)致鏈條脫軌，撈渣機(jī)鏈條脫鏈，撈渣機(jī)停運(yùn)，鏈條脫軌，安裝鏈條復(fù)位及其困難，無法在線更換修理，影響機(jī)組的長期穩(wěn)定運(yùn)行。

二、撈渣機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)化改造策略

針對上述撈渣機(jī)系統(tǒng)實(shí)際存在的問題，華電濰坊發(fā)電有限公司系統(tǒng)性的提出來一系列優(yōu)化改造方案。首先，為了提高撈渣機(jī)水平段殼體、液壓關(guān)斷門及張緊輪系的運(yùn)行穩(wěn)定性、降低維護(hù)工作量，設(shè)計了一系列的針對性改造措施，對撈渣機(jī)系統(tǒng)硬件進(jìn)行針對性的升級更換，使撈渣機(jī)系統(tǒng)安全運(yùn)行水平得到大大提高。

（一）撈渣機(jī)水平段槽體及導(dǎo)輪系統(tǒng)的優(yōu)化

將撈渣機(jī)槽體側(cè)板更換為16MM 厚Q345 鋼板，側(cè)板支撐及底粱主梁采用220×220×18 H 字鋼作為支撐，上槽體內(nèi)設(shè)置5 跟DN100 Q235 材質(zhì)內(nèi)支撐梁，每根支撐梁上方加裝碎渣板，撈渣機(jī)下槽制成封閉式，刮板回程在鑄石襯底上運(yùn)行，下槽體設(shè)有2 處落渣口，可將撈渣機(jī)未被掃渣簾清除的少量回程帶渣集中在水平段下槽體2 處落渣口，用沖洗水沖到渣溝，可實(shí)現(xiàn)刮板帶渣的清理，從而徹底解決了刮板空載段帶渣的問題；撈渣機(jī)上槽體采用無螺栓緊固快開人孔：此人孔只需一捅即開，避免了因螺栓銹蝕造成開門困難和操作繁瑣之弊；撈渣機(jī)水封導(dǎo)輪總成、前導(dǎo)輪總成及尾導(dǎo)輪總成采用凹槽式鏈輪（精密模鍛），鏈輪經(jīng)淬火熱處理硬度HRC 48～55，延長使用壽命，對撈渣機(jī)水平段殼體內(nèi)部鑄石板更換為40mm 高耐磨鑄石板，將刮板耐磨條更換為12mm 厚65Mn 鋼板，增長刮板與鑄石板的使用壽命，同時更換自動化液壓張緊系統(tǒng)，靈敏度性能大大提高，降低了鏈條過長造成的風(fēng)險。通過硬件上的升級換代改造，提高了撈渣機(jī)系統(tǒng)整體的安全性，適應(yīng)煤種和鍋爐運(yùn)行工況的能力從根本上得到了提升。

（二）液壓關(guān)斷門的優(yōu)化升級改造

將撈渣機(jī)南北渣斗液壓關(guān)斷門改造為防落焦沖擊、單扇獨(dú)立控制液壓關(guān)斷門，液壓關(guān)斷門有如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：關(guān)斷門采用柱銷懸吊配合單向雙鉸鏈臂加裝雙層單閘板結(jié)構(gòu)的門扇。關(guān)斷門液壓系統(tǒng)采用單獨(dú)、關(guān)聯(lián)互鎖功能、根據(jù)液壓指令程序關(guān)閉，通過機(jī)械鎖和液壓自鎖裝置保證關(guān)斷門能夠運(yùn)行到位，可靠自鎖，即使液壓站停止工作或系統(tǒng)出現(xiàn)故障，關(guān)斷門仍能保持良好的自鎖狀態(tài)；單扇門單獨(dú)板控制，具有定位開關(guān)角度功能。提高了液壓關(guān)斷門的抗沖擊能力，減小了爐底漏風(fēng)率，提高了機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的能力。

（三）張緊裝置的優(yōu)化升級改造

對張緊輪進(jìn)行設(shè)備技術(shù)改造，通過對撈渣機(jī)張緊輪結(jié)構(gòu)改造的綜合考慮，以及撈渣機(jī)運(yùn)行特點(diǎn)，采用對撈渣機(jī)張緊輪軸承外置，使其脫離長期處在灰渣中工作的惡劣環(huán)境，最大限度降低張緊輪軸承易進(jìn)渣水的可能。軸承外置改造后軸承室不易進(jìn)入灰水損壞軸承，導(dǎo)輪采用可靠有預(yù)緊力的軸向固定，可承受大的軸向力，鏈輪不易發(fā)生軸向躥動，避免導(dǎo)輪與軸之間出現(xiàn)松動、“滾鍵”的現(xiàn)象，鏈輪輪體采用組合結(jié)構(gòu)，與刮板鏈條接觸受力的鋼輪圈經(jīng)淬火熱處理，耐磨、壽命高。

（四）渣倉系統(tǒng)的優(yōu)化升級改造

將膠帶輸送機(jī)裝置改造為TYPEZX.GPST2000 鏈條刮板輸送機(jī)，減少缺陷發(fā)生頻率，降低環(huán)境污染風(fēng)險，提高設(shè)備運(yùn)行可靠性。更換鋼渣倉腐蝕嚴(yán)重的錐體，同時以三棱形析水板型式取代原槽形析水板結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)析水效果，并對鋼渣倉內(nèi)壁進(jìn)行貼襯，提高鋼渣倉內(nèi)壁抗腐蝕和磨損性能。將鋼渣倉下部排渣門改造為采用帶充氣密封圈的結(jié)構(gòu)形式，確保開關(guān)靈活可靠，密封性好，降低環(huán)境污染風(fēng)險。

三、升級優(yōu)化改造后的效果

通過對撈渣機(jī)系統(tǒng)升級改造，經(jīng)過1 年的長期跟蹤觀察發(fā)現(xiàn)：撈渣機(jī)水平殼體、液壓關(guān)斷門及渣倉和張緊輪系的換型改造，撈渣機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性效果顯著。撈渣機(jī)殼體及液壓關(guān)斷門的抗沖擊能力得到明顯提升，渣倉系統(tǒng)及張緊輪系的故障率明顯降低，渣倉輸送系統(tǒng)年維修費(fèi)用節(jié)省10萬元以上，既減少了工作人員就地操作的工作量和勞動強(qiáng)度，又降低了渣倉輸送系統(tǒng)的電機(jī)能耗，并進(jìn)一步減少了運(yùn)行人員不必要的巡檢工作、提升了系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。

四、結(jié)論

針對火力發(fā)電機(jī)組水浸式刮板撈渣機(jī)存在的實(shí)際問題，本文研究的優(yōu)化改造方案對撈渣機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性提高效果顯著，具有便于實(shí)施，同時經(jīng)濟(jì)性價比明顯等特點(diǎn)，對同類型撈渣機(jī)系統(tǒng)的升級改造工作具有借鑒意義。