張航

（大唐三門(mén)峽發(fā)電有限責(zé)任公司，河南 三門(mén)峽 472100）

1 前言

風(fēng)冷式干渣機(jī)在當(dāng)今鍋爐除渣系統(tǒng)中使用廣泛，較傳統(tǒng)濕式撈渣機(jī)，干渣機(jī)具有節(jié)水節(jié)能、密封隔斷可靠等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也具有支撐、傳動(dòng)、導(dǎo)向部件多，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)。不銹鋼輸送帶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了細(xì)灰及小顆粒渣塊會(huì)掉落至干渣機(jī)底部造成底部灰渣堆積，堆積過(guò)高會(huì)影響輸送帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)。功能決定機(jī)構(gòu)，干渣機(jī)由上部的不銹鋼輸送帶系統(tǒng)和下部的清掃鏈系統(tǒng)兩大部分組成，輸送鏈系統(tǒng)輸送爐膛落渣，清掃鏈系統(tǒng)清理底部灰渣，兩套系統(tǒng)功能互補(bǔ)，有機(jī)結(jié)合。

清掃鏈系統(tǒng)會(huì)發(fā)生例如脫鏈、刮板彎曲、刮板偏斜、連接環(huán)斷裂、底板磨損、驅(qū)動(dòng)鏈輪異響等故障；系統(tǒng)故障原因需要多角度去綜合考慮，解決方案不能“顧此失彼”，要統(tǒng)籌兼顧。本文從清掃鏈系統(tǒng)常見(jiàn)故障入手，綜合分析并闡述各部件之間的相互影響，對(duì)力求全面兼顧的解決方案進(jìn)行探討。

2 清掃鏈系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

以某1000MW火力發(fā)電機(jī)組鍋爐干渣機(jī)為例，對(duì)清掃鏈系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)介：清掃鏈系統(tǒng)布置在輸送鏈系統(tǒng)下部，前部出渣口處安裝驅(qū)動(dòng)鏈輪組，尾部安裝張緊可調(diào)的從動(dòng)鏈輪組，鏈條采用18×64-13的礦用圓環(huán)鏈，每13

個(gè)鏈環(huán)安裝一個(gè)開(kāi)口式連接環(huán)，連接環(huán)與刮板相連，全程125個(gè)刮板；與底板接觸部分為工作程鏈條，鏈輪以上部分為返程鏈條，返程鏈條由延程布置的清掃鏈托輥承托，鏈條張緊后，干渣機(jī)起弧段的壓輥和壓鏈板分別壓住工作程和返程鏈條，使清掃鏈完成水平至斜坡的變向，刮板全程貼緊底板運(yùn)行，將底部灰渣刮至出渣口，系統(tǒng)可設(shè)置自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行，持續(xù)清理底部灰渣。

圖1 干渣機(jī)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

3 清掃鏈系統(tǒng)常見(jiàn)異常故障及系統(tǒng)解決方案

3.1 故障1：清掃鏈脫鏈

脫鏈?zhǔn)乔鍜哝溝到y(tǒng)中最常見(jiàn)的故障，分為兩種：一種表現(xiàn)為上部的返程鏈條從托輥輪槽中脫落滑出，刮板上午連接使兩側(cè)鏈條間距不變，所以脫鏈后鏈條偏向同一側(cè)，往往是一側(cè)鏈條向內(nèi)脫落造成上、下鏈條刮板絞纏在一起，另外一側(cè)鏈條向外脫落卡在輥輪與干渣機(jī)殼體之間。另一種表現(xiàn)為鏈條在主、從動(dòng)鏈輪處脫落。無(wú)論哪一種情況，脫鏈后都會(huì)存在局部的工作程與返程鏈條刮板接觸、絞纏，造成阻力突增清掃鏈跳閘，且可能會(huì)造成清掃鏈托輥崩壞、刮板彎曲、連接環(huán)斷裂、驅(qū)動(dòng)鏈輪斷牙等。脫鏈的原因主要由以下幾點(diǎn)。

（1）張緊不及時(shí)鏈條過(guò)松，返程鏈運(yùn)行中上下起伏，刮板在兩個(gè)托輥之間最低點(diǎn)與工作程刮板接觸造成脫鏈；張緊力不足返程鏈線路約束力差，上下起伏幅度大，易造成脫鏈。

（2）清掃鏈長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)，或循環(huán)周期間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成干渣機(jī)底部灰渣過(guò)厚并覆蓋托輥，造成返程鏈條“浮”在灰渣上無(wú)法與輥輪接觸嚙合；這種情況下兩個(gè)位置最易脫鏈：一是驅(qū)動(dòng)鏈輪處，斜坡灰渣阻力造成此處返程鏈條最松，返回行走不及時(shí)堆擠在一處，造成脫鏈；二是起弧段，灰渣堆積過(guò)厚只有底部灰渣被刮走，上部灰渣向下流動(dòng)堆積在起弧段，返程鏈埋于灰渣之中極易脫鏈。

（3）刮板尺寸不合適，分為兩種：一是刮板總長(zhǎng)度與設(shè)計(jì)偏差大；二是刮板總長(zhǎng)度合適，但安裝連接環(huán)的螺栓孔定位尺寸偏差大，兩種情況都會(huì)造成返程刮板經(jīng)過(guò)托輥時(shí)易脫鏈。

（4）托輥形位尺寸偏差大或安裝位置不統(tǒng)一，各托輥軸承座端面至輥輪槽距離與設(shè)計(jì)尺寸不一致，托輥輪槽中心不在一條直線上，易造成脫鏈；托輥長(zhǎng)時(shí)間使用輪槽磨損變寬（圖2），返程鏈條姿態(tài)偏斜也會(huì)造成脫鏈。

圖2 磨損嚴(yán)重的托輥

（5）大塊異物（如渣塊或檢修遺留板、條、圓鋼等異物）掉入清掃鏈系統(tǒng)內(nèi)部，卡在鏈條與托輥輪之間造成脫鏈。

（6）起弧段壓鏈板磨穿卡住鏈條造成脫鏈。

（7）驅(qū)動(dòng)鏈輪處剝鏈器（俗稱(chēng)：老鷹鐵）磨損嚴(yán)重不能及時(shí)頂出鏈條，造成鏈環(huán)卡在鏈輪無(wú)法及時(shí)脫開(kāi)，跳鏈后造成驅(qū)動(dòng)鏈輪處脫鏈。

（8）驅(qū)動(dòng)或從動(dòng)鏈輪軸向間距偏差大與設(shè)計(jì)不相符，與刮板不匹配。

（9）設(shè)計(jì)原因個(gè)別托輥間距過(guò)大，刮板在此處下墜幅度過(guò)大，與工作程鏈條刮板發(fā)生接觸絞纏造成脫鏈。

針對(duì)以上8個(gè)不同的原因，解決方案如下：

（1）建立清掃鏈張緊定期工作并嚴(yán)格執(zhí)行，將鏈條松緊情況標(biāo)準(zhǔn)化并納入日常巡檢中，定期或發(fā)現(xiàn)鏈條過(guò)松，及時(shí)進(jìn)行張緊，保證返程鏈條不予工作程鏈條發(fā)生接觸絞纏。

（2）清掃鏈因其它原因造成長(zhǎng)時(shí)間未運(yùn)行的，必須先將內(nèi)部堆積過(guò)高的灰渣進(jìn)行清理（使用負(fù)壓裝置清理），待返程鏈條、刮板與托輥輪露出后再啟動(dòng)清掃鏈進(jìn)行試運(yùn)；清掃鏈自動(dòng)運(yùn)行循環(huán)周期間隔時(shí)間不合理的，要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，使之與灰渣堆積速度匹配，保證在循環(huán)周期內(nèi)灰渣不堆積過(guò)高。

（3）刮板的長(zhǎng)度尺寸與兩端連接孔的尺寸必須與設(shè)計(jì)一致，保證連接環(huán)安裝后整體與托輥及主、從動(dòng)鏈輪無(wú)誤差嚙合，在刮板加工制作以及驗(yàn)收過(guò)程中必須使用與設(shè)計(jì)尺寸一致的工裝進(jìn)行匹配試驗(yàn)。

（4）每一批次的托輥軸承座端面至輥輪槽距離必須一致，且與設(shè)計(jì)無(wú)偏差，底座安裝后測(cè)量軸承座端面至殼體的距離要一致，或在安裝中使用定位塊，盡量縮小安裝誤差，保證所有輥輪槽在一條直線上；托輥磨損情況持續(xù)跟蹤，輪槽磨損嚴(yán)重的要及時(shí)更換，保證返程鏈條導(dǎo)向槽的剛性，校正鏈條的姿態(tài)。（注：安裝工藝方面，托輥底座固定螺栓安裝緊固要規(guī)范，必須使用平墊圈和彈簧墊圈，保證緊固后清掃鏈運(yùn)行期間螺栓不松動(dòng)，托輥不發(fā)生位移。）

（5）及時(shí)清理清掃鏈底部掉落的大渣塊，并從輸送帶系統(tǒng)排查大焦塊落入底部的可能原因：擋渣板磨損嚴(yán)重有缺口或輸送帶兩端裙邊立板變形損壞，消除大焦塊漏至下層的缺陷；每次檢修后要清點(diǎn)工器具和備件保證不遺留物品，對(duì)內(nèi)部進(jìn)行檢查保證各內(nèi)部支撐沒(méi)有開(kāi)焊脫落缺陷，保證清掃鏈系統(tǒng)內(nèi)部清潔度。

（6）起弧段的壓鏈板發(fā)現(xiàn)有磨穿現(xiàn)象后，要及時(shí)更換。注：不可單方面考慮提升壓鏈板的耐磨性而將其升級(jí)為耐磨材質(zhì)，壓鏈板起到壓鏈變向的作用，與鏈條之間的接觸力較大，出于保護(hù)鏈條的目的，壓鏈板材質(zhì)硬度不可過(guò)高。

（7）剝鏈器安裝位置要正對(duì)驅(qū)動(dòng)鏈輪槽，與鏈輪槽底要預(yù)留間隙，剝鏈器上端面要與返程鏈條平行并拉開(kāi)30～40mm間隙，若發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重磨損或變形的要及時(shí)進(jìn)行更換。

（8）驅(qū)動(dòng)或從動(dòng)鏈輪軸向間距驗(yàn)收必須嚴(yán)格，因?yàn)殒溳嗛g距要作為托輥和刮板驗(yàn)收的基準(zhǔn)，從而保證鏈輪、托輥和刮板組成的系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

（9）排查機(jī)體托輥間距有無(wú)過(guò)大的（一般在起弧段和頭部、尾部），必要時(shí)可增加一對(duì)托輥，保證鏈條承托連續(xù)穩(wěn)定，避免刮板下墜幅度過(guò)大。

圖3 底板磨穿后卷曲

3.2 故障2：清掃鏈刮板彎曲

清掃鏈刮板彎曲分為兩大類(lèi)：刮板中間整體彎曲；安裝連接環(huán)處耳板彎曲，原因主要有以下四點(diǎn)：

（1）清掃鏈脫鏈后，上下刮板碰撞拉扯，刮板受力變形，發(fā)生耳板變形的可能性更大，因?yàn)槊撴湸蟛糠直憩F(xiàn)為一側(cè)落底一側(cè)掛在托輥與機(jī)殼之間，刮板呈傾斜狀脫落，刮板單側(cè)發(fā)生碰撞造成耳板彎曲變形。

（2）干渣機(jī)底板局部磨穿后，未及時(shí)處理或貼補(bǔ)焊接工藝差，磨穿處的底板向內(nèi)部翹起與刮板發(fā)生碰磨卷曲（圖4），卷曲變大后對(duì)刮板阻力也增大，刮板在驅(qū)動(dòng)鏈力和阻力共同作用下發(fā)生彎曲變形。

（3）刮板過(guò)長(zhǎng)或刮板兩端連接環(huán)安裝孔整體間距過(guò)大，造成安裝連接環(huán)后在與驅(qū)動(dòng)鏈輪嚙合過(guò)程中產(chǎn)生軸向?qū)χ袛D壓，造成耳板處發(fā)生折彎。

（4）刮板偏斜嚴(yán)重，在經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)和從動(dòng)鏈輪時(shí)受力發(fā)生變形彎曲。

解決方案：

（1）清掃鏈電機(jī)設(shè)置熱偶動(dòng)作保護(hù)，且電流保護(hù)值根據(jù)電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行的電流值為準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，不能以電機(jī)銘牌顯示的額定電流值為準(zhǔn)，并根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況對(duì)保護(hù)定值進(jìn)行調(diào)整，保證發(fā)生脫鏈后，阻力稍有增大就能跳閘保護(hù)，避免發(fā)生拉彎刮板的異常發(fā)生。

（2）干渣機(jī)底板磨穿后，可更換底板，也可進(jìn)行補(bǔ)焊，補(bǔ)焊必須采用挖補(bǔ)焊接工藝，將磨穿處按照周?chē)?00×100mm見(jiàn)方或更大的面積進(jìn)行割除，然后填補(bǔ)一塊鋼板，必須使新鋼板與底板內(nèi)部在同一平面，不再與刮板發(fā)生碰磨；不能使用簡(jiǎn)單的貼焊工藝，因?yàn)橘N補(bǔ)焊接后原磨損減薄的底板邊緣仍有翹起與刮板發(fā)生碰磨的可能。

（3）見(jiàn)故障一解決方案第（3）條。

（4）排查刮板偏斜原因，消除刮板的嚴(yán)重偏斜。

3.3 故障3：清掃鏈刮板偏斜

清掃鏈刮板偏斜多發(fā)生在鏈條長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后的磨損后期，磨損造成兩側(cè)鏈條長(zhǎng)度不同，刮板發(fā)生偏斜。另一個(gè)原因是驅(qū)動(dòng)鏈輪處一側(cè)鏈條發(fā)生錯(cuò)齒現(xiàn)象，常見(jiàn)為同一刮板的兩個(gè)連接環(huán)不在同一個(gè)位置的鏈輪槽中，造成鏈條偏斜。

解決方案：

（1）根據(jù)日常刮板偏斜情況，及時(shí)進(jìn)行張緊調(diào)整，對(duì)兩側(cè)鏈條的磨損速度進(jìn)行人為干預(yù)，盡量減小兩側(cè)磨損偏差；同時(shí)選用耐磨性能較好的鏈條，提高耐磨性能；建立清掃鏈條壽命臺(tái)賬，接近使用壽面時(shí)及時(shí)更換鏈條，避免鏈條發(fā)生短時(shí)磨損加劇的情況。

（2）驅(qū)動(dòng)鏈輪處鏈條發(fā)生錯(cuò)齒后要及時(shí)進(jìn)行恢復(fù)，并排查可能造成錯(cuò)齒的原因：①異物卡澀造成一側(cè)跳鏈錯(cuò)齒；②螺栓脫落造成連接環(huán)與刮板脫開(kāi)，在驅(qū)動(dòng)鏈輪處打滑造成錯(cuò)齒；③剝鏈器損壞，鏈條未能及時(shí)脫開(kāi)造成跳鏈錯(cuò)齒。

3.4 故障4：連接環(huán)斷裂和驅(qū)動(dòng)鏈輪異響

這兩個(gè)異常是由同一個(gè)原因造成不同結(jié)果，均是由于刮板尺寸或刮板連接環(huán)螺栓孔定位尺寸不合適造成的，且都有一個(gè)共同點(diǎn)：不會(huì)立即表現(xiàn)出來(lái)，都有一段“潛伏期”，在修后試運(yùn)中無(wú)法發(fā)現(xiàn)。

刮板的加工尺寸存在微小偏差，表面上不影響鏈條與鏈輪和托輥的嚙合匹配，空載運(yùn)行時(shí)受力較小不會(huì)存在異常表現(xiàn)，但是在正常運(yùn)行刮渣情況下，驅(qū)動(dòng)力大造成鏈環(huán)與鏈輪嚙合深度增加，刮板尺寸偏差造成刮板和連接環(huán)受到軸向?qū)χ械臄D壓力或拉力，無(wú)論哪種力都會(huì)增大鏈環(huán)從鏈輪槽中脫開(kāi)的難度，宏觀變現(xiàn)為鏈環(huán)無(wú)法脫開(kāi)，而是由剝鏈器強(qiáng)行頂出，從而發(fā)生較大異響。同理，連接環(huán)每次經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)鏈輪時(shí)收到擠壓或拉伸，頻繁受力造成連接環(huán)在應(yīng)力集中部位（螺栓孔處）發(fā)生疲勞斷裂。連接環(huán)斷裂后刮板一側(cè)脫落，會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成更大的次生故障，如刮板彎曲、鏈條斷裂等。

解決方案：

（1）將刮板兩端的連接環(huán)安裝孔加工成軸向橢圓形（腰形孔），在驅(qū)動(dòng)鏈輪處受力后連接環(huán)與刮板會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，自行找到最適合驅(qū)動(dòng)鏈輪軸向間距的位置，大大減小甚至消除刮板尺寸偏差造成的刮板和連接環(huán)受力。

（2）見(jiàn)故障一解決方案第（3）條。

3.5 故障5：底板磨損嚴(yán)重

底板磨損主要是由刮板在運(yùn)行中與底板接觸磨損引起的，常見(jiàn)的第一個(gè)解決方案是將刮板質(zhì)量減少，工作程鏈條張緊后刮板與底板之間的垂直壓力減小，從而減少刮板與底板磨損，但同時(shí)增大鏈條立環(huán)與底板的磨損；第二個(gè)解決方案是在刮板上設(shè)計(jì)一根非金屬的可調(diào)節(jié)耐磨條，刮板安裝就位后耐磨條與底板緊緊貼合，將兩端的鏈條抬起，鏈條與底板不接觸不發(fā)生磨損，全程非金屬耐磨條和底板磨損，而非金屬耐磨條的硬度遠(yuǎn)低于底板硬度，從而起到既保護(hù)底板又保護(hù)鏈條的作用；但同時(shí)耐磨條的定期調(diào)整也增大了日常維護(hù)的工作量。

4 治理措施及效果

某1000MW火力發(fā)電機(jī)組自2017年投運(yùn)以來(lái)，鍋爐干渣機(jī)清掃鏈異常多發(fā)，最初刮板耳板彎曲變形多發(fā)，只從加強(qiáng)刮板自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度考慮對(duì)刮板進(jìn)行改型，改型后刮板強(qiáng)度增大，但刮板重量也遠(yuǎn)超原刮板，鏈條立環(huán)與底板磨損加劇，耳板加強(qiáng)后連接環(huán)在驅(qū)動(dòng)鏈輪處受力增大，運(yùn)行中驅(qū)動(dòng)鏈輪異響增大且連接環(huán)斷裂頻繁發(fā)生，從單一方面入手往往造成系統(tǒng)內(nèi)部其它部件的次生故障。

之后按照上述的系統(tǒng)分析和解決方案進(jìn)行了統(tǒng)籌優(yōu)化：整體更換磨損嚴(yán)重的干渣機(jī)底板，并對(duì)材質(zhì)進(jìn)行升級(jí)（由16Mn升級(jí)為NM500），更換磨損嚴(yán)重的托輥，并統(tǒng)一安裝工藝，對(duì)刮板進(jìn)行改型減重，并增加非金屬耐磨條，刮板螺栓孔改為橢圓孔，采購(gòu)進(jìn)口鏈條和連接環(huán)，多管齊下，系統(tǒng)性的進(jìn)行檢修優(yōu)化治理，異常故障多發(fā)的情況得到有效遏制，效果顯著。

5 結(jié)語(yǔ)

在大型機(jī)械設(shè)備中極少存在獨(dú)立的部件，各部件都是在系統(tǒng)內(nèi)相互配合、相互作用下運(yùn)行的，單一的“頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳”會(huì)造成其它部件不可知的次生連鎖故障，必須從系統(tǒng)的角度去分析總結(jié)綜合治理的方案，才能使設(shè)備整體的穩(wěn)定性得到提升。