新型撈渣機鏈條張緊與止退裝置的開發與應用

郭俊海，賈少剛，婁海濤，胡亞威，米志伍，張興，鄭偉

(1.安徽華電宿州發電有限公司，安徽 宿州 234000； 2.湖州職業技術學院 機電與汽車工程學院，浙江 湖州 313000)

新型撈渣機鏈條張緊與止退裝置的開發與應用

郭俊海1，賈少剛2，婁海濤1，胡亞威1，米志伍1，張興1，鄭偉1

(1.安徽華電宿州發電有限公司，安徽 宿州 234000； 2.湖州職業技術學院 機電與汽車工程學院，浙江 湖州 313000)

撈渣機鏈條張緊裝置故障頻繁導致機組被迫停運或降負荷運行，研究發現張緊裝置的自動液壓系統無泄壓收縮止退及備用張緊功能，故障時會導致撈渣機鏈條脫落等問題。對張緊裝置進行了優化改進，在撈渣機張緊架上方新增一套齒條棘爪止退和渦輪蝸桿升降機構，該機構在液壓系統故障泄壓時具有收縮止回及手動張緊功能。張緊裝置改進后撈渣機故障小時數比改進前減少了91.8%，2臺機組年發電量可增加20 GW·h，機組的安全可靠性和經濟性均顯著提升。

撈渣機；張緊裝置；液壓；止退

1 撈渣機鏈條張緊裝置概況

安徽華電宿州發電有限公司一期2×630 MW超臨界機組配備SZ-GL-60型水浸式液力驅動可移動型刮板式撈渣機。該撈渣機正常連續運行時排渣量為15～20 t/h，頭部提升角度為34°，可將渣提升到16.2 m后由刮板拉出撈渣機，經渣倉脫水后的濕渣由汽車外運至灰場。撈渣機尾部的鏈條自動液壓張緊裝置在一定的油壓設定值下可自動調節，撈渣機鏈條長度發生變化時可提供恒定的張力[1-4]，以保證撈渣機的穩定運行，目前此類自動液壓張緊裝置已在發電企業和工礦企業中普遍應用。

鏈條自動張緊裝置用來保證鏈條與主動鏈輪輪齒、導鏈輪及尾輪接觸的位置合理且松緊程度合適，使整個鏈條傳動系統安全、平穩運行[5]。自動液壓張緊裝置通過油壓來自動控制油泵啟停，為油缸和蓄能器提供一定范圍內壓力恒定的液壓油，油缸安裝在張緊鏈輪上，用于控制鏈條的松緊，蓄能器中存有一定壓力的油，可補充系統中的油損耗。

2 鏈條張緊裝置存在的問題與分析

2.1 鏈條張緊裝置存在的問題

自動液壓鏈條張緊裝置實際運行時存在以下問題。

(1)液壓系統故障會使油缸卸油時張緊輪突然下落，鏈條失去張緊力后無法正常導向運行，撈渣機被迫停運，同時可能損壞張緊輪及張緊架。

(2)撈渣機運行過程中鏈條的張緊力是隨著負載的變化而變化的，因此承受張緊力的油缸會隨著張緊力的變化而上下浮動，導致鏈條及張緊輪磨損加劇[6]，如圖1所示。

(3)當兩側的鏈條磨損不一致時，因油缸的推力相同，油缸行程會出現不一致的情況，造成兩側張緊輪不在同一水平線上[7]，嚴重時會出現掉鏈而導致撈渣機被迫停運，如圖2所示。

圖1 張緊輪磨損

圖2 鏈條脫落

2.2 問題分析

火力發電廠中幾種常用的撈渣機張緊裝置特點對比見表1，結合安徽華電宿州發電有限公司撈渣機張緊裝置的實際情況，對其故障原因分析如下。

(1)生產廠家設計理念未跟上現代大工業對設備可靠性要求越來越高的步伐。

(2)液壓張緊裝置無泄壓收縮止回功能，當液壓系統油管路漏油或液壓油缸內漏不能保證張緊油壓時，張緊滑塊回縮，張緊輪下落，最終導致撈渣機被迫停運[8]。

(3)液壓張緊裝置出現故障時無張緊備用手段，導致撈渣機停運且停運時間不可控，給發電機組安全穩定運行帶來隱患。

3 優化改進措施

為提高撈渣機張緊裝置的可靠性，減少其對鍋爐運行的影響，研究確定優化要求如下：(1)原撈渣機張緊機構及張緊架盡量不作改變；(2)張緊液壓站或油缸發生故障時應保證張緊輪不會突然滑落，確保撈渣機正常穩定運行；(3)當張緊液壓站或油缸發生故障時，機構應能實現鏈條手動張緊，檢修時能實現手動退回下落功能；(4)改進后所加裝的張緊機構出現任何故障，原有的液壓張緊裝置仍然可以正常工作，不受任何影響[9]。

因目前撈渣機張緊裝置不能達到理想效果，經過仔細研究，確定了在撈渣機尾部張緊支架上方加裝單獨的蝸輪齒條棘爪止退張緊機構的方案(如圖3、圖4所示)，以實現手動張緊、下落、止回的雙保險功能。新增的機構為：(1)撈渣機油缸2個，直徑為70 cm，油站工作壓力為3.5 MPa，油缸最大頂升力為27 kN；(2)蝸輪蝸桿升降機構，型號為SWL2.5，單臺升降機提升力為25 kN，2臺為50 kN，提升力遠大于油缸最大頂升力，能夠滿足張緊要求。

圖4 改進后的張緊裝置實物

改進后的張緊裝置在原張緊架的上方增加一套齒條棘爪止退機構，在液壓站損壞或鏈條張緊力變化時，保證張緊輪不會突然下落而損壞張緊輪及張緊架，防止鏈條脫鏈而導致撈渣機被迫停運。當原液壓張緊機構發生故障時，可以采用這套機構控制張緊輪的張緊程度。整套機構在滑道上隨滑塊向上移動，張緊裝置無故障時機構不受力，張緊裝置故障時棘爪即刻鎖止，有效防止了張緊輪的下落。當張緊裝置運行時間較長鏈條變長時，可通過手動正向盤動渦輪機構進行張緊。撈渣機停運檢修時(如截鏈條)，可退出棘爪，手動反向盤動蝸輪機構將滑塊降落，還可以正向盤動某一側蝸輪機構，人為干預單側油缸頂升力，以調整刮板偏斜。改進后張緊裝置分為2個模塊，并且模塊功能單獨實現，故障不互相關聯；液壓張緊模塊功能正常時，另一模塊處于備用不受力狀態，液壓張緊模塊一旦出現異常，另一模塊即刻介入，起到雙保險的作用[9-11]。該新型鏈條張緊與止退裝置已獲得國家實用新型專利[12]。

4 改進效果及經濟效益分析

由表2可知，改進前張緊裝置故障小時數占撈渣機總故障小時數的87.1%，改進后下降到了31.2%，張緊裝置故障降低了91.8%，撈渣機總故障小時數大大降低，鏈條脫落、導向輪磨損等故障明顯減少，由此引發的鍋爐出力降低、排煙溫度升高等問題基本解決，確保了機組的長周期穩定運行。據此估算，撈渣機張緊裝置改進后，2臺機組每年降負荷運行時間可減少200 h，每年可減少機組停運1次，2臺機組年發電量至少可增加20 GW·h，年增加經濟效益約300萬元，經濟效益十分顯著。

表2 改進前、后 #1， #2撈渣機故障情況

5 結論

撈渣機投產后因張緊裝置故障頻發，導致機組停運與降負荷運行等情況時有發生，在撈渣機不停運的情況下實現了鏈條張緊與止退裝置的優化改進，顯著提高了撈渣機系統運行的穩定性，通過該新型張緊裝置的研究應用可得出以下結論。

(1)機組的安全性顯著提升。改進后張緊裝置的工作效果良好，故障率降低了91.8%，顯著降低了因撈渣機故障導致的機組停運與降負荷運行情況的發生。

(2)2臺機組年發電量可增加20 GW·h，每年增加經濟效益約300萬元。

(3)新型鏈條張緊與止退裝置實用性強，推廣應用前景廣闊。

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(本文責編：劉芳)

2017-02-04；

2015-05-12

TM 621.2

A

1674-1951(2017)05-0024-03

郭俊海(1977—)，男，山東平原人，工程師，從事火力發電廠灰渣與脫硫脫硝設備的檢修維護工作(E-mail:gjh19771977@163.com)。