風冷式干渣機不銹鋼輸送鏈鏈板翹邊分析與治理

大唐三門峽發電有限責任公司 張 航 王鑫威 關倡弘

國內部分火力發電機組鍋爐底部設計風冷式干渣機，干渣機與鍋爐出渣口通過渣斗相連，渣斗獨立支撐，并在渣斗底部設有液壓關斷門，用于關斷、隔離和擠渣，鍋爐燃燒產生的灰渣落入干渣機，通過冷卻和輸送最終進入渣倉，風冷式干渣機具有輸送鏈韌性強可靠性高、可輸送大渣塊、易于維護、密封良好、節水節能等優點[1]。同時也存在一個普遍現狀：一臺鍋爐配備單臺干渣機，無備用排渣輸渣系統，一旦出現重大故障則危及機組安全穩定運行，且人員檢修安全風險大，屬于一級設備，而不銹鋼輸送鏈又是干渣機的核心部件，其安全穩定直接決定了干渣機的可靠性[2-3]。

圖1 干渣機布置示意圖

本文就干渣機不銹鋼輸送鏈鏈板翹邊故障進行綜合分析，并根據實際運行、檢修經驗總結歸納出鏈板翹邊治理措施。

1 結構分析

干式排渣機本質上是耐熱不銹鋼鏈板輸送機，不銹鋼輸送鏈在運行中具有防塵效果，且擁有較高韌性，即使各部分之間存在巨大溫差也不會發生永久性變形。不銹鋼輸送鏈張緊后由頭部驅動滾筒摩擦力產生驅動力帶動，尾部滾筒支撐在自動張緊裝置上，不銹鋼輸送鏈運行在輸送上托輥和回程下托輥上，不銹鋼輸送鏈收集并向外輸送從爐膛落下的爐底渣。

圖2所示為干渣機不銹鋼輸送鏈鏈板疊壓結構示意圖，不銹鋼鏈板逐片疊壓，再通過沉頭螺釘固定在不銹鋼編織網網上，形成不銹鋼輸送鏈。圖3所示為干渣機斷面詳細結構示意圖，爐渣通過渣斗落到輸送鏈上，兩側的擋渣斜板起到聚攏和遮擋的作用，使爐渣始終保持在輸送鏈正中位置，避免爐渣在負壓擾動下向兩側流動，上部為輸送鏈的工作程、下部為返程，圖4所示為干渣機輸送鏈與擋渣斜板相對位置示意圖。

圖2 輸送鏈鏈板疊壓結構示意圖

圖3 干渣機斷面結構示意圖

圖4 輸送鏈與擋渣斜板相對位置示意圖

2 鏈板翹邊原因分析

現場觀察發現輸送鏈翹邊全部發生在正轉期間，結合輸送鏈鏈板前后疊壓結構以及鏈板翹邊形貌分析，造成翹邊必須使輸送鏈逆茬受力，而輸送鏈正轉期間逆茬阻力只能來源于輸送鏈裙邊之間，即圖3所示的1號區域。全面排查工作程和返程段的1號區域未發現任何異物及內部構件變形脫落現象，所以排除干渣機內部構件造成鏈板翹邊的可能。

進一步檢查發現，在干渣機斜坡段翻渣機處，北側擋渣斜板存在卷邊、缺口和擠壓變形的痕跡（圖5）。通過運行觀察發現輸送鏈上渣位較高時，在經過翻渣機時受到較大阻力，將渣塊擠壓進入側面擋渣板和裙邊之間，長期擠壓磨損導致擋渣斜板變形甚至出現缺口，缺口的產生使體積更大的渣塊可進入輸送鏈裙邊與擋渣板之間，輸送鏈正向運轉使渣塊與鏈板裙邊發生逆茬擠壓、碰撞，從而造成鏈板翹邊，如圖5所示。鏈板翹邊之后會與擋渣板背后的支撐肋板以及返程段的下托輥、橫向支撐槽鋼等發生進一步碰撞，造成鏈板翹起幅度進一步增大。

圖5 擋渣板與裙邊之間擠入渣塊置示意圖

但通過就地檢查發現，在斜坡段南、北兩側擋渣板均有缺口及變形，而鏈板翹邊全部發生在北側，南側裙邊沒有任何鏈板翹邊受擠壓痕跡。測量后得到斜坡段擋渣板與裙邊間距，北側約為50mm，南側約為70mm，說明斜坡段輸送鏈偏向南側；擋渣板與輸送鏈垂直間距南、北兩側相同，約為60mm，說明輸送鏈南、北兩側高低相同。

再通過從尾部觀察發現，輸送鏈北側裙邊各鏈板之間的間隙較大，而南側裙邊各鏈板之間緊密貼合。由此分析：輸送鏈偏向南側，造成北側輸送鏈裙邊與擋渣板間距小，易于接觸到渣塊，同時北側裙邊鏈板間隙大而松散，更易于翹邊；而南側輸送鏈裙邊與擋渣板間距大，不易接觸到渣塊，且裙邊鏈板貼合緊密、相對較難翹邊，所以輸送鏈鏈板翹邊全部發生在北側；其次，煤質原因導致干渣機頻繁掉大焦，造成輸送鏈上瞬時渣量過大，加劇了翻渣機附近擋渣斜板磨損與變形，渣塊進入擋渣斜板與裙邊之間的幾率增大，也是鏈板翹邊頻發的間接原因。

另外，干渣機輸送鏈在起弧段存在輕微上下浮動，也有可能造成裙邊與擋渣斜板或支撐肋板碰磨，引起翹邊；特殊情況下輸送鏈倒轉造成部分鏈板裙邊與下托輥碰撞變形翹起，增加了鏈板與內部構件碰撞翹邊的概率，也是另一個原因。

3 治理措施及效果

針對翹邊原因，制定了以下針對性防范治理措施：更換已經翹邊鏈板，并對變形和磨損的擋渣斜板進行補焊修復或更換，避免渣塊擠入擋渣斜板與輸送鏈裙邊之間；機組運行中及時調整運行控制方式和檢修策略，避免發生落渣量瞬時突增現象；運行中密切關注輸送鏈跑偏情況，發現跑偏及時調整；同時規范托輥到貨驗收，保證所有托輥均為原設計尺寸、長度一致，避免托輥與輸送鏈發生碰磨造成鏈板翹邊；盡量減少倒轉次數，特殊情況下須在專人監護下倒轉，避免倒轉引起輸送鏈鏈板翹邊；利用停機檢修機會，更換新輸送鏈。

2020年8月實施以上治理手段后更換了翹邊鏈板，并對磨損嚴重的擋渣斜板進行整段的切割、補焊修復，改變放渣策略避免輸送鏈上渣量突增，干渣機運行維護方式得到了有效的優化，減少了渣塊擠入鏈板裙邊與擋渣板之間的概率，鏈板翹邊的風險降低了，經過半年的運行跟蹤觀察，直到2021年4月未再發生輸送鏈鏈板翹邊故障，切實提高了干除渣系統不銹鋼輸送鏈的可靠性和穩定性，治理效果顯著。

綜上，相比于傳統的濕式撈渣機，干渣機具有可靠性高（輸送鏈韌性好，灰渣與輸送鏈相對靜止無磨損）、可輸送大渣塊、可回收灰渣余熱節能效果良好、密封優良、維護簡單等優點，越來越多的使用在大容量機組鍋爐上。但同時也存在設備組成構件數量較多、輸送鏈鏈板易翹邊變形、灰渣量大壓死處理難度大等缺點，需要在運行期間重點關注，發現異常后及時分析原因、解決問題、消除隱患，保證干渣機能長期穩定運行。