630MW机组锅炉捞渣机链条断裂原因分析及在线更换方法

林红

摘  要：在火力发电企业中，捞渣机作为锅炉的重要辅机，其承担着将锅炉燃烧后产生的灰渣及时排走的艰巨任务，捞渣机是否能可靠运行直接关系到机组能否长期安全可靠运行。文章针对捞渣机常见的链条断裂原因进行分析及如何在线更换进行简要介绍。

关键词：捞渣机;链条;在线更换

1 设备概况

贵港电厂一期工程（2×630MW）超临界机组锅炉除渣系统包括锅炉的过渡渣井一套、液压关断门一套、加长型刮板捞渣机一台、钢渣仓二座、渣仓顶部的切换皮带一套。捞渣机为青岛四洲公司生产的GBL20D型水浸式刮板捞渣机，正常出力12t/h，最大出力48t/h，采用液压变频驱动方式，链条速度小于0.8m/min，最大速度3.5m/min。链条采用德国路德公司生产的规格34×126mm，材质为40C-G/S3，单侧链条长度110米，刮板107块。每台锅炉排出的热渣经过锅炉所带的过渡渣井后落入布置在炉底刮板捞渣机的水浸槽中，并在其中激冷淬化。冷却淬化后的渣由刮板捞渣机连续地从水浸槽中捞出至布置于鍋炉房外钢渣仓中暂存。

2 链条使用情况简述

贵港电厂两台捞渣机自2007年投产，2011年前主要燃用贵州烟煤，该煤种硫分高、灰份大，较高时灰份可达45%，锅炉容易结焦，灰渣比较坚硬。在负荷较高的时候，捞渣机长期处于高负载运行，缺陷频发。先后发生过内导轮脱落5次，张紧轮损坏5次，链条脱轨5次，主驱动轮齿崩裂3次，刮板断裂7次，链条断裂4次。其它小缺陷更是不少，出现过4次因上述缺陷引起机组降负荷运行，给机组和电网的安全稳定运行带来很大威胁，检修维护人员压力巨大。

3 链条断裂分析

通过对断裂的链条断口分析外观及金相分析，断口表面平整，链条受力面渗碳减薄严重，链环与链环之间的接触部位磨损量超过链条直径的15%，金相和扫描电镜分析结果未发现冶金缺陷。根据捞渣机运行工况和日常发生缺陷综合分析，造成链条断裂的原因主要有以下几个方面：（1）长期高负荷运行，锅炉渣量较大，捞渣机运行中经常出现过载荷现象。由于煤质较差，为了提高锅炉稳燃性，在2008年小修期间对锅炉燃烧器区域加装卫燃带，在锅炉运行中观察发现卫燃带上容易结焦。另外锅炉安装时未对锅炉正上方的分隔屏过热器、后屏过热器加装蒸汽吹灰器，运行中该区域容易结焦，大量坚硬巨大的焦块不定期下落，焦块夹在内导轮和链条之间，对捞渣机造成强大的冲击，链条过负载运行，链环拉伸变形，从而降低了链条的寿命。（2）内导轮损坏失效，内导轮作为改变链条运行方向的重要部件，它长期浸泡在捞渣机水槽内，主要靠油脂保持润滑，由密封水密封，保证带渣的水与轴承之间有效隔离。由于在实际运行中，内导轮的密封水管因结垢很容易堵塞，造成密封水压不足，导致内导轮轴承进水，破坏轴承润滑环境，加速轴承失效损坏，最终造成内导轮脱落，链条失去约束，链条脱链，捞渣机两侧链条受力不均偏斜，如果力矩保护不能正常动作就会引起链条断裂。（3）刮板与链条靠销子铰链式连接，捞渣机上船体与下船体采用玄武岩铸石板敷设，该材料硬度高，运行中刮板的耐磨条不断减薄，刮板强度下降变形，在经过主驱动轮和张紧轮时会出现不同步或者歪斜现象，严重时会出现有一侧刮板不能及时从主链轮上分离造成链条过负载。刮板两端的铰链因长期与内外导轮、张紧轮接触，磨损减薄，强度下降，容易断裂，刮板不受链条约束，若不及时发现该断裂的刮板会在捞渣机头部或者张紧轮、内导轮处卡住，引起链条拉伸变形和断裂。（4）张紧装置运行不正常造成链条受力不均变形甚至断裂。捞渣机链条运行时若能保持适度的松紧度，可以减少对链环的冲击，链条过紧，对内导轮、主驱动轮都有很大影响;若链条过松，链条和刮板将会在回程段堆积，在外导轮处卡住，造成链条过力矩断裂。液压自动张紧装置运行不正常，常常会引起张紧过度或者不到位。另外，随着运行时间的增加，张紧装置导轨承力面会磨损，引起张紧装置滑块不能自由上下活动，容易造成张紧一边高一边低的现象，长时间运行后两侧链条长短不一，刮板在过主链轮和张紧轮时刮板歪斜不同步，引起链条受力加大。此外，张紧装置油缸内漏也会造成链条两侧张紧不一致造成链条长短不一。

4 防范措施

（1）改变掺配掺烧方式，适当改变煤种结构，细化运行调整，降低卫燃带的结焦，在分隔屏、后屏过热器加装蒸汽吹灰器，科学调整吹灰间隔，减少大焦块的形成，另外还可以使用除焦剂，使煤粉燃烧产生的焦酥松便于吹除。（2）对内导轮的密封水质进行控制，更换为更加干净的工业水，同时将密封水管道改为不锈钢材质，更换更加灵敏的压力表，日常运行加大对密封水的巡检，发现异常及时处理。维护应定期对内导轮进行补充油脂，对有异常的内导轮应及时更换。（3）将三角形刮板更换为五边形刮板，提高刮板自身强度，日常运行中加大对主链轮的检查，发现轮齿磨损大或刮板开口销磨损松脱的及时更换。（4）加强对张紧装置的维护和保养，保证张紧能正常投入，链条松紧适中，对磨损较大的导轨应及时更换。

5 链条在线更换

当发现链条磨损变形超标后，在机组不能停机的情况下只能进行在线更换。首先要做好准备工作，要选择负荷较低的时段，提前上挥发分高、灰份低的煤种，保证更换过程中燃烧稳定及减少捞渣机的灰量。对炉底液压关断门进行检查维护并试验开关正常，做好现场布置。

在锅炉零米合适位置的钢柱处布置一台5t卷扬机，在捞渣机尾部两根钢梁处挂一根钢丝绳，钢丝绳的高度与保证与刮板水平略高，在钢丝绳中间挂一个滑轮，加工两个钩子，用夹环将两个钩子连在一起，用卷扬机直接拉动，用于拖出捞渣机底部旧的链条和刮板。

将新的链条理顺摆放在捞渣机尾部两侧，用Ф30的圆钢加工两把钩子，恰好能勾到刮板两侧链环即可，钩子尾部做成圆环状，需焊接牢固可靠，保证能拉动底部的刮板和链条。

打开捞渣机尾部检修盖板，用割刀将捞渣机尾部外导轮处的端头弧段割掉，割掉的高度与刮板底部水平面一致就可以，确保刮板能够顺利拖出。

打开旧链条上的接链环，将两侧链条都打开，把新链条接在旧链条上端头，间断转动捞渣机利用旧链条牵引新链条进入正确轨道。每走7环加装一块新刮板（注：必须将新链条理顺，避免出现扭转、打结现象。相邻二块刮板之间圆环链个数为7个，距离约为1m;刮板总数为107块。）。

同时利用卷扬机拉出回程段旧链条捞渣机外面（驱动马达同时运转），每拉出一段（7米）链条用火焊割断，利用叉车运到现场检修区后统一堆放。如此依次将新链条和刮板装上。

根据上煤情况，做好渣量估算，开始更换前先不用关液压关断门，待捞渣机差不多满渣时再关闭，一般15%灰份的煤，捞渣机可以在3小时内不运行也不会造成捞渣机满渣，另外，关闭液压关断门后锅炉也可继续运行1.5个小时不用将渣放到捞渣机内。值得注意的是，在关闭炉底关断门前应让运行人员做好燃烧调整，必要时可投入油枪进行稳燃。如在更换过程中捞渣机满渣，关断门上方也无法继续装更多的炉渣时，可考虑将捞渣机放水，通过水力将捞渣机内部的渣排出，然后再关上捞渣机人孔门注水，放下液压关断门，如此反复，直到更换工作结束。当然也可以在更换部分新链条后将新旧链条接上，提高捞渣机运行速度，待捞渣机内部的渣刮走一部分，新链条尾部转到捞渣机尾部时，再次解开链条，继续进行更换。

参考文献

[1]GBL20D型水浸式刮板捞渣机使用说明书[Z].