GBL60型刮板式捞渣机系统设计

张智荣

(临汾职业技术学院，山西 临汾 041000)

0 引言

近年来，随着国民经济的快速发展和人民生活水平的提高，用电量呈成倍增长的势头，电力行业紧跟市场经济的需求，大力新建了600 MW及以上的火力发电机组，但其锅炉配套的GBL60型刮板捞渣机几乎全部采用进口产品，其整机成本和运行成本都大大提高，加大了电厂运行成本和度电价成本。在这种形势下，结合多年设计制作和改进进口刮板捞渣机的经验，设计制作了为国内发电厂第一台爬坡高度达15 m、总长度超过52 m的600 MW机组配套的大型刮板捞渣机，实现了大型刮板捞渣机关键技术的突破。

1 GBL60型刮板式捞渣机系统

GBL60型刮板式捞渣机系统由渣井、关断门、刮板捞渣机和渣仓组成。渣井直接支撑于地面，渣井上部的水封槽与锅炉下联箱水冷壁上的水封插板相连，能缓冲锅炉水平和垂直方向上的膨胀量。渣井的钢架上挂有冷灰斗上部，冷灰斗下部与关断门相连，正常运行时关断门插入刮板捞渣机的水槽中，密封锅炉；当捞渣机事故状态下需要检修时，关断门关闭，封住冷灰斗下口，可将捞渣机电动移出装置进行检修；检修完毕后，待捞渣机就位，打开关断门投入正常运行。液压马达装在捞渣机头部，驱动轴上的驱动主轴带动捞渣机上的链条刮板将槽体中的渣捞出后直接爬坡至渣仓顶部，送入渣仓。渣仓为倒锥形的钢结构筒体，渣仓下部离地面4 m处有气动插板门，门体有专用的气动充气密封圈，渣仓锥体下部有不锈钢析水元件，使渣仓内的渣进一步脱水，含水量达25%以下。插板定期开放，由下面的运渣车将渣送走。

2 刮板捞渣机

刮板捞渣机由机体、驱动装置、张紧装置、链条刮板、导向轮系统、电动移出装置组成。刮板捞渣机水平承受渣段长近30 m，爬坡段长近22 m，爬坡角度大约为30°，头部高度约为15 m，总长度为52 m。

2.1 驱动装置

驱动装置的核心部分是液压马达和减速机的驱动总成。当液压马达转速一般小于5 r/min时会产生爬行不稳定转动，而捞渣机的主轴转速为0.2 r/min～1 r/min。因此在液压马达和主轴之间需要加一级传动比不大的减速机，这是捞渣机用液压马达驱动的最好组合，一方面避开了液压马达不稳定的转速范围，另一方面，在体积和重量方向又适合安装在机体头部上。本次设计采用液压马达双驱动，可减轻单马达驱动的减速机重量，同时可平衡捞渣机头部驱动部分受力，也能优化头部机体的结构设计，使设备的整体结构更加合理。

2.2 张紧装置

张紧装置由单独的液压站及油缸组成。启动液压站时，可将捞渣机中链条按要求张紧，张紧后，液压泵自动关闭，由保压包及各阀门组成的保压回路保压，可以消除因链条磨损和油缸泄油而引起的张紧轮回落，当保压值低于某一指定值时，液压泵自动重新启动，使得链条张紧，并补充保压系统中的油压，这样使链条在整个运行过程中都能保证在最佳张力状态下运行。

2.3 链条刮板

链条刮板由刮板和链条组成。刮板采用16 Mn耐磨钢板焊接而成，断面为矩形，这样在刮板返回时不容易带渣。该种结构的刮板设计合理、强度高、耐磨性好，可上下两面正反使用，极大地提高了刮板的使用寿命。

单侧刮板由链环(含接链环、环链条)和刮板连接器组成。链环选用德国RUD公司生产的专门用于输送的高强度耐磨圆链环，材料为40c-G/S4，表面经过特殊的热处理，其硬度可达HV800，表面淬火层不小于2 mm，根据张力计算选用型号为Φ34*136。接链环用FL型扁平接链环，其优点是安装简单，接链环外形和链环尺寸相符，适合在带槽导向轮和凸齿上使用。

刮板连接器用SSRF型夹持器，其主要特点是它与链环采用无螺栓连接，可以很方便地更换刮板，链条张紧后，具有很好的方向性，使得刮板不容易倾斜。

2.4 导向轮系统

导向轮系统由上、下导向轮组成。导向轮的轮体全部从德国RUD公司进口，上导向轮的轴承采用迷宫密封和双层带骨架橡胶圈的双重密封方式，经多年实践证明完全能适合水槽中导向轮的使用，使用寿命在30 000 h以上。

下导向轮采用通轴机体外固定轴承的方式，轴承座采用上下剖分结构，便于轴承的更换。

上、下导向轮轮缘上均有链环立环定位凹槽，能有效防止刮板链条跑偏。

2.5 电动移出装置

大型刮板捞渣机在每根钢轨上均装有电动移出装置，以便于检修捞渣机时能整体移出。该装置由带电机的摆线针轮减速机带一级齿轮传动，直接驱动滚轮。减速机采用双级减速，使机体慢速移动，以保证其同步性和稳定性。滚轮整体为一个独立的装配单元，在运至现场后再与捞渣机装在一起，这样可以消除轨道安装误差，能保证捞渣机的整体位置公差。

2.6 机体

捞渣机机体主要由头部机体、斜升机体、过渡机体、水平机体和尾部机体组成。

为增加机体的寿命，在机体的上槽体和下槽体都采取了适当的防磨措施，在上槽体底板及上槽体斜升段全程衬有德国生产的HARDOX400进口超级耐磨钢板，下槽体及斜升段全程铺有优质玄武岩铸石板，可有效减小灰渣对壳体的研磨，减小摩擦力，提高设备的使用寿命。水平机体段溢流水侧由5层的不锈钢板制作，按一定的角度倾斜排列平行斜板澄清器。该设备是在吸收借鉴德国technip公司同类产品的基础上针对我国不同煤种而开发的完善型产品，具有良好的效果，可完全保证溢流水排水处的悬浮物浓度不超过0.3‰。由于水平机体是分段的，采用了分段制造，用法兰、螺栓连接的办法。

为了解决刮板回程返渣问题，在刮板进入链轮啮合前安装有链条水清洗装置，不仅可保证链条与链轮的正常啮合也能防止链条带渣；在脱离驱动链轮处安装有刮板清扫装置，能将刮板上面的粘渣除掉；同时考虑不同工况灰渣的黏度，在运行中会有少量的余渣带回机体下槽体，为了解决这一问题将捞渣机尾部设计成圆弧形状过渡，能将少量余渣通过刮板从尾部送回上槽体，从而保证了捞渣机下槽体的清洁卫生。

在工艺上为保证大型捞渣机的制造精度，自行研制了大型专用平台，用于捞渣机的制造装配分段相连机体；同时在大型平台上制造装配，既保证了各段法兰和其纵向中心平面垂直度，又保证了相邻两法兰连接的紧密性，并在出厂前全部整体试装(包括机体斜升段支架)一次，再一次消除了因制造、安装、焊接而引起的各段机体对整体纵向中心平面的形位误差，从而保证了设备在电厂现场装配时一次装配成功，并保证驱动、张紧和导向轮的中心在一个中心平面内。

3 渣井

渣井上部为长方形的环式水封槽，水封槽的结构除能吸收锅炉水冷壁水平和垂直方向的膨胀量外，还能保证水封插板机的插入深度，以及锅炉事故状态下的最大正压和正常运行时的最小负压，并保证不溅水、不露风。

水封槽上设有冲洗水管，以定期清除水封槽内的沉淀灰。由大型型钢组成的立柱和横梁组成钢结构架，一方面支撑水封槽和冷灰斗，另一方面，其下面采用悬臂布置，给刮板捞渣机的检修预留了空间。立柱和横梁之间全部用螺栓连接，一方面便于钢结构的运输和安装，另一方面保证了渣井在安装过程中的尺寸公差要求。冷灰斗上部通过加强筋板连接于上、下部为特殊长方形的圈梁上，既能很方便同关断门连接，又保证了整个冷灰斗有良好的刚性，不会产生变形。冷灰斗内壁浇筑耐1 250 ℃高温的高铝质耐火浇铸料，渣井内壁焊有不锈钢扒钉，因此耐火层连接牢固不会脱落，冷灰斗可保证机组在最大出渣量下6 h的充渣容积。

4 关断门

关断门包括8个端门和48个侧门(4种结构侧门)。门体内部由能耐1 250 ℃高温的RTCr-1.5材料铸造而成，该材质具备良好的耐热、耐腐蚀性，抗冲击强度高，可承受大渣块的长时间撞击；门体外部由带槽钢筋的钢板组成，这样的双层门体结构在承受高温烘烤和渣水腐蚀的情况下不会变形，以保证关断门密封的可靠性。

相邻两门之间采用新型的符合环保要求的材料密封，相对两排门之间交错搭接，无论是关闭后和打开时都密封良好，保证锅炉的正常运行。关断门液压系统由榆次液压集团制造，为适应大机组的要求，系统压力由10 MPa增加为14 MPa，油缸内径由63 mm增加为100 mm，油缸与门体支架的连接采用和榆次液压集团联合开发的中部铰链非标专用油缸，这样既方便了钢结构的需要又保证了最佳推力角度的要求。

5 结束语

本GBL60捞渣机系统是以和德国technip公司合作生产的国华定州600 MW机组的捞渣机为基础，以多方面调研考察资料为依托，借鉴、消化吸收国内外先进技术并根据中国实际国情研制而成。壳体在定州捞渣机的基础上根据实际工况作了改进与修正，因此其使用性能和技术指标均能达到国际先进水平。也可以说，这次研制是一次进口产品的国产化革命，实现了大型捞渣机的国产化。