新型模锻链条在湿式捞渣机上的应用研究

刘卫东，王广兵，王常臻，刘 龙，赵永国

（国家能源菏泽发电有限公司，山东 菏泽 274032）

0 引言

湿式刮板捞渣机是广泛应用于锅炉排渣系统的高效连续运行的机械式除渣设备。因为圆环链有结构简单、运行中过渡平稳、整体有较强耐磨性等特点，所以高耐磨圆环链成为火电厂排渣系统中刮板捞渣机的主流输送链条。但是圆环链是平环与立环之间点接触受力，接触点压力较大会加快耐磨层磨损和捞渣机链条拉伸，造成频繁截取链环调整链条张紧度［1］、链条断裂、传动链轮处夹链和跳链［2-3］、刮板偏斜和扭转变形［4］等问题；导致捞渣机整套链条使用寿命较短［5-6］。

国内外均已注意到高耐磨圆环链的诸多缺陷，已经开始了针对捞渣机新式链条的研发。其中，捞渣机专用模锻链替代高耐磨圆环链是较为成熟的技术路线。此种链条型式在国内外捞渣机上都有应用，且均运行稳定，风险较低。因此，为解决高耐磨圆环链带来的问题，采用这种运行磨损小、链条伸长量小、不易断裂的新式捞渣机链条。

1 新型模锻链条主要结构

模锻链条是一种应用于捞渣机上的结构简单、成本低、连接可靠、安装和拆卸方便、链条面接触传动能力大、承载能力大、使用寿命长、检修维护方便的新型模锻铰接链条［7］。

模锻链条的主要结构部件分为：内链板、外链板、销轴和轴套以及限位卡销。连接方式为使用销轴作为转动轴将模锻一节内链板与两节模锻外链板组装在一起，并将轴套和限位卡销安装在销轴上，用来限制链板在销轴上的轴向移动，以此作为模锻链条的基本组成单元，如图1 所示。多个单元首尾相连组成封闭环形链条。

模锻链条使用的快速拆装式连接结构，销轴尾部位置圆柱面端部有通孔，用于穿入两端粗、中间细的限位卡销，尾部位置端部中心钻孔用来嵌入柔性卡垫，卡垫可以在卡销穿入后使卡销不会从卡垫中脱出，从而将本链节的所有部分连接在一起。内链板和外链板能够自由转动，正常运行时链条不会脱开，连接可靠；铰接连接点处，卡销由柔性卡垫固定，使用小型专用工具施加外力即可脱出，卡销脱出后链节可顺利拆除，不需要破坏链条结构，便可以拆卸和更换任意节链条。

图1 模锻链条的基本组成

2 新型模锻链条在湿式捞渣机上的应用

2.1 圆环链条应用

某电厂5 号机组使用的刮板捞渣机输送链条为高耐磨圆环链，捞渣机平均每连续运行3 个月，就要因为圆环链的磨损和自身拉长问题，对双边链条各截取2～4 环链环以调整链条的张紧度，每次截短工作要有4 个检修人员耗时3 h 左右；个别链环在接触点处磨损过度造成链条断裂；磨损量积累及链条拉长度的不同导致捞渣机左右两侧链条不等长造成刮板偏斜，从而使得刮板在通过尾部张紧轮发生扭转变形时有发生［8］；捞渣机链条磨损严重后传动链轮处极易造成夹链和跳链；因捞渣机链条的磨损及拉伸变形，一般情况下每3 年就需要更换一整套的捞渣机链条。高耐磨圆环链运行情况如图2 所示。

图2 高耐磨圆环链

所以在湿式捞渣机运行中，圆环链表现出了在生产中和运行中的缺陷。

1）圆环链链环之间为点接触受力。根据圆环链的结构特点，平环与立环连接处为点接触；在受到拉力时，链环接触面积越小所受压应力越大，渗碳层就约容易磨损；在捞渣机的双链传动中，两侧链条在运行中链条接触点会逐渐磨损，两侧磨损不一致会逐渐导致双链运行不同步、不等长，进而引起刮板或导轮的损坏，这是圆环链应用在捞渣机输送中普遍存在的问题。

2）链环制造精度低。链环制造采用钢棒折弯后焊接成型，链环尺寸精度低，误差积累会进一步加剧捞渣机运行链条的双边不等长问题。

3）链条维护困难。当某个链环出现问题时，通常采用破坏性拆除，并且必须使用接链环使拆除的链节恢复连接，不但检修维护困难，而且耗用时间长。

4）断链恢复成本较高。1 件接链环的价格约为2 m 链条价格；除了购买链条外，还需要额外付出接链环的高昂成本。

2.2 新型模锻链条应用

2019 年3 月份，机组完成了模锻链替换圆环链的改造工作，模锻链结构如图3 所示。捞渣机改造后运行至今，未发生过链条卡涩，未因链条磨损拉长而进行阶段链条的检修工作（链条未见明显磨损），捞渣机运行平稳且电流稳定，改造以后使用效果非常明显。

通过模锻链在捞渣机实际运行中的应用，模锻链表现出了优越的性能，模锻链不仅克服了圆环链在生产中和运行中的缺陷，而且使捞渣机的运行稳定性大幅提高［9］。

1）模锻链是面接触受力。根据模锻链的结构特点，链板与销轴之间为柱面接触，当受到拉力时，接触面越大，压强越小，可减小链条磨损。

2）模锻链制造精度高。模锻链连接孔使用机械加工精加工，可以保证每一节链节都等长（偏差＜0.01%），连接成链条后不会有生产误差的积累。

3）链条维护简单。模锻链采用新型的连接结构，当链条断裂或者需要更换时，可以方便地拆下并更换任意链节，不再需要接链环，可节省大量的人力及资金成本。

4）模锻链高耐磨、高硬度。模锻链链板采用模锻一体成型，表面使用渗碳热处理工艺，链板表面渗碳层厚度1.5～2 mm，表面硬度＞HV700（＞HRC 62.5）。

图3 模锻链条

3 新型模锻链条经济性分析

模锻链运行稳定，极少出现故障，平均可无故障运行6 年。模锻链在捞渣机上的应用不仅提高了捞渣机运行的可靠性，同时也取得了显著的经济效益。

高耐磨圆环链条（Φ30 mm×108 mm），采购价格约3 200 元／米，使用寿命约3 年。模锻链每米采购价为2 500 元，模锻链设计使用寿命为6 年。机组刮板式捞渣机链条使用长度240 m，按照运行6 年计算链条费用可节省0.320×240×2-0.25×240=93.6（万元），人工费用可节省约10 万元（包括日常维护与再换一条新链条、截链条等，不包括因捞渣机断链条造成的机组降负荷和机组非停等），机组刮板捞渣机运行6年运行维护总计可节省费用84.2 万元。同时改为模锻链后设备可靠性大大增加，降低链条在运行中的异物卡涩、链条磨损、断链等概率，减少机组降负荷和机组非停等因素，节省大量的社会人工成本，避免造成人力财力浪费。

4 结语

模锻链条解决了目前高耐磨圆环链遇到的难题，提高了捞渣机链条的使用寿命、抗磨损能力与抗拉伸能力，节约了劳动成本。改造为模锻链后，设备可靠性大大增加。在未来一段时间内，模锻链条将在火力发电企业排渣系统中得到广泛的应用，在其他链条传动系统中，也将得到相应的改造应用。