风冷式干渣机不锈钢输送链链板翘边分析与治理

大唐三门峡发电有限责任公司 张 航 王鑫威 关倡弘

国内部分火力发电机组锅炉底部设计风冷式干渣机，干渣机与锅炉出渣口通过渣斗相连，渣斗独立支撑，并在渣斗底部设有液压关断门，用于关断、隔离和挤渣，锅炉燃烧产生的灰渣落入干渣机，通过冷却和输送最终进入渣仓，风冷式干渣机具有输送链韧性强可靠性高、可输送大渣块、易于维护、密封良好、节水节能等优点[1]。同时也存在一个普遍现状：一台锅炉配备单台干渣机，无备用排渣输渣系统，一旦出现重大故障则危及机组安全稳定运行，且人员检修安全风险大，属于一级设备，而不锈钢输送链又是干渣机的核心部件，其安全稳定直接决定了干渣机的可靠性[2-3]。

图1 干渣机布置示意图

本文就干渣机不锈钢输送链链板翘边故障进行综合分析，并根据实际运行、检修经验总结归纳出链板翘边治理措施。

1 结构分析

干式排渣机本质上是耐热不锈钢链板输送机，不锈钢输送链在运行中具有防尘效果，且拥有较高韧性，即使各部分之间存在巨大温差也不会发生永久性变形。不锈钢输送链张紧后由头部驱动滚筒摩擦力产生驱动力带动，尾部滚筒支撑在自动张紧装置上，不锈钢输送链运行在输送上托辊和回程下托辊上，不锈钢输送链收集并向外输送从炉膛落下的炉底渣。

图2所示为干渣机不锈钢输送链链板叠压结构示意图，不锈钢链板逐片叠压，再通过沉头螺钉固定在不锈钢编织网网上，形成不锈钢输送链。图3所示为干渣机断面详细结构示意图，炉渣通过渣斗落到输送链上，两侧的挡渣斜板起到聚拢和遮挡的作用，使炉渣始终保持在输送链正中位置，避免炉渣在负压扰动下向两侧流动，上部为输送链的工作程、下部为返程，图4所示为干渣机输送链与挡渣斜板相对位置示意图。

图2 输送链链板叠压结构示意图

图3 干渣机断面结构示意图

图4 输送链与挡渣斜板相对位置示意图

2 链板翘边原因分析

现场观察发现输送链翘边全部发生在正转期间，结合输送链链板前后叠压结构以及链板翘边形貌分析，造成翘边必须使输送链逆茬受力，而输送链正转期间逆茬阻力只能来源于输送链裙边之间，即图3所示的1号区域。全面排查工作程和返程段的1号区域未发现任何异物及内部构件变形脱落现象，所以排除干渣机内部构件造成链板翘边的可能。

进一步检查发现，在干渣机斜坡段翻渣机处，北侧挡渣斜板存在卷边、缺口和挤压变形的痕迹（图5）。通过运行观察发现输送链上渣位较高时，在经过翻渣机时受到较大阻力，将渣块挤压进入侧面挡渣板和裙边之间，长期挤压磨损导致挡渣斜板变形甚至出现缺口，缺口的产生使体积更大的渣块可进入输送链裙边与挡渣板之间，输送链正向运转使渣块与链板裙边发生逆茬挤压、碰撞，从而造成链板翘边，如图5所示。链板翘边之后会与挡渣板背后的支撑肋板以及返程段的下托辊、横向支撑槽钢等发生进一步碰撞，造成链板翘起幅度进一步增大。

图5 挡渣板与裙边之间挤入渣块置示意图

但通过就地检查发现，在斜坡段南、北两侧挡渣板均有缺口及变形，而链板翘边全部发生在北侧，南侧裙边没有任何链板翘边受挤压痕迹。测量后得到斜坡段挡渣板与裙边间距，北侧约为50mm，南侧约为70mm，说明斜坡段输送链偏向南侧；挡渣板与输送链垂直间距南、北两侧相同，约为60mm，说明输送链南、北两侧高低相同。

再通过从尾部观察发现，输送链北侧裙边各链板之间的间隙较大，而南侧裙边各链板之间紧密贴合。由此分析：输送链偏向南侧，造成北侧输送链裙边与挡渣板间距小，易于接触到渣块，同时北侧裙边链板间隙大而松散，更易于翘边；而南侧输送链裙边与挡渣板间距大，不易接触到渣块，且裙边链板贴合紧密、相对较难翘边，所以输送链链板翘边全部发生在北侧；其次，煤质原因导致干渣机频繁掉大焦，造成输送链上瞬时渣量过大，加剧了翻渣机附近挡渣斜板磨损与变形，渣块进入挡渣斜板与裙边之间的几率增大，也是链板翘边频发的间接原因。

另外，干渣机输送链在起弧段存在轻微上下浮动，也有可能造成裙边与挡渣斜板或支撑肋板碰磨，引起翘边；特殊情况下输送链倒转造成部分链板裙边与下托辊碰撞变形翘起，增加了链板与内部构件碰撞翘边的概率，也是另一个原因。

3 治理措施及效果

针对翘边原因，制定了以下针对性防范治理措施：更换已经翘边链板，并对变形和磨损的挡渣斜板进行补焊修复或更换，避免渣块挤入挡渣斜板与输送链裙边之间；机组运行中及时调整运行控制方式和检修策略，避免发生落渣量瞬时突增现象；运行中密切关注输送链跑偏情况，发现跑偏及时调整；同时规范托辊到货验收，保证所有托辊均为原设计尺寸、长度一致，避免托辊与输送链发生碰磨造成链板翘边；尽量减少倒转次数，特殊情况下须在专人监护下倒转，避免倒转引起输送链链板翘边；利用停机检修机会，更换新输送链。

2020年8月实施以上治理手段后更换了翘边链板，并对磨损严重的挡渣斜板进行整段的切割、补焊修复，改变放渣策略避免输送链上渣量突增，干渣机运行维护方式得到了有效的优化，减少了渣块挤入链板裙边与挡渣板之间的概率，链板翘边的风险降低了，经过半年的运行跟踪观察，直到2021年4月未再发生输送链链板翘边故障，切实提高了干除渣系统不锈钢输送链的可靠性和稳定性，治理效果显著。

综上，相比于传统的湿式捞渣机，干渣机具有可靠性高（输送链韧性好，灰渣与输送链相对静止无磨损）、可输送大渣块、可回收灰渣余热节能效果良好、密封优良、维护简单等优点，越来越多的使用在大容量机组锅炉上。但同时也存在设备组成构件数量较多、输送链链板易翘边变形、灰渣量大压死处理难度大等缺点，需要在运行期间重点关注，发现异常后及时分析原因、解决问题、消除隐患，保证干渣机能长期稳定运行。