散料輸送系統(tǒng)的改造

張結(jié)元

1 設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀及存在問題

電廠散料輸送系統(tǒng)由一級刮板輸送機(jī)和二級鏈斗輸送機(jī)組成（見圖1），每臺輸送機(jī)的運(yùn)輸能力為60t/h，散料不含水分，粒度約為5～50mm（異常情況粒度達(dá)250mm）。一級刮板輸送機(jī)布置在冷渣機(jī)下方，物料經(jīng)冷渣機(jī)冷卻后，向一級刮板機(jī)給料，由二級鏈斗輸送機(jī)輸送至散料庫。由于一、二級輸送機(jī)的設(shè)計制造存在較多缺陷，且受冷渣機(jī)影響，經(jīng)常出現(xiàn)出料溫度高、粒度大、短時集中下料等不正常情況，輸送機(jī)僅運(yùn)轉(zhuǎn)六個月，即多次出現(xiàn)卡死、翻車等嚴(yán)重故障。

散料輸送系統(tǒng)主要存在以下幾方面的問題：

（1）一級刮板輸送機(jī)設(shè)計選型偏小，機(jī)殼寬度及高度設(shè)計未充分考慮大塊物料堵料的因素，當(dāng)冷渣機(jī)輸出大塊物料時，大塊物料落在一級刮板輸送機(jī)上層鏈條上輸送至尾部，導(dǎo)致尾部機(jī)殼嚴(yán)重積料，造成一級刮板輸送機(jī)鏈條卡死并斷裂。

（2）一級刮板輸送機(jī)的鏈條強(qiáng)度不夠，其鏈節(jié)為鑄造成型，存在較大的鑄造缺陷。

（3）二級鏈斗輸送機(jī)鏈條的設(shè)計能力過小，不能滿足輸送工況要求，當(dāng)出現(xiàn)短時“紅料”時，鏈條易發(fā)生變形。

（4）二級鏈斗輸送機(jī)工藝布置不合理，入渣庫的輸送傾角達(dá)50°，設(shè)計的彎弧過渡半徑僅5m（一般設(shè)計≮12m），未充分考慮設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時承載滾輪在彎段軌道處因行走路徑大幅變徒而阻力增大的因素，阻力增大不僅增加了鏈條的負(fù)荷，還加劇了滾輪及軌道的磨損。

（5）二級鏈斗輸送機(jī)承載滾輪的固定座制作尺寸誤差較大，左右滾輪軸的固定孔不同心（見圖2），造成運(yùn)行時設(shè)備跑偏嚴(yán)重。加之設(shè)備布置不合理、鏈條變形等因素，導(dǎo)致二級鏈斗輸送機(jī)在爬坡段頻繁發(fā)生脫軌，造成設(shè)備卡死或鏈條斷裂。

以上原因?qū)е律⒘陷斔拖到y(tǒng)需經(jīng)常停機(jī)檢修，而每次檢修均需大批量更換鏈條、料斗、滾輪等，工作量較大，需6人/班連續(xù)工作72h以上才能完成，嚴(yán)重影響機(jī)組正常發(fā)電，因此，對散料輸送系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)的技改勢在必行。

圖1 散料輸送機(jī)布置圖

2 技改方案

2.1 改造目的

（1）提高散料輸送系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率，年運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)90%以上。

（2）結(jié)合散料的物料特性及系統(tǒng)的工況條件，設(shè)計與其相適應(yīng)的設(shè)備部件結(jié)構(gòu)，以大幅降低設(shè)備故障率。

（3）提高設(shè)備運(yùn)行部件的使用壽命，改進(jìn)鏈條、料斗、滾輪等易損件的用材及熱處理方式。

（4）降低能耗。

圖2 二級鏈斗輸送機(jī)滾輪軸固定孔位置圖

2.2 散料輸送系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)

原散料輸送系統(tǒng)由兩臺輸送設(shè)備組成，其中，二級鏈斗輸送機(jī)的故障率較高，設(shè)備問題最突出，是本次技改的重點(diǎn)和難點(diǎn)。受現(xiàn)場空間限制，該設(shè)備的布置無法延展，但若仍采用“水平—彎弧—傾斜”的布置形式，鏈斗輸送機(jī)的原有故障仍然會存在。為了解決因空間限制造成的設(shè)備布置問題，我們將大傾角鏈斗輸送機(jī)分解成兩臺設(shè)備，即采用水平刮板輸送機(jī)與垂直斗式提升機(jī)相結(jié)合的布置方案，刮板輸送機(jī)先將物料輸送至提升機(jī)，再經(jīng)提升機(jī)輸送至散料庫。我公司有多年加工制造提升機(jī)的經(jīng)驗，提升機(jī)結(jié)構(gòu)經(jīng)不斷優(yōu)化改進(jìn)，故障率低，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠。采用兩臺設(shè)備組合使用的方式，可以完全消除原有鏈斗輸送機(jī)的故障。改造后的散料輸送系統(tǒng)由一級刮板輸送機(jī)XMS900、二級水平刮板輸送機(jī)XMS900、三級垂直提升機(jī)NE150三臺設(shè)備組成，三臺設(shè)備的輸送能力均按120t/h設(shè)計（見圖3，注：一級、二級刮板輸送機(jī)實際為垂直布置）。

圖3 改造后的散料輸送系統(tǒng)工藝布置

圖4 原有的一級刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)圖

圖5 重新設(shè)計的牽引鏈和刮板部件

2.3 設(shè)備結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改進(jìn)

2.3.1 刮板輸送機(jī)的改進(jìn)

原有刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)見圖4，刮板機(jī)的鏈條在殼體托架上滑行，在帶料層，鏈條基本被物料掩埋，運(yùn)行時，鏈條受高溫“紅料”影響，各零件的力學(xué)性能下降，鏈條的使用壽命降低。同時，鏈條與殼體和物料的摩擦阻力很大，需消耗大量電機(jī)功率，另外，由于電廠爐渣具有很強(qiáng)的磨蝕性，運(yùn)行時鏈條磨損快，鏈節(jié)有效截面越磨越小導(dǎo)致鏈條斷裂。針對原設(shè)備的以上缺點(diǎn)，技改情況如下：

（1）重新設(shè)計牽引鏈和刮板部件（見圖5）

技改時，采用雙排套筒滾子鏈條作為牽引構(gòu)件，刮板裝在鏈條中間，螺栓連接，以便于刮板磨損后迅速進(jìn)行更換。鏈條作為設(shè)備的核心部件，在軌道上運(yùn)行只起牽引作用，而刮板為易損件，在輸送物料時易產(chǎn)生磨損。為防止鏈條與物料接觸，在進(jìn)料節(jié)殼體處設(shè)置擋料板，使物料能落在殼體中間位置；設(shè)計時，按正常輸送能力2倍的輸送量設(shè)計刮板的高度，保證殼體內(nèi)的積料始終處于鏈條下方。技改后，設(shè)備各部件受力合理，使用壽命大幅提高。

（2）優(yōu)化鏈條

技改時，采用套筒滾子鏈，鏈條運(yùn)行時與軌道間為滾動摩擦（見圖6），設(shè)備運(yùn)行時阻力大幅減小，鏈條磨損情況明顯改善，同等條件下電機(jī)功耗降低30%；鏈板采用熱軋40Cr帶鋼制作，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，可保證鏈條整體抗拉強(qiáng)度；鏈條的銷軸調(diào)質(zhì)后采用表面中頻淬火的工藝，可提高其強(qiáng)度及耐磨性，銷套作表面滲碳處理，可大幅提高鏈條的綜合性能。通過破斷試驗可知，改造后鏈條的安全系數(shù)大于原鏈條的8倍，可確保不發(fā)生斷鏈現(xiàn)象；滾輪工作面采用淬火處理后，硬度達(dá)HRC50以上，使用壽命可≮3年。改造后，鏈條的強(qiáng)度及使用壽命大幅提高，配件的更換周期延長。

（3）優(yōu)化改進(jìn)驅(qū)動鏈輪

驅(qū)動鏈輪是保證鏈條準(zhǔn)確嚙合的關(guān)鍵部件，輪齒的強(qiáng)度、耐磨性和加工精度是輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保證。技改時，將驅(qū)動鏈輪設(shè)計成分體式，輪齒與輪轂采用高強(qiáng)螺栓聯(lián)接，以便于輪齒磨損后進(jìn)行更換。同時，為了確保輪齒強(qiáng)度及耐磨性能，輪齒采用40Cr鍛制毛坯，調(diào)質(zhì)處理后齒面中頻淬火，淬硬層深度≮3mm。

（4）調(diào)整刮板間距

為防止大塊物料堵料，根據(jù)冷卻機(jī)出料的最大尺寸，刮板間距加大至400mm，使大塊物料能順利從上層刮板落入料層區(qū)，解決了大塊物料堵料的問題。

2.3.2 提升機(jī)料斗的優(yōu)化改進(jìn)

針對散料磨蝕性較強(qiáng)的情況，料斗進(jìn)口處加焊60mm寬的HARDOX400耐磨板，防止料斗進(jìn)口處反復(fù)受物料沖擊而磨損、變形。

2.3.3 改進(jìn)設(shè)備密封

由于原系統(tǒng)未配備收塵裝置，改造后的刮板機(jī)及提升機(jī)均為全密封設(shè)備，為防止殼體冒灰，殼體間的法蘭面采用硅膠（中性硅酮耐候膠）密封。

圖6 套筒滾子鏈與軌道結(jié)構(gòu)圖

3 技改效果

2018年5月，散料輸送系統(tǒng)開始帶料運(yùn)轉(zhuǎn)，一年多來，系統(tǒng)一直運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，年運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)到90%以上，未發(fā)生過斷鏈、脫軌、尾輪堵料等事故，達(dá)到了技改的預(yù)期目標(biāo)。此外，公司每年只需檢修并更換部分易損配件，設(shè)備密封良好，不冒灰，改善了現(xiàn)場環(huán)境，確保了電廠正常發(fā)電，大幅減少了設(shè)備的維護(hù)成本。此改造方法同樣適用于水泥廠FU、SL等故障率高、結(jié)構(gòu)笨重的老式鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)改造。