新型模鍛鏈條在濕式撈渣機上的應(yīng)用研究

劉衛(wèi)東，王廣兵，王常臻，劉 龍，趙永國

（國家能源菏澤發(fā)電有限公司，山東 菏澤 274032）

0 引言

濕式刮板撈渣機是廣泛應(yīng)用于鍋爐排渣系統(tǒng)的高效連續(xù)運行的機械式除渣設(shè)備。因為圓環(huán)鏈有結(jié)構(gòu)簡單、運行中過渡平穩(wěn)、整體有較強耐磨性等特點，所以高耐磨圓環(huán)鏈成為火電廠排渣系統(tǒng)中刮板撈渣機的主流輸送鏈條。但是圓環(huán)鏈是平環(huán)與立環(huán)之間點接觸受力，接觸點壓力較大會加快耐磨層磨損和撈渣機鏈條拉伸，造成頻繁截取鏈環(huán)調(diào)整鏈條張緊度［1］、鏈條斷裂、傳動鏈輪處夾鏈和跳鏈［2-3］、刮板偏斜和扭轉(zhuǎn)變形［4］等問題；導(dǎo)致?lián)圃鼨C整套鏈條使用壽命較短［5-6］。

國內(nèi)外均已注意到高耐磨圓環(huán)鏈的諸多缺陷，已經(jīng)開始了針對撈渣機新式鏈條的研發(fā)。其中，撈渣機專用模鍛鏈替代高耐磨圓環(huán)鏈是較為成熟的技術(shù)路線。此種鏈條型式在國內(nèi)外撈渣機上都有應(yīng)用，且均運行穩(wěn)定，風(fēng)險較低。因此，為解決高耐磨圓環(huán)鏈帶來的問題，采用這種運行磨損小、鏈條伸長量小、不易斷裂的新式撈渣機鏈條。

1 新型模鍛鏈條主要結(jié)構(gòu)

模鍛鏈條是一種應(yīng)用于撈渣機上的結(jié)構(gòu)簡單、成本低、連接可靠、安裝和拆卸方便、鏈條面接觸傳動能力大、承載能力大、使用壽命長、檢修維護方便的新型模鍛鉸接鏈條［7］。

模鍛鏈條的主要結(jié)構(gòu)部件分為：內(nèi)鏈板、外鏈板、銷軸和軸套以及限位卡銷。連接方式為使用銷軸作為轉(zhuǎn)動軸將模鍛一節(jié)內(nèi)鏈板與兩節(jié)模鍛外鏈板組裝在一起，并將軸套和限位卡銷安裝在銷軸上，用來限制鏈板在銷軸上的軸向移動，以此作為模鍛鏈條的基本組成單元，如圖1 所示。多個單元首尾相連組成封閉環(huán)形鏈條。

模鍛鏈條使用的快速拆裝式連接結(jié)構(gòu)，銷軸尾部位置圓柱面端部有通孔，用于穿入兩端粗、中間細的限位卡銷，尾部位置端部中心鉆孔用來嵌入柔性卡墊，卡墊可以在卡銷穿入后使卡銷不會從卡墊中脫出，從而將本鏈節(jié)的所有部分連接在一起。內(nèi)鏈板和外鏈板能夠自由轉(zhuǎn)動，正常運行時鏈條不會脫開，連接可靠；鉸接連接點處，卡銷由柔性卡墊固定，使用小型專用工具施加外力即可脫出，卡銷脫出后鏈節(jié)可順利拆除，不需要破壞鏈條結(jié)構(gòu)，便可以拆卸和更換任意節(jié)鏈條。

圖1 模鍛鏈條的基本組成

2 新型模鍛鏈條在濕式撈渣機上的應(yīng)用

2.1 圓環(huán)鏈條應(yīng)用

某電廠5 號機組使用的刮板撈渣機輸送鏈條為高耐磨圓環(huán)鏈，撈渣機平均每連續(xù)運行3 個月，就要因為圓環(huán)鏈的磨損和自身拉長問題，對雙邊鏈條各截取2～4 環(huán)鏈環(huán)以調(diào)整鏈條的張緊度，每次截短工作要有4 個檢修人員耗時3 h 左右；個別鏈環(huán)在接觸點處磨損過度造成鏈條斷裂；磨損量積累及鏈條拉長度的不同導(dǎo)致?lián)圃鼨C左右兩側(cè)鏈條不等長造成刮板偏斜，從而使得刮板在通過尾部張緊輪發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形時有發(fā)生［8］；撈渣機鏈條磨損嚴重后傳動鏈輪處極易造成夾鏈和跳鏈；因撈渣機鏈條的磨損及拉伸變形，一般情況下每3 年就需要更換一整套的撈渣機鏈條。高耐磨圓環(huán)鏈運行情況如圖2 所示。

圖2 高耐磨圓環(huán)鏈

所以在濕式撈渣機運行中，圓環(huán)鏈表現(xiàn)出了在生產(chǎn)中和運行中的缺陷。

1）圓環(huán)鏈鏈環(huán)之間為點接觸受力。根據(jù)圓環(huán)鏈的結(jié)構(gòu)特點，平環(huán)與立環(huán)連接處為點接觸；在受到拉力時，鏈環(huán)接觸面積越小所受壓應(yīng)力越大，滲碳層就約容易磨損；在撈渣機的雙鏈傳動中，兩側(cè)鏈條在運行中鏈條接觸點會逐漸磨損，兩側(cè)磨損不一致會逐漸導(dǎo)致雙鏈運行不同步、不等長，進而引起刮板或?qū)л喌膿p壞，這是圓環(huán)鏈應(yīng)用在撈渣機輸送中普遍存在的問題。

2）鏈環(huán)制造精度低。鏈環(huán)制造采用鋼棒折彎后焊接成型，鏈環(huán)尺寸精度低，誤差積累會進一步加劇撈渣機運行鏈條的雙邊不等長問題。

3）鏈條維護困難。當(dāng)某個鏈環(huán)出現(xiàn)問題時，通常采用破壞性拆除，并且必須使用接鏈環(huán)使拆除的鏈節(jié)恢復(fù)連接，不但檢修維護困難，而且耗用時間長。

4）斷鏈恢復(fù)成本較高。1 件接鏈環(huán)的價格約為2 m 鏈條價格；除了購買鏈條外，還需要額外付出接鏈環(huán)的高昂成本。

2.2 新型模鍛鏈條應(yīng)用

2019 年3 月份，機組完成了模鍛鏈替換圓環(huán)鏈的改造工作，模鍛鏈結(jié)構(gòu)如圖3 所示。撈渣機改造后運行至今，未發(fā)生過鏈條卡澀，未因鏈條磨損拉長而進行階段鏈條的檢修工作（鏈條未見明顯磨損），撈渣機運行平穩(wěn)且電流穩(wěn)定，改造以后使用效果非常明顯。

通過模鍛鏈在撈渣機實際運行中的應(yīng)用，模鍛鏈表現(xiàn)出了優(yōu)越的性能，模鍛鏈不僅克服了圓環(huán)鏈在生產(chǎn)中和運行中的缺陷，而且使撈渣機的運行穩(wěn)定性大幅提高［9］。

1）模鍛鏈是面接觸受力。根據(jù)模鍛鏈的結(jié)構(gòu)特點，鏈板與銷軸之間為柱面接觸，當(dāng)受到拉力時，接觸面越大，壓強越小，可減小鏈條磨損。

2）模鍛鏈制造精度高。模鍛鏈連接孔使用機械加工精加工，可以保證每一節(jié)鏈節(jié)都等長（偏差＜0.01%），連接成鏈條后不會有生產(chǎn)誤差的積累。

3）鏈條維護簡單。模鍛鏈采用新型的連接結(jié)構(gòu)，當(dāng)鏈條斷裂或者需要更換時，可以方便地拆下并更換任意鏈節(jié)，不再需要接鏈環(huán)，可節(jié)省大量的人力及資金成本。

4）模鍛鏈高耐磨、高硬度。模鍛鏈鏈板采用模鍛一體成型，表面使用滲碳熱處理工藝，鏈板表面滲碳層厚度1.5～2 mm，表面硬度＞HV700（＞HRC 62.5）。

圖3 模鍛鏈條

3 新型模鍛鏈條經(jīng)濟性分析

模鍛鏈運行穩(wěn)定，極少出現(xiàn)故障，平均可無故障運行6 年。模鍛鏈在撈渣機上的應(yīng)用不僅提高了撈渣機運行的可靠性，同時也取得了顯著的經(jīng)濟效益。

高耐磨圓環(huán)鏈條（Φ30 mm×108 mm），采購價格約3 200 元／米，使用壽命約3 年。模鍛鏈每米采購價為2 500 元，模鍛鏈設(shè)計使用壽命為6 年。機組刮板式撈渣機鏈條使用長度240 m，按照運行6 年計算鏈條費用可節(jié)省0.320×240×2-0.25×240=93.6（萬元），人工費用可節(jié)省約10 萬元（包括日常維護與再換一條新鏈條、截鏈條等，不包括因撈渣機斷鏈條造成的機組降負荷和機組非停等），機組刮板撈渣機運行6年運行維護總計可節(jié)省費用84.2 萬元。同時改為模鍛鏈后設(shè)備可靠性大大增加，降低鏈條在運行中的異物卡澀、鏈條磨損、斷鏈等概率，減少機組降負荷和機組非停等因素，節(jié)省大量的社會人工成本，避免造成人力財力浪費。

4 結(jié)語

模鍛鏈條解決了目前高耐磨圓環(huán)鏈遇到的難題，提高了撈渣機鏈條的使用壽命、抗磨損能力與抗拉伸能力，節(jié)約了勞動成本。改造為模鍛鏈后，設(shè)備可靠性大大增加。在未來一段時間內(nèi)，模鍛鏈條將在火力發(fā)電企業(yè)排渣系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，在其他鏈條傳動系統(tǒng)中，也將得到相應(yīng)的改造應(yīng)用。