新型模鍛鏈條在濕式撈渣機上的應用研究

劉衛東，王廣兵，王常臻，劉 龍，趙永國

（國家能源菏澤發電有限公司，山東 菏澤 274032）

0 引言

濕式刮板撈渣機是廣泛應用于鍋爐排渣系統的高效連續運行的機械式除渣設備。因為圓環鏈有結構簡單、運行中過渡平穩、整體有較強耐磨性等特點，所以高耐磨圓環鏈成為火電廠排渣系統中刮板撈渣機的主流輸送鏈條。但是圓環鏈是平環與立環之間點接觸受力，接觸點壓力較大會加快耐磨層磨損和撈渣機鏈條拉伸，造成頻繁截取鏈環調整鏈條張緊度［1］、鏈條斷裂、傳動鏈輪處夾鏈和跳鏈［2-3］、刮板偏斜和扭轉變形［4］等問題；導致撈渣機整套鏈條使用壽命較短［5-6］。

國內外均已注意到高耐磨圓環鏈的諸多缺陷，已經開始了針對撈渣機新式鏈條的研發。其中，撈渣機專用模鍛鏈替代高耐磨圓環鏈是較為成熟的技術路線。此種鏈條型式在國內外撈渣機上都有應用，且均運行穩定，風險較低。因此，為解決高耐磨圓環鏈帶來的問題，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構

模鍛鏈條是一種應用于撈渣機上的結構簡單、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］。

模鍛鏈條的主要結構部件分為：內鏈板、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動軸將模鍛一節內鏈板與兩節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形鏈條。

模鍛鏈條使用的快速拆裝式連接結構，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，從而將本鏈節的所有部分連接在一起。內鏈板和外鏈板能夠自由轉動，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，卡銷脫出后鏈節可順利拆除，不需要破壞鏈條結構，便可以拆卸和更換任意節鏈條。

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用

2.1 圓環鏈條應用

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鏈，撈渣機平均每連續運行3 個月，就要因為圓環鏈的磨損和自身拉長問題，對雙邊鏈條各截取2～4 環鏈環以調整鏈條的張緊度，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致撈渣機左右兩側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生扭轉變形時有發生［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。高耐磨圓環鏈運行情況如圖2 所示。

圖2 高耐磨圓環鏈

所以在濕式撈渣機運行中，圓環鏈表現出了在生產中和運行中的缺陷。

1）圓環鏈鏈環之間為點接觸受力。根據圓環鏈的結構特點，平環與立環連接處為點接觸；在受到拉力時，鏈環接觸面積越小所受壓應力越大，滲碳層就約容易磨損；在撈渣機的雙鏈傳動中，兩側鏈條在運行中鏈條接觸點會逐漸磨損，兩側磨損不一致會逐漸導致雙鏈運行不同步、不等長，進而引起刮板或導輪的損壞，這是圓環鏈應用在撈渣機輸送中普遍存在的問題。

2）鏈環制造精度低。鏈環制造采用鋼棒折彎后焊接成型，鏈環尺寸精度低，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。當某個鏈環出現問題時，通常采用破壞性拆除，并且必須使用接鏈環使拆除的鏈節恢復連接，不但檢修維護困難，而且耗用時間長。

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

2.2 新型模鍛鏈條應用

2019 年3 月份，機組完成了模鍛鏈替換圓環鏈的改造工作，模鍛鏈結構如圖3 所示。撈渣機改造后運行至今，未發生過鏈條卡澀，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），撈渣機運行平穩且電流穩定，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用，模鍛鏈表現出了優越的性能，模鍛鏈不僅克服了圓環鏈在生產中和運行中的缺陷，而且使撈渣機的運行穩定性大幅提高［9］。

1）模鍛鏈是面接觸受力。根據模鍛鏈的結構特點，鏈板與銷軸之間為柱面接觸，當受到拉力時，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，可以保證每一節鏈節都等長（偏差＜0.01%），連接成鏈條后不會有生產誤差的積累。

3）鏈條維護簡單。模鍛鏈采用新型的連接結構，當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，不再需要接鏈環，可節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 新型模鍛鏈條經濟性分析

模鍛鏈運行穩定，極少出現故障，平均可無故障運行6 年。模鍛鏈在撈渣機上的應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濟效益。

高耐磨圓環鏈條（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省0.320×240×2-0.25×240=93.6（萬元），人工費用可節省約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省費用84.2 萬元。同時改為模鍛鏈后設備可靠性大大增加，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，節省大量的社會人工成本，避免造成人力財力浪費。

4 結語

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