散料輸送系統的改造

張結元

1 設備運行現狀及存在問題

電廠散料輸送系統由一級刮板輸送機和二級鏈斗輸送機組成（見圖1），每臺輸送機的運輸能力為60t/h，散料不含水分，粒度約為5～50mm（異常情況粒度達250mm）。一級刮板輸送機布置在冷渣機下方，物料經冷渣機冷卻后，向一級刮板機給料，由二級鏈斗輸送機輸送至散料庫。由于一、二級輸送機的設計制造存在較多缺陷，且受冷渣機影響，經常出現出料溫度高、粒度大、短時集中下料等不正常情況，輸送機僅運轉六個月，即多次出現卡死、翻車等嚴重故障。

散料輸送系統主要存在以下幾方面的問題：

（1）一級刮板輸送機設計選型偏小，機殼寬度及高度設計未充分考慮大塊物料堵料的因素，當冷渣機輸出大塊物料時，大塊物料落在一級刮板輸送機上層鏈條上輸送至尾部，導致尾部機殼嚴重積料，造成一級刮板輸送機鏈條卡死并斷裂。

（2）一級刮板輸送機的鏈條強度不夠，其鏈節為鑄造成型，存在較大的鑄造缺陷。

（3）二級鏈斗輸送機鏈條的設計能力過小，不能滿足輸送工況要求，當出現短時“紅料”時，鏈條易發生變形。

（4）二級鏈斗輸送機工藝布置不合理，入渣庫的輸送傾角達50°，設計的彎弧過渡半徑僅5m（一般設計≮12m），未充分考慮設備運轉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荷，還加劇了滾輪及軌道的磨損。

（5）二級鏈斗輸送機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），造成運行時設備跑偏嚴重。加之設備布置不合理、鏈條變形等因素，導致二級鏈斗輸送機在爬坡段頻繁發生脫軌，造成設備卡死或鏈條斷裂。

以上原因導致散料輸送系統需經常停機檢修，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/班連續工作72h以上才能完成，嚴重影響機組正常發電，因此，對散料輸送系統及冷卻系統的技改勢在必行。

圖1 散料輸送機布置圖

2 技改方案

2.1 改造目的

（1）提高散料輸送系統的運轉率，年運轉率達90%以上。

（2）結合散料的物料特性及系統的工況條件，設計與其相適應的設備部件結構，以大幅降低設備故障率。

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

（4）降低能耗。

圖2 二級鏈斗輸送機滾輪軸固定孔位置圖

2.2 散料輸送系統的優化改進

原散料輸送系統由兩臺輸送設備組成，其中，二級鏈斗輸送機的故障率較高，設備問題最突出，是本次技改的重點和難點。受現場空間限制，該設備的布置無法延展，但若仍采用“水平—彎弧—傾斜”的布置形式，鏈斗輸送機的原有故障仍然會存在。為了解決因空間限制造成的設備布置問題，我們將大傾角鏈斗輸送機分解成兩臺設備，即采用水平刮板輸送機與垂直斗式提升機相結合的布置方案，刮板輸送機先將物料輸送至提升機，再經提升機輸送至散料庫。我公司有多年加工制造提升機的經驗，提升機結構經不斷優化改進，故障率低，運轉穩定可靠。采用兩臺設備組合使用的方式，可以完全消除原有鏈斗輸送機的故障。改造后的散料輸送系統由一級刮板輸送機XMS900、二級水平刮板輸送機XMS900、三級垂直提升機NE150三臺設備組成，三臺設備的輸送能力均按120t/h設計（見圖3，注：一級、二級刮板輸送機實際為垂直布置）。

圖3 改造后的散料輸送系統工藝布置

圖4 原有的一級刮板輸送機結構圖

圖5 重新設計的牽引鏈和刮板部件

2.3 設備結構的優化改進

2.3.1 刮板輸送機的改進

原有刮板輸送機結構見圖4，刮板機的鏈條在殼體托架上滑行，在帶料層，鏈條基本被物料掩埋，運行時，鏈條受高溫“紅料”影響，各零件的力學性能下降，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，需消耗大量電機功率，另外，由于電廠爐渣具有很強的磨蝕性，運行時鏈條磨損快，鏈節有效截面越磨越小導致鏈條斷裂。針對原設備的以上缺點，技改情況如下：

（1）重新設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件，刮板裝在鏈條中間，螺栓連接，以便于刮板磨損后迅速進行更換。鏈條作為設備的核心部件，在軌道上運行只起牽引作用，而刮板為易損件，在輸送物料時易產生磨損。為防止鏈條與物料接觸，在進料節殼體處設置擋料板，使物料能落在殼體中間位置；設計時，按正常輸送能力2倍的輸送量設計刮板的高度，保證殼體內的積料始終處于鏈條下方。技改后，設備各部件受力合理，使用壽命大幅提高。

（2）優化鏈條

技改時，采用套筒滾子鏈，鏈條運行時與軌道間為滾動摩擦（見圖6），設備運行時阻力大幅減小，鏈條磨損情況明顯改善，同等條件下電機功耗降低30%；鏈板采用熱軋40Cr帶鋼制作，經調質處理，可保證鏈條整體抗拉強度；鏈條的銷軸調質后采用表面中頻淬火的工藝，可提高其強度及耐磨性，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大于原鏈條的8倍，可確保不發生斷鏈現象；滾輪工作面采用淬火處理后，硬度達HRC50以上，使用壽命可≮3年。改造后，鏈條的強度及使用壽命大幅提高，配件的更換周期延長。

（3）優化改進驅動鏈輪

驅動鏈輪是保證鏈條準確嚙合的關鍵部件，輪齒的強度、耐磨性和加工精度是輸送機正常運轉的重要保證。技改時，將驅動鏈輪設計成分體式，輪齒與輪轂采用高強螺栓聯接，以便于輪齒磨損后進行更換。同時，為了確保輪齒強度及耐磨性能，輪齒采用40Cr鍛制毛坯，調質處理后齒面中頻淬火，淬硬層深度≮3mm。

（4）調整刮板間距

為防止大塊物料堵料，根據冷卻機出料的最大尺寸，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，解決了大塊物料堵料的問題。

2.3.2 提升機料斗的優化改進

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

2.3.3 改進設備密封

由于原系統未配備收塵裝置，改造后的刮板機及提升機均為全密封設備，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構圖

3 技改效果

2018年5月，散料輸送系統開始帶料運轉，一年多來，系統一直運轉平穩，年運轉率達到90%以上，未發生過斷鏈、脫軌、尾輪堵料等事故，達到了技改的預期目標。此外，公司每年只需檢修并更換部分易損配件，設備密封良好，不冒灰，改善了現場環境，確保了電廠正常發電，大幅減少了設備的維護成本。此改造方法同樣適用于水泥廠FU、SL等故障率高、結構笨重的老式鏈式輸送機改造。