摘要：除大块装置是燃煤发电厂卸煤系统中的重要辅助设备，其主要作用是在入厂煤进入煤场前有效地清除煤炭中的各类杂物、大块等物件，从而保证供、卸煤系统中的皮带机以及碎煤机的安全运行。历史资料证明，很多燃煤发电厂曾多次发生过皮带机因杂物、铁件导致皮带受损的不安全事故，造成了重大的经济损失。本文通过对某电厂卸煤系统中配置3台除大块装置的运行现状及发生的缺陷进行了统计分析，找出除大块装置产生缺陷的原因，并针对性地实施有效的优化改造，取得了良好的效果，确保除大块装置的安全可靠运行。
关键词：除大块装置；联轴器；筛轴；故障；筛片；杂煤
简介
某火力电厂装机容量为2×660MW，设计4 座条形煤场，贮煤能力最大为20万吨。共设置了3条卸煤系统，在第2 个转运站皮带机头部布置3台除大块装置。除大块装置的作用是除去煤中大于200*200以上的煤块、石块、木块等杂物，从而保护下级皮带机，能有效杜绝胶带撕毁、落煤筒的磨损及损坏。该除大块装置型号：CDM5-12；出力：Q=1000t/h；筛分效率：≥98％；筛下粒度：≤200mm；轴数：5轴；筛面向下斜角5°；功率：5.5KW（每轴单独驱动）。
1 改造前运行状况分析
3 台除大块装置投入运行以来，已有7年，前3年运行基本正常，但从第4年开始，除大块装置的故障率开始上升，月平均故障达到1次，故障次数有上升的趋势。
除大块装置出现过传动减速机地脚固定强度摆动，联轴器的从动侧开裂，轴承座地脚螺栓折断，梅花筛片过度磨损，棱形筛片折断，筛轴表面受冲击磨损等等，导致除大块装置故障率高，造成卸煤中断，给正常的生产造成较大影响。
2 故障原因分析
该型号除大块装置布置在C02A、B及C04皮带机的头部，皮带机的带速为2.5m/s，煤在除大块装置筛面上的第一落点在第二轴与第三轴之间。筛轴上的筛片受冲刷磨损，从轴上脱离，筛轴也在受冲刷后强度下降，出现弯曲。当接卸杂煤时，由于煤中的编织带、钢丝绳、铁丝、塑料网、木块、石头等等杂物较多，容易缠绕筛轴，运行阻力增大，损坏联轴器，更会造成筛面孔隙变小，煤会被带到大块室内。经分析，造成除大块装置故障的原因如下。
原始设计不够规范，原始除大块装置筛轴的传动减速机挂在除大块装置的本体的侧边筒体上。减速机的固定底板厚12mm，但底板的下方支撑三角形结构为65*65*6的角铁，空载运行进比较平稳，但负载运行时，特别是大块较多时，减速机会产生摆动，角铁支架会产生扭动，造成支架开裂，轴承座固定螺栓松动，甚至折断。
联轴器不合格，从开裂的联轴器的断口看出，经过金属分析，联轴器的材料为劣质的铸铁，内部的夹渣较多，还存在气孔。
筛片在筛轴上固定方式不合理，筛片分二种，一种为六角梅花状，另一种为长棱梯形状，安装方式为直接焊接在筛轴上，材质为普通16锰。运行中，长梯形拨叉会被大块砸断或扭曲变形；梅花形筛片受冲刷后，厚度逐渐减小，焊缝强度减弱，造成梅花筛片脱落。同时轴受大块煤、杂物冲刷，轴被表面的耐磨层被磨掉后，很快被磨损变细。如图1所示。
图1除大块装置筛轴磨损图
第5轴前端为大块的出口，前端有一块引导板，出口处的引导板位置结构不合理，出口引导板高于筛轴的中心，在筛轴中心上方100mm，引流板水平布置，会造成粘煤、杂物堵塞、出料不畅。引导板与碎片的间隙约50mm，会夹杂编织等杂物。
除大块装置整体结构设置的清理门不合理，不便于人员在外侧清理。
以上5个原因是造成除大块装置故障停运的主要原因。而系统的布置方式已无法改变，不能改变除大块装置的结构，只能在现有的除大块装置上进行改造，尽量减少投入，消除除大块装置以上5种缺陷。
3 解决措施
综上所述，必须对除大块装置进行改造，并加强运行、维护管理。
综上所述，必须对除大块装置进行改造，并加强运行、维护管理。
3.1实施改造
3.1.1减速机支座改造
重新设计减速机的支座，取消原有减速机支座与本体相联的形式，改用独立支座。与土建专业人员进行现场论证，在原减速机下方的地面上重新植埋φ24的螺纹钢筋，并预埋δ=16钢板。在每台减速机底座板下方，用12号槽钢将预埋板与底座联成双回字形结构，再用水泥混凝土浇铸成一体。消除了运行中支座的摆动，支座稳固后，轴承座的固定螺栓松动的现象就大大降低，更没有出现过固定螺栓折断形象。
3.1.2更换联轴器
原联轴器的材质为普通铸铁，而且内部夹渣较多，当筛轴间有较大的石块夹卡时，联轴器瞬间承受的力矩激增，当大于联轴器能承受的力时，联轴器会产生裂纹，联接柱销上的橡胶圈会被挤开裂。对原有联轴器进行测绘，选用ZG200-400材料重新加工，大大增加联轴器的抗拉强度和倔服强度；加工精度严格控制图纸要求，中心偏差小于0.02mm，柱销孔的偏差也控制在0.02mm，两半联轴器的外圆加工直径加工精度相同，以达到两半联轴器安装后中心偏差最小。联轴器的柱销鼓形圈由橡胶更换为牛筋圈，增强耐磨性能。
3.1.3重新设计筛轴组
筛轴组主要承受煤块的冲击力，煤块对梅花筛片、筛轴、梯形拨叉的磨损较大，而原设计上筛轴没有设计隔套。重新设计整个筛轴组件，为了增强筛片的耐磨能力，梅花筛片、拨叉材料选用ZGMn13-3材料加工，并一次铸造成型，梅花筛片的结构形式也加以改进，梅花筛片凹槽采用深槽式，梯形拨叉改为整体式的长棱形。改变梅花筛片、拨叉的布置结构，原相邻筛轴组的筛片、拨叉相互交叉排列，大块在筛面的流动性差，容易卡大块。新筛组的筛片、拨叉改为相同位置排列，增加了大块在筛面上的流动性能，减少了大块在筛间的卡阻概率。全部筛片、拨叉改用键固定在筛轴上，可以自由拆。如图2所示。
图2除大块装置改造后筛轴图
3.1.4调整挡板结构
第五轴前端大块出口档板会阻挡大块、杂物的滑出。结构改形，出口挡板高度降低150mm，筛片与档板的间隙由50mm改为100mm，向下斜角由5°改为35°，板形由格栅板改为光面板，大大减少了出口杂物的拥堵，减少了第五轴被缠绕堵塞的现象，还消除了因堵塞而造成的电机跳闸。
3.1.5合理改进清理门
原除大块装置只有上盖设计一套密封门，人员清理筛轴上的杂物很困难。改变出大块口护罩的角度，出料口由直角形改为斜面45°，在斜面上安装2套密封门，这样人员可以方便地清理第五轴上的缠绕物和出料口的粘煤。
3．2运行与检修专业的管理工作
3.2.1运行班组
3.2.1.1除大块装置的运行应严格按运行规程启停设备，皮带启动前必须先启动除大装置，待运行平稳后方可投入物料，严禁先投物料再启动该设备。
3.2.1.2运行值班人员应做好设备的巡查工作，密切注意设备各筛轴的振动和温升，发现异常及时通知检修确认处理。
3.2.1.3设备运行中注意检查各轴的坚固件是否牢固、松动和开裂等异常情况。
3.2.1.4运行中发生堵煤后必须立即停机，先清理堵煤后，方可再次启动。
3.2.1.5卸船机司机及除大块装置前面系统值班人员应及时检查、清理入厂煤中超大杂物、铁件的提前清理，减少对筛轴的影响和损害。
3.2.1.6对于接卸如杂煤、泥煤、褐煤等异常煤种时，每趟次运行结束后，应落实人员开展检查和清理工作；对除大块装置筛轴，落煤斗的积煤、草绳、钢丝绳等缠绕物应及时予以清理，清理过程中应严格做好防坠落、防机械伤害的安全措施。
3.2.1.7应严格控制除大块装置上级皮带机来煤的流量，保持稳定、均匀的入料流量能减少对除大装置筛轴的冲击载荷。
3.2.2检修班组
3.2.2.1检修班组点检员应做好除大块装置日常点检巡查工作，关注设备的运行状态，及时处理设备的异常情况。
3.2.2.2 对于异常煤种的接卸，点检员认真巡查，接卸一个航次杂煤结束后，检修班组立即对5 根筛轴进行一次全面清理。
3.2.2.3点检员应做好筛轴磨损、筛轴振动、温升等数据的收集分析工作。
3.2.2.4针对筛轴易于受不稳定煤流载荷的冲击影响，容易造成轴承座的固定地脚螺栓松动，检修专业班组应定期进行螺栓复紧，如果地脚螺栓松动过大，要一并调整联轴器的中心。
3.2.2.5检修专业班组应根据除大装置技改后的运行情况，制定合理的定期维护制度。
4 结束语
该发电厂按以上方案对除大块装置实施改造，并落实切实可靠的运行、检修管理措施后，3台除大块装置共接卸入厂煤约480万吨，其中杂煤、褐煤约3万吨，目前已无故障运行近1年时间，设备的可靠性得到了明显的提高。
参考文献：
[1] 许德珠主编.机械工程材料（金属工艺学I）高等教育出版社出版 1992年9月
[2]射阳港发电公司《燃料机务检修规程》Q/308-108.006-2015
[3]射阳港发电公司《燃料运行规程》Q/308-106.007-2015
论文作者:韩林
论文发表刊物:《电力设备》2019年第5期
论文发表时间:2019/7/8
标签：联轴器论文; 装置论文; 杂物论文; 支座论文; 螺栓论文; 磨损论文; 梅花论文; 《电力设备》2019年第5期论文;