（大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司）

干渣機張緊系統(tǒng)的選型和設(shè)計

張 瑞

（大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司）

干渣機具有節(jié)能高效的特點，已經(jīng)成為火電廠的關(guān)鍵設(shè)備，并在電廠中得到廣泛應用。其中張緊系統(tǒng)是干渣機穩(wěn)定運行的前提和保障。本文分析了張緊系統(tǒng)的作用，并對張緊系統(tǒng)的選型和設(shè)計進行了深入分析和總結(jié)，為張緊系統(tǒng)和干渣機的穩(wěn)定運行提供參考和經(jīng)驗。

干渣機；張緊系統(tǒng)；鍋爐；液壓系統(tǒng)

0 引言

20世紀80年代中期，意大利MAGALDI公司參考水泥行業(yè)的蓖式冷卻機的原理，率先開發(fā)出了網(wǎng)帶式干式排渣機（簡稱“干渣機”），它采用一種網(wǎng)式鋼帶來輸送和冷卻高溫的爐渣，從而改變了火電廠傳統(tǒng)的水力除渣方式，實現(xiàn)了無污水、廢水排放，避免了因水除渣而引發(fā)的一系列問題。

干渣機的工作原理是：干渣機連續(xù)運行，高溫爐渣連續(xù)落在干渣機的輸送帶上，高溫灰渣在輸送帶上低速運行。在負壓（對煤粉鍋爐而言，其正常運行狀態(tài)下，爐膛為負壓）作用下，受控的少量自然空氣從干渣機外部進入干渣機內(nèi)部，并在干渣機內(nèi)部逆向進入鍋爐爐膛,將混合在灰渣里面未完全燃燒的碳充分燃燒。自然空氣與高溫灰渣進行充分的熱交換，自然空氣將鍋爐輻射熱和灰渣顯熱吸收。自然空氣溫度升高到300～400℃左右（相當于鍋爐二次送風溫度），進入爐膛參與鍋爐燃燒，灰渣的溫度則降至100～200℃左右，達到冷卻灰渣的目的，進而減少了鍋爐的熱量損失，提高了鍋爐效率。其原理如圖1所示。

圖1 干渣機冷卻原理

干渣機系統(tǒng)具有以下顯著的優(yōu)點：

1）干渣機采用自然空氣冷卻熱渣，不需要水冷卻熱渣，節(jié)約了大量水資源，避免了水污染等相關(guān)環(huán)保問題；

2）自然空氣回收熱灰渣的潛熱和顯熱，減少了鍋爐的熱量損失，提高了鍋爐的效率。

因此，干渣機系統(tǒng)得到廣泛的推廣和應用，目前火電廠的除渣系統(tǒng)均已全部采用干渣機系統(tǒng)。

1 張緊系統(tǒng)

干渣機的組成主要有：輸送鏈、清掃鏈、驅(qū)動系統(tǒng)、張緊系統(tǒng)、殼體等。其中輸送鏈和清掃鏈負責輸送灰渣，驅(qū)動系統(tǒng)提供動力，張緊系統(tǒng)配合驅(qū)動系統(tǒng)完成灰渣的輸送。由于輸送鏈是由鋼帶和鋼網(wǎng)組成，且鋼帶上的灰渣溫度較高，冷熱狀態(tài)下熱膨脹較大，另外鋼帶的重量和長度等都比較大，都制約著干渣機的正常運行，其中關(guān)鍵設(shè)備就是張緊系統(tǒng)。只有張緊系統(tǒng)完全適應干渣機工作狀態(tài)的各種變化，驅(qū)動系統(tǒng)才能正常工作，才能帶動干渣機正常運行，因此，張緊系統(tǒng)是其中最重要的部件之一。張緊系統(tǒng)的主要作用有以下三點：

1）保證鋼帶有足夠的張力，確保摩擦傳動的條件，保證驅(qū)動裝置能夠驅(qū)動鋼帶運行。

2）保證鋼帶在最小張力區(qū)域的最小垂度條件，避免鋼帶過度下垂和干涉其他設(shè)備。

3）調(diào)節(jié)鋼帶收縮和膨脹拉伸的長度變化，使鋼帶始終保持一定的張力。

因此，張緊系統(tǒng)需要適應干渣機不同的工作狀態(tài)變化，如冷態(tài)、熱態(tài)、灰渣量的變化等。這些變化都將影響干渣機的膨脹數(shù)量，張緊系統(tǒng)必須能夠自動調(diào)整工作狀態(tài)，來適應干渣機的膨脹數(shù)量變化，才能使干渣機正常工作。

2 張緊系統(tǒng)的選型和設(shè)計

2.1 張緊系統(tǒng)的選型

張緊系統(tǒng)是干渣機的關(guān)鍵部件之一，其選型和設(shè)計至關(guān)重要，張緊系統(tǒng)的工作方式主要由以下三種方式。

機械張緊

主要應用在皮帶或者鏈式傳動的機械裝置，是通過旋轉(zhuǎn)絲杠拉動改向滾筒的移動，達到張緊皮帶或者鋼帶的目的。這種裝置結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，張緊行程小，適合張緊力小的輸送設(shè)備，不適合應用在干渣機上。其中，某個小型干渣機采用的這種張緊方式，運行一段時間后，張緊絲杠明顯變形，如圖2所示。因此，不建議采用此張緊方式，特別是在大容量機組的干渣機上，應避免使用。

圖2 機械張緊

（2）氣動張緊

氣動張緊裝置調(diào)節(jié)方便、靈活，能夠根據(jù)設(shè)備張力大小的要求自動調(diào)節(jié)和穩(wěn)定。但是，干渣機張緊力較大，氣動壓力一般在0.5MPa左右，不能滿足干渣機張緊力的要求。如果增大氣缸直徑和提高氣動壓力，則經(jīng)濟性非常差，因此，不建議采用氣動張緊裝置。

（3）液壓張緊

液壓張緊裝置調(diào)節(jié)方便、靈活，液壓油站壓力能達到10MPa，完全能夠滿足各種輸送設(shè)備張緊力的需求。另外，干渣機系統(tǒng)有液壓油站系統(tǒng)，只需引出一路管路供張緊裝置使用即可。因此，干渣機張緊裝置建議采用液壓張緊方式。

2.2 張緊系統(tǒng)的設(shè)計

確定了技術(shù)方案后，需要根據(jù)干渣機的具體特點進行詳細設(shè)計，詳細設(shè)計時，需要考慮以下幾個主要問題：

1）液壓油站的運行方式為間斷運行，不是連續(xù)運行，而干渣機是連續(xù)運行，干渣機的張緊力要求是持續(xù)和連續(xù)的。

2）干渣機的張緊裝置有兩個，左右兩邊經(jīng)常會因不同的原因造成兩邊的摩擦阻力不同，因此左右兩邊的張緊壓力也應不同。

3）液壓系統(tǒng)一旦出現(xiàn)問題，如何保證干渣機不損壞。

依據(jù)系統(tǒng)工藝的具體特點及設(shè)計手冊，根據(jù)系統(tǒng)可靠性、實用性、經(jīng)濟性、先進性等設(shè)計原則，設(shè)計如下：

1）穩(wěn)定性。干渣機雖然是連續(xù)運行，但是干渣機輸送的灰渣量時刻在變化，特別是白天和晚上，輸送量差別很大，造成干渣機的張緊力在時刻變化（在一定范圍內(nèi)）。因此，系統(tǒng)對每個張緊裝置增加相應的蓄能器。蓄能器起到穩(wěn)壓的作用，根據(jù)張緊力大小自動調(diào)節(jié)張緊動力，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2）可靠性。由于每個張緊裝置調(diào)節(jié)的阻力不同，系統(tǒng)分別設(shè)置調(diào)壓閥，針對每個張緊裝置不同的阻力調(diào)整相應的張緊壓力，保證系統(tǒng)的每個受力點準確、可靠、穩(wěn)定，使設(shè)備始終處于一個穩(wěn)定的最佳工作狀態(tài)。

3）安全性。液壓系統(tǒng)電磁閥采用三位四通的中泄形式的電磁閥，無論在系統(tǒng)是斷電、油站停運、斷控制信號的狀態(tài)下，張緊裝置仍然能夠維持張緊壓力，保證系統(tǒng)正常工作。三位四通電磁閥的機能原理如圖3所示。

圖3 三位四通電磁閥的機能原理圖

另外，由于液壓張緊壓力較大，為預防因管路泄壓或者管路斷裂等意外發(fā)生，張緊裝置增加一機械張緊裝置（即螺旋絲杠張緊裝置）。但是此裝置在設(shè)備運行時不受力，只有在液壓張緊裝置完全失效時，保證干渣機不會瞬間失去張緊，保護了干渣機的運行安全性。

依據(jù)上述原則，張緊系統(tǒng)的設(shè)計原理如圖4所示，此張緊系統(tǒng)已經(jīng)在近100臺干渣機上經(jīng)過了運行考驗，運行穩(wěn)定、可靠。

圖4 張緊系統(tǒng)的設(shè)計原理圖

3 張緊系統(tǒng)運行分析

張緊系統(tǒng)穩(wěn)定運行是干渣機穩(wěn)定運行的前提和保障，因此，必須保證張緊系統(tǒng)的各個部分都能夠按照設(shè)計要求正常運行。但是，干渣機出力越來越大，干渣機的長度大部分都已超過100m，造成每臺干渣機的阻力因環(huán)境條件、安裝質(zhì)量等不同而不同，從而使每臺張緊系統(tǒng)的最佳工作參數(shù)點都不相同。因此，不能完全參照運行機組的工作參數(shù)，必須進行個性化分析和調(diào)整。針對張緊系統(tǒng)，從現(xiàn)有機組的運行狀況和工作經(jīng)驗總結(jié)如下：

1）投運時，調(diào)試參數(shù)最關(guān)鍵。機組剛投運時，干渣機鋼帶（輸送鏈）左右兩邊的阻力一般都不一樣，并且在初期運行和穩(wěn)定運行后的阻力都會有所差別，在調(diào)整張緊壓力時，要分別反復、多次調(diào)整，以保證鋼帶即不打滑，又不至于張緊過度，使其處于最佳的張緊狀態(tài)。

2）系統(tǒng)的調(diào)壓閥在調(diào)整好之后，應立即使其處于鎖定狀態(tài)，以避免人為或非人為的誤調(diào)整。

3）系統(tǒng)必須投運，避免使備用的機械張緊裝置處于工作狀態(tài)。備用的機械張緊裝置是保護和備用的設(shè)備，不能使其一直處于工作狀態(tài)。因為，機械張緊裝置不能自動調(diào)節(jié)張緊，且螺旋絲杠容易變形，都將會造成設(shè)備的運行和維修困難。

4 結(jié)束語

干渣機系統(tǒng)從根本上改變了原有的除渣運行方式，是革命性的創(chuàng)新，符合節(jié)能環(huán)保政策，具有能夠提高鍋爐效率、節(jié)能降耗的顯著優(yōu)點。因此，干渣機已經(jīng)得到市場的完全認可，是火電廠的標配產(chǎn)品。穩(wěn)定、可靠、高效的張緊系統(tǒng)是干渣機運行的前提和保障，隨著技術(shù)的更新和改進，張緊系統(tǒng)也將更加完善和完美。

[1] DL/T 5142-2002火力發(fā)電廠除灰設(shè)計規(guī)程 [S]. 北京：中國電力出版社，2010.

[2] 桑斌修. 干式排渣系統(tǒng)在600MW火電機組上的應用[J]. 電器工業(yè)，2008（1）：66-68.

[3] 李久峰. 干渣機在豐鎮(zhèn)發(fā)電廠的應用[J]. 電力設(shè)備,2006,7（12）：76-78.

2016-11-25）