启动锅炉输煤斗式提升机链条磨损缺陷原因分析及预防措施

启动锅炉输煤斗式提升机链条磨损缺陷原因分析及预防措施

黄继文于学涛

（国电电力朝阳热电有限公司辽宁省朝阳市122000）

摘要：国电电力朝阳热电有限公司两台350MW机组配套的启动锅炉为沈阳锅炉制造有限公司制造的SZW20-1.25/350-H型蒸汽锅炉。锅炉型式为双汽包纵置式往复炉排锅炉。斗式提升机作为启动锅炉输煤系统的重要组成部分，影响着整个启动锅炉设备的稳定运行。本文根据作者实际工作情况，分析了启动锅炉斗式提升机链条磨损缺陷原因，并提出了相关的预防措施。

关键词：斗式提升机；链条；磨损

1输煤斗式提升机系统简介

国电电力朝阳热电有限公司机组配套的启动锅炉输煤系统主要由原煤筛、振打系统、输煤皮带机及犁煤系统、储煤仓等组成部分组成。其中，斗式提升机的参数如下表1所示：

表1斗式提升机设备主要参数

续表1：

2缺陷及发生原因分析

目前，在前期的设备运行及调试期间，启动锅炉斗输煤系统斗式提升机暴露出的缺陷较多，主要如下：斗式提升机链卡螺帽易脱落，造成上煤斗偏斜，煤粉滑落；斗式提升机驱动轮、从动轮及链条磨损严重。

究其原因如下：启动炉斗式提升机落差较大，底部从动轮至顶部驱动轮约25米。启动炉链条传动速度较快，加剧了各上煤斗在运行期间的晃动，导致上煤斗与链卡间螺帽的松动。以上原因，造成了各类缺陷发生。

3预防措施

斗式提升机减速机输出端转速为37.4r/min。针对启动炉斗式提升机局部所存在的问题，建议采取措施，降低斗式提升机链条的运行速度，减少缺陷发生，具体如下：

3.1电气方面改进

3.1.1降低电动机转速

经就地检查，启动炉斗式提升机电动机型号：HM2-160L-4。其额定频率：50Hz；额定功率：15KW；额定电压：380V；转速1465r/min。可在不影响输煤量的情况下降低转速，方式如下：

（1）将现有电机更改为低转速电动机

可使用低转速的电动机如：Y180L-6(970r/min）和Y200L-8(730r/min）等两种形式。所需成本及产生的效果：

Y180L-6(970r/min）型电动机单价约3780元。实际工作中，可能需要根据目前现有电动机皮带轮的孔径进行匹配，否则需采购或加工更换皮带轮。通过更换电动机，可使转速降为24.8r/min。

Y200L-8(730r/min）型电动机单价约4200元。与上相似，通过更换电动机，可使转速降为18.7r/min。

由于，额定电流不变，此类方式可不进行线缆的更换。但需根据新电机的固定螺栓的位置，调整或更换基座。同时，更改电动机后，斗式提升机链条传动速度固定，不能进行调节。

（2）将电机改为变频调节

目前，启动炉斗式提升机所用电动机为固定频率，只能在50Hz时使用，频率太高或太低都会运行不稳定。由于普通工频电机都是按恒频恒压设计的，不能完全适应变频调速的要求。工频电机和变频电机的设计和结构是完全不同的两种电机，因此工频电机改变频电机会造成：普通电机发热现象更严重；容易烧损；节能效果并不好；电机散热不好，温升过高。

因此，若要将电机改为变频，则必须加装变频器，进行电机及相关控制线缆、开关等的全部更换。

所需费用及产生的效果：

15KW变频器约5000元；

新更换YZP160L-4-15KW变频调速电机：单价约5000元；

相关线缆开关约3000元；

总计约为13000元。

更换新变频电动机后，可实现斗式提升机转速的调整，且不更换原有机械部件。但带变频器电机成本较高，其在低频下（5～10Hz）运行时，会造成斗式提升机经常压停，需引起注意。

3.2机械方面改进

使用V带传动的优点是：结构简单，成本低；试用通过与中心距较大的传动；V带具有良好的挠性，可减缓冲击，吸收振动；过载时，V带与带轮之间会出现打滑、带断裂，而保护其他设备等。

V带传动的缺点是：V带的寿命短；传动效率低；传动比会因为带打滑而出现变化等[1]。

如下图1所示为斗式提升机V带传动运动简图：

图1：斗式提升机V带传动运动简图

3.2.1更改减速比

若要改变斗式提升机链条的传动速度，即降低减速机输出转速，则需降低皮带轮主、从动轮的减速比及相应改变皮带长度。

（1）皮带系统减速比；

经测量，斗式提升机电动机所用皮带为B系列6根V带；主动皮带轮基准直径d1=140mm；从动皮带轮基准直径d2=280mm。由于V带传动的滑动率ε=0.01～0.02，其值较小，可忽略不计。根据公式可得：

，则i1=2，n2=732.5r/min；

已知：减速机的减速比i2=20；

则可知：斗式提升机主动轮的转速r/min；

经测量，斗式提升机主动轮的直径约为d主620mm；

由此可知，斗式提升机链条的线速度V≈n3πd主=71.3m/min；

可见，斗提机的线速度非常大。从而造成斗提机链条与主、从动轮的频繁磨损。

若要改变皮带传动系统的传动比，首先，以电机侧主动轮不变，增加减速机侧从动皮带轮的尺寸。一般情况下，V带传动比小于7。如果选取的从动轮尺寸过大，则会造成V带因在电机侧主动轮侧弯曲应力过大，而导致易发生V带过快疲劳断裂。

此时，以选取的皮带传动的减速比i1’=3，计算。

则从动轮皮带轮基准直径d2选=520mm；

此时，初步确定皮带轮中心距a0≈1.2（d1+d2选）=792mm；

V带基准长度L0=2a0+π/2（d1+d2选）+（d2选-d1）2/4a0=2665.78mm；

根据查询，与V带基准长度Ld=2800mm接近。则此时的实际中心距a应为，a≈a0+(Ld-L0)/2=859.11≈860mm；

最后计算得出，皮带传动系统在传动比i1’=3时，斗式提升机链条的线速度为46m/min。

但需要注意的是，虽然链条线速度的降低会在一定程度上降低斗式提升机相关部件的磨损，但由于皮带从动轮直径的增加，会造成作用在减速机轴上的转矩及弯矩明显变化，必须通过计算得出轴的刚度及强度是否允许更改带轮尺寸，以防止对轴及减损机齿轮造成损坏。

3.2.2更改主动轮及链条形式

在对斗式提升机的结构进行进一步的检查及方案的确定之后，我们认为：现有的圈链结构不利于输煤传动，存有一系列的弊端。最有效的方式是：更改斗式提升机现有的传动链条及链轮形式，即：将槽型链轮更改为齿轮，将圈型链条更改为框式链条。这样可在根本上解决斗式提升机易发生磨损，导致链条断裂、链轮空转，斗式提升机出力不足的情况。

4结语

造成启动锅炉斗式提升机链条磨损及出力不足的原因是多方面的。这需要工作人员结合实际情况查找问题，并采取防止措施，通过实际工作与理论计算相结合，来逐一校对关键参数，从而最终消除设备缺陷。

参考文献

[1]杨可桢等.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，2008:205-206.