双螺旋悬臂给料机在生物质上、给料系统的应用

王明尧

（七台河市辰能生物质发电有限公司 生产部 七台河市154600）

摘  要：双螺旋给料机[[1]]是生物质电厂应用较为广泛的上料设备、给料设备，通常使用在输料通廊、炉前一级给料、炉前二级给料。三种区域的环境不同，用途不同，存在的隐患、缺陷也不同，导致维护、维修、保养的方法也不相同。根据作者在工作中积累的经验、碰到的实际问题，针对双螺栓悬臂给料机进行了详细分析，并积极寻找解决问题的方法。

关键词：悬臂给料机；生物质；炉前给料

引言

双螺旋悬臂给料机可以适用于多种生物质燃料，如秸秆、稻草、稻壳、芦苇、木片、果壳、玉米棒、颗粒等。其中秸秆、稻草、芦苇韧性较强，尤其是当年的燃料含水分较高，韧性格外的强，一是燃料破碎比较难达到设计标准，二是会堵塞给料设备，导致设备频发故障与损坏，因此双螺旋悬臂给料机的大多数厂家在技术规范上要求燃料长度＜10cm，才能保障悬臂给料机的正常运行。过长的燃料再加上本身的韧性，导致给料机推送困难。

悬臂给料机，顾名思义就是螺旋轴的一端是悬空的，在产品设计上，螺旋轴端的重量、长度大于驱动轴端的重量、长度，会存在扭矩不足、驱动端主设备固定装置松动、轴承损坏、密封损坏、减速机寿命短、电机烧损、链条或对轮损毁，甚至是轴断裂的现象，尤其是悬挂式减速机类型的给料机，更易发生设备故障。螺旋绞龙叶片发生磨损后、直径变小，推送燃料不均匀，会产生设备堵料、不下料的现象。绞龙分为有轴绞龙和无轴绞龙两种形式[[2]]，无轴绞龙结构简单，不易被韧性大物体缠绕。

输料通廊内的给料机常见的故障现象是出料口堵塞，其主要原因是下料口连接输料皮带，受输料皮带宽度的限制，出料口较为狭窄，在燃料破碎效果较差、燃料内含编织袋及编织绳缠绕的情况下，燃料会堆积在出料口，堆积严重时，会发生挤压带式输送机，导致输送机超流过载、托辊支架损坏。同时也会导致出料口箱体的挤压变形，当出料口箱体向外变形时，箱体下方的挡料皮也会随之位移到带式输送机皮带外边，产生挡料皮磨损、漏料的现象。悬臂给料机以自由端轴承为支点，输出端是悬空绞笼，输入端是固定的减速机、驱动轴，整台给料机就像跷跷板，绞笼端又长又重，输出端的驱动轴、及减速机重量比例不达标时，那驱动轴端的固定地脚螺栓就会逐渐松动，地脚螺栓松动后会影响后面链条、对轮、减速机、电机等设备的稳定运行。

炉前二级给料机独有的故障现像是扭矩不足、出力不够。因为炉膛内部烟温过高，避免螺旋绞龙受高温产生变形、焊缝开焊，大多数采用的设计方式是在出口加装水冷装置、风冷装置，无论哪种设计，螺旋绞龙的末端都离炉膛口较远，间接性的加长了螺旋绞龙的输料长度，因为输料长度过长，所输送的料就越多，载荷就越大，对驱动轴端的长度、重量、减速机固定方式、驱动传递方式所要求的就更高。同时耳机给料机出口受炉膛水冷壁空间影响，出口截面较小，造成燃料拥挤。外加入炉燃料含土杂较多，悬挂式减速机在载荷过大时，会导致电机过电流、驱动轴固定螺栓松动或断裂、骨架油封损坏、轴承损坏、箱体密封环损坏、绞龙导叶片倒斜及脱落、绞龙断裂，驱动轴断裂、对轮螺栓松动或断裂、箱体开裂、箱体法兰螺栓断裂、主框架变形、主框架开焊、主框架裂纹等问题。

生物质的特性对绞龙导叶片磨损也非常严重，运行10000小时，绞龙导叶片周长减少40mm，输料性能大大减弱，易发生下料不均匀、蓬料、堵料现象，影响锅炉稳定燃烧。根据磨损周期，应每运行8760小时进行一次绞龙导叶片更换，或每运行4380小时进行一次绞龙导叶修补、耐磨层补焊、根部焊缝补焊，避免应维护不到位导致导叶片倒斜、开焊脱落。绞龙导叶片修补时，应从头到尾全部修补，杜绝局部修补或隔段修补，避免因导叶周长不一致而导致输料不匀、局部受力过大而损坏设备。修补绞龙时，要根据母材、焊件、耐磨层使用不同的电焊条，避免错误使用电焊条而导致金属不融合、抗拉强度弱而导致设备损坏。一般绞龙主轴、输出端导叶片使用不锈钢材质、其余导叶片使用锰钢材质，所以不锈钢主轴与不锈钢导叶片焊接使用不锈钢电焊条，锰钢导叶片与锰钢导叶片接头处使用锰钢电焊条电焊条，所有的导叶片外端的耐磨层使用的是一种EDZCr-B-0A耐磨堆焊电焊条[[3]]。当驱动轴、绞笼断裂及损坏时，属于1类缺陷，此缺陷受燃料质量影响，在燃料破碎达不到标准时、在燃料内含石头、铁块、大木块较多的时候，会频发卡涩、断裂等现象，此类缺陷处理时需要将二级给料机箱体法兰解开，将驱动轴从主框架拆除，将绞笼从箱体抽出，大多数锅炉在二级给料机出口没有闸板阀门等隔断措施，因为出口离炉膛较近，没有耐高温的隔断设备，所以在线检修时，不能做硬隔离措施，因此无法阻断锅炉燃烧火焰、烟风正压等现象，对设备检修产生较大安全风险。

解决上述问题，要分几个步骤。一是，严抓入炉燃料质量关，燃料破碎必须达标，秸秆、芦苇、稻草长度＜10CM，其余树根、木片等品种燃料直径不大于7CM也得进行这对燃料破碎机、撕碎机质量有严格要求，同时也对燃料水份要求较高，燃料水份越多，秸秆韧性就越强，破碎达标就越难，破碎机的刀具刃口、锤头要保证定期更换。燃料长度不达标，必然会造成落料口搭桥、堵塞现象，积料严重时，会增加设备运行阻力，导致绞笼导叶片损坏、绞笼断裂、驱动轴断裂、箱体断裂。二是清除燃料内的土杂，铁块、石头、大木块会造成给料机卡涩及设备损坏，土在燃料落到螺旋绞笼上时会产生飞尘，严重的粉尘会磨损驱动轴与箱体间的密封，从而穿入轴承，造成轴承损坏。三是给料机设计要合理，绞笼较重，定会造成减速机端设备不牢固，在加上燃料的重量，对自由端轴承及密封的顺坏会特别的大。三是加强燃料掺拌，燃料掺拌要均匀，才能保障设备稳定运行，如果掺拌不均，在大量木片、根片聚集时，由于燃料形状不圆整，会产生绞笼卡涩故障。四是优化二级给料机出口，水平出口易产生积料，采用给料机入口高、出口低的斜坡出口，斜坡出口有角度，燃料会自然像炉膛方向下落，较少积料情况。五是选用口碑好、技术成型、设备质量有保证、售后服务有保证的正规厂家。

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[[1]] 机械工程名词 第五分册

[[2]] 卓兴建, 张宁川, 张治国,等. 螺旋输送机: CN, CN 201367906 Y[P]. 2009

[[3]] 高海燕，《南通大学学报(自然科学版)》，2002