來源：除灰脫硫脫硝技術聯盟
☞刮闆撈渣機簡介
刮闆撈渣機國外名稱是水浸式刮闆輸送機（Submerged Scraper Conveyor），簡稱SSC。
刮闆撈渣機上槽體充滿水，鍋爐過渡裝置水封插闆或關斷門插入撈渣機上槽體起到密封作用，隔絕環境空氣進入爐膛。爐渣連續地落入充滿水的撈渣機上槽體内，水冷卻爐渣并利用其激冷效果水淬粒化爐渣，呈環狀連續運作的鍊條、刮闆将爐渣輸送至下級儲運裝置。
☞刮闆撈渣機的布置型式
刮闆撈渣機一般采用連續運作方式，根據其後續除渣系統的不同有如下幾種布置型式：
1.碎渣機破碎進地溝型
撈渣機→碎渣機→渣溝→渣漿泵→脫水倉（或灰場）的除渣型式是三十年前的典型設計，因運作故障率高、維護費用高等原因，自1995年以後建立機組的設計已很少采用這種布置方式。
2.帶式輸送機中轉進渣倉型
撈渣機→碎渣機→膠帶機→渣倉型式的除渣技術路線實作了底渣進入渣倉儲存，1995年~2000年期間國内在近十個工程上應用，這種除渣型式因為在撈渣機、膠帶機銜接處及膠帶機下部非常髒亂，以後基本很少采用。
3.鬥提機中轉進渣倉型
撈渣機→碎渣機→鬥式提升機→渣倉的除渣型式，在短距離内實作了灰渣進渣倉儲存的目的，其具有布置緊湊、裝置費用低的優點。但此布置型式中鬥式提升機不适合粘性物料，如采用此種型式應對灰渣特性進行充分評估，且鬥式提升機必須選用重力卸料式鬥式提升機。
4.刮闆輸送機中轉進渣倉型
撈渣機→碎渣機→刮闆輸送機→渣倉的布置型式，2000年~2010年期間在近十個項目上被采用。這些工程中有些是因為現場布置空間原因而采取這種布置型式的，有些是擔心一級撈渣機進渣倉撈渣機太長，而未采用一級撈渣機直接進渣倉。如采用這種布置型式，系統中的刮闆輸送機的規格應與刮闆撈渣機相比對是至關重要的，另外系統中設定碎渣機的必要性不大。
5.撈渣機卸料至地面儲渣間裝載機裝車型
撈渣機輸送一段距離後将渣卸至三面圍牆的地面儲渣間内，利用裝載機定期裝車外運。這種布置型式系統簡單，撈渣機輸送距離短，工程造價很低，有其可取之處，适合非嚴寒地區采用。
6.撈渣機直接進渣倉型
撈渣機将渣直接輸送至渣倉儲存（圖1），渣倉定期排渣至運輸裝置的系統簡單，裝置故障點減少，積灰、漏水點減少易于保證現場環境衛生，這是目前采用最為廣泛的一種布置型式，應優先選用。
☞刮闆撈渣機部件分析及選型
刮闆撈渣機由殼體、驅動馬達（電機減速機或液壓馬達）、鍊條、驅動鍊輪、改向輪、刮闆等組成，這些部件的性能對撈渣機的安全穩定運作起着非常重要的作用。
1. 主動鍊輪
馬達的動力由主動鍊輪傳遞至鍊條，并帶動刮闆運動實作物料的輸送，其有凸齒、凹齒兩種型式。因為鍊輪型式的不同構成了兩大流派的刮闆撈渣機，國外技術基本均采用凸齒鍊輪，而國内70%以上采用凹齒鍊輪，凸齒鍊輪占比不足30%。
1.1凸齒鍊輪
圖2為凸齒鍊輪與鍊條齧合工作狀态。凸齒鍊輪的齒插入水準環鍊内環中，平環支撐于凸齒兩側的平台定位，鍊齒撥動立環外弧傳遞動力。由于是“鍊齒挑着鍊條走”，凸齒鍊輪與鍊條齧合過程對鍊條、鍊輪精度要求高，一旦鍊條、鍊輪磨損極易出現鍊條從鍊齒脫落的“掉鍊子”事故，其安全運作的許用鍊條磨損量為1.5~2.5%（以鍊環内側磨損，節距增大變化量計算）。
圖3所示的單齒可拆卸式的凸齒鍊輪為目前應用最好的凸齒鍊輪型式（其它型式的凸齒鍊輪或多或少的存在不足之處），鍊輪輪齒均采用合金鋼精密鍛造成型，材料緻密無組織缺陷、強度高，承載能力大；單個輪齒加工工藝性好，精度易于保證，齧合傳動穩定性高；輪齒經淬火熱處理，可以獲得高的硬度，耐磨性好，使用壽命高。此型式鍊輪國内早期依靠進口，目前青島達能具備此型式鍊輪的生産能力，且從成型工藝到内在品質均達到并超過了歐洲品牌的水準。
1.2凹齒鍊輪
圖4所示為凹齒鍊輪與鍊條齧合工作狀态。鍊條立環插入凹齒溝槽，溝槽底平面支撐立環直段定位，平環處于兩相鄰齒中間，鍊齒撥動平環外圓弧傳遞動力。由于是“齒包着鍊條走”，凹齒鍊輪對鍊條、鍊輪的精度要求較低，可包容鍊條節距出現較大的正偏差，不易出現“掉鍊子”，其安全運作的許用鍊條磨損量為5~8%（以鍊環内側磨損，節距增大變化量計算）。
圖5所示的鍛造齒凹齒鍊輪，其單個鍊齒為鍛造成型，鍊齒焊接在齒盤上組成整體。此種鍊輪單個鍊齒模鍛成型再通過機械加工來保證精度，且單個鍊齒在組焊前進行耐磨熱處理，可以獲得高的硬度，耐磨性好，使用壽命高。此型式鍊輪國内早期依靠進口，目前青島達能具備此型式鍊輪的生産能力，且從成型工藝到内在品質均達到并超過了歐洲品牌的水準。
2.鍊條
刮闆撈渣機的鍊條基本都采用圓環鍊（圖6），隻有極少數采用模鍛成型的鍊條，強度和耐磨性能是鍊條的主要性能名額。
鍊條的強度展現了其所能承受的負荷大小，不同的材料其強度差異性較大。目前撈渣機鍊條所使用的材料有兩類：一類為含碳量0.14~0.16%的“鉻鎳鋼”或“鉻鎳钼鋼”，其用于制造成耐磨鍊條；另一類為材料牌号23MnCrNiMo54（國外材質牌号，目前已實作國産化），用于制造成礦用高強度圓環鍊；其它如20MnVK等材料制成的鍊條不适合在撈渣機上使用。表1列出了上述兩種材料、不同規格的許用載荷及破斷載荷，從表中可以看出礦用高強度圓環鍊的負荷能力是“鉻鎳鋼”類耐磨鍊條的2倍以上。
表1 鍊條承載能力比較
| 直徑規格 | 實驗載荷Proof load（kN） | 破斷載荷Breaking load（kN） | ||
| 鉻鎳鋼 | 23MnCrNiMo54 | 鉻鎳鋼 | 23MnCrNiMo54 | |
| Φ26 | 255 | 637 | 425 | 850 |
| Φ30 | 340 | 848 | 566 | 1130 |
| Φ34 | 425 | 1090 | 710 | 1450 |
為了獲得高的耐磨性能，鍊條需要經過表面滲碳熱處理，表面硬度的高低、滲碳層深度的大小
是衡量鍊條的耐磨性的主要名額。
SSC圓環鍊條主要生産商進口品牌有德國RUD、德國HEKO、意大利CISA、奧地利PEWAG等，國内以張家口礦機為主。上述四個國外品牌的耐磨鍊條材料采用“鉻鎳”、“鉻鎳钼”合金鋼，經滲碳淬火熱處理表面硬度大于HV800，張家口礦機近幾年研發的K系列鍊條表面硬度約為HV750。
材質為23MnCrNiMo54礦用高強度圓環鍊鍊條生産廠的原始出廠狀态硬度為HV400左右，如直接在撈渣機上使用則磨損太快，需對其進行滲碳淬火處理。礦用高強度圓環鍊通過熱處理表面硬度可達HV750以上，獲得與進口耐磨鍊條基本相應的使用壽命，且其承載能力高于進口的耐磨鍊條，具有較高的成本效益。
由于圓環鍊條采用圓鋼編制而成，兩相鄰鍊環為點狀接觸（如圖7），承受負荷時接觸點壓強高，是導緻磨損較快的主要原因。
針對圓環鍊所存在的上述問題，奧地利PEWAG公司研制出了名為黑羅鍊的全模鍛鍊條（如圖8），兩相鄰鍊環間為圓弧面接觸，大大增加了受力點的接觸面積，減小了機關面積的壓力，預計使用壽命可達相同規格圓環鍊1.5倍以上。此型式鍊條可以滿足惡劣工況5年以上使用壽命，值得推廣應用。
青島達能正在研發試驗的一種新型刮闆撈渣機鍊條，目标是耐磨性能達到PEWAG黑羅鍊的技術水準，而價格僅為進口耐磨鍊條的50%。本鍊條預計2017年7月投入市場應用。
3.刮闆
撈渣機的刮闆有鋼闆焊接型及型鋼焊接型兩類。
鋼闆焊接刮闆矩形截面的上下摩擦面翼闆采用焊接性能比較好的耐磨鋼闆制造，國外撈渣機基本采用這種型式（圖9），因為需要兼顧焊接性能，上下翼闆的耐磨性能不高，且上下翼闆磨損後不具備可重複修複性能，運作維護成本高。
國内撈渣機刮闆一般采用以型鋼為本體上下摩擦面焊耐磨闆的結構形式。早期刮闆采用的三角形截面（圖10），上下刮擦磨損面采用耐磨條或堆焊耐磨層，其存在刮闆耐磨條磨損過快，更換焊接耐磨邊條工藝性能差，刮闆使用壽命低的缺點，近幾年已極少采用。
矩形刮闆（圖11）的主體為槽鋼，槽鋼開口端焊接封闆，刮闆本體兩翼（即刮闆摩擦面）鑲焊65Mn耐磨闆，刮闆的耐磨性能較三角型提高3倍以上，耐磨條可重複修複工藝性能好，但其抗彎性能低于三角形刮闆，建議600MW以下機組選用。
五邊形刮闆（圖12，專利号200920020080.1），為矩形刮闆的改進型，既具有傳統的三角形截面刮闆的剛性足、承載能力大、不易彎曲變形的優點，又具有矩形刮闆耐磨性能、重複修複工藝性能好的優點。密閉空腔大，在灰水中浮力增大，摩擦阻力小，這是其獨有優點。建議600MW及以上機組選用。
4.刮闆連接配接器
刮闆連接配接器是刮闆與鍊條之間的連接配接裝置，根據撈渣機主動鍊輪型式的不同，需選用不同型式的刮闆連接配接器。
4.1适合凸齒鍊輪的刮闆連接配接器
圖13、14所示适合凸齒鍊輪的法蘭刮闆連接配接器為剛性連接配接，SSC運作穩定性極差，目前已基本不采用。
圖15、圖16為目前使用最多的兩種适合凸齒鍊輪傳動的刮闆連接配接裝置，國内分别稱之為“牛角連接配接器”、“扁平牛角連接配接器”；這兩種連接配接器作為SSC刮闆與鍊條的連接配接裝置，刮闆與鍊條之間屬無螺栓緊固的柔性連接配接，易裝配也易拆卸調整，運作平穩可靠。早期這兩種連接配接裝置以進口為主，目前已實作國産化，國産化的内在品質及性能與進口相比基本無差異。建議在凸齒鍊輪傳動中采用。
圖17所示的“TS”連接配接器在很多凸齒鍊輪傳動的SSC上獲得使用，本連接配接器本體作為圓環鍊的一個平環參與鍊條的轉向角位移及内張力變化的周期循環。這種連接配接器依靠螺母與刮闆實作緊固連接配接，運作一段時間後當刮闆需要更換、調整時，螺栓連接配接處因結垢無法通過松開螺母進行拆卸，需要對本連接配接器火焰切割破壞，更換、維修刮闆的同時也需更換連接配接器，采用本連接配接器更換、維修刮闆的費用是其它無螺栓連接配接刮闆型式的2倍以上。
4.2适合凹齒鍊輪的刮闆連接配接器
凹齒鍊輪傳動SSC的刮闆連接配接裝置一直延續使用着圖18所示鉸叉連接配接器型式。早期的鉸叉采用鑄鋼，随着機組大型化發展，鑄鋼鉸叉暴露出強度低、耐磨性差等弱點，自2004年起鍛造鉸叉（圖19）取代了鑄造鉸叉，并進行了增加耐磨性能的硬化處理，可靠性及使用壽命得到很大提高。
圓環鍊條在使用過程中的磨損主要發生在鍊條過驅動輪或轉向輪時，此時兩環鍊内弧處發生相對轉動及滑移，進而在内張力作用下發生磨損。圖20所示為某特定節距鍊條過特定直徑的改向鍊輪時所産生的角位移情況，其角位移約為28°，圖21為相同鍊條、相同鍊輪的情況下，當特定厚度的鉸叉經過改向輪時所發生的角位移情況，為48°。是以，凹齒鍊輪傳動因為采用鉸叉式刮闆連接配接裝置會造成固定刮闆的鍊環及2相鄰鍊環的磨損量遠遠大于其它部位鍊環的磨損量，同時也使運作的平穩性降低産生振動及噪音。
為了解決凹齒傳動刮闆連接配接環前後鍊環過度磨損問題，達能曾推出了如圖22所示的刮闆連接配接器（LINKER連接配接器），這一技術方案解決了刮闆過改向輪時鍊環的異常磨損問題同時也保留了刮闆與鍊條之間的柔性連接配接特點，這種連接配接器既适合凹齒鍊輪傳動又适合凸齒鍊輪傳動。達能計劃結合新型撈渣機超級耐磨鍊條的研發，同步研發具有LINKER連接配接器特點的新型刮闆連接配接裝置，達到連接配接可靠、拆裝簡便同時又可降低運作費用的目的。
5.驅動裝置
刮闆撈渣機的驅動裝置有液壓馬達驅動（圖23）及電機減速機驅動（圖24）兩種型式。
液壓馬達驅動變量泵調速的驅動裝置與電機減速機驅動變頻器調速的驅動裝置相比，過載保護性能可靠、安裝空間小是其優點，價格高、能效低，過峰值載荷能力差、易堵轉是其缺點，另外維護檢修困難、備品供貨周期長是液壓馬達驅動型式能否長期保證安全運作的隐患所在。
在刮闆撈渣機國産化程序初期，選用液壓馬達作為驅動裝置是為了達成國内制造商與國外制造商在相同标準、相同配置情況下的比較競争，現在仍然把需要進口的液壓馬達當成刮闆撈渣機必需的标準配置是有失偏頗的。電機減速機驅動、變頻器調速的驅動型式價格低、故障率低、維護檢修簡便，對使用者來說更加實用，推薦選用。
針對目前投運的采用液壓馬達驅動的刮闆撈渣機，達能公司有針對性地研發了驅動裝置可互換的拖動機構（專利号201020132870.1），可使液壓馬達驅動裝置與電機減速機驅動裝置互為備用。使用液壓馬達驅動裝置時卸下被動鍊輪、連接配接馬達，使用電機減速機驅動時拆下液壓馬達、連接配接被動鍊輪，這些操作均無需拆裝更換拖動軸及拖動鍊輪等。
采用電機減速機驅動作為現有液壓馬達驅動的備用替代裝置，可以做到利用一台套液壓驅動系統的備品費用為2~3台撈渣機完成更加可靠、便利的備用。此備用型式實施簡便，改造成本小，改造周期短。
6.内導輪
内導輪是位于撈渣機上槽體内的改向輪（國外稱之為浸水輪），由于其長期浸于灰水中，運作環境較惡劣，檢修更換困難，是刮闆撈渣機最易出現故障之處，因撈渣機運作故障造成鍋爐降負荷、或停運大多跟内導輪損壞有關。2009年之前，600MW以上機組的刮闆撈渣機内導輪的平均使用壽命約為半年，軸承腔進水導緻潤滑失效進而造成軸承失效是内導輪損壞的主要原因。
針對内導輪所存在的問題，達能持續不斷地對内導輪結構進行了更新改造：
1）内導輪輪體采用熱裝結構取代原整體鑄鐵結構，内導輪輪緣采用優質碳素鋼，經過淬火硬化處理與輪體進行熱裝，具有耐磨性能高、使用壽命長，易更換等優點。
2）内導輪座采用外翻式結構（圖25、26），撈渣機内導輪檢修可由内部轉到外面，大大增加了檢修安全性。
3）在國内率先推出了軸承外置導流式内導輪（圖28，專利号200920028312.8；200920028311.
3；200920290141.6），日常維護僅需通過外部旋壓油杯定期補充專用的水下導輪密封專用脂，即可保證内導輪安全運作壽命一年以上，徹底解決了傳統内導輪使用壽命不足一年且經常損壞導緻撈渣機停運的問題。
4）2014年達能又推出了一款新型密封結構型式的NDLⅢ系列内導輪，此型式内導輪已在多個電廠（600MW以上機組）連續運作近3年，本型式内導輪正常運作僅需很少維護，可以說這是目前國内安全使用壽命超過2年以上的唯一一款内導輪！
本内導輪結構型式及密封型式目前尚不能完全公開，達能願意提供進一步的詳細說明，讓廣大的撈渣機使用者分享我們的成果。
7.張緊裝置
撈渣機鍊條因磨損伸長是不可避免的，鍊條保持适度的内張力對保證撈渣機的平穩運作是必要的，撈渣機靠張進裝置實作這一功能。
因為目前刮闆撈渣機大多采用單機長距離輸送，撈渣機單機長度一般超過40m，早期的螺杆式手動張緊裝置已不适合，液壓自動張緊可恒定地保持鍊條内張力、及時吸收鍊條的伸長量，因而成為目前的标準配置。
達能的液壓張緊支架設定機械逆止機構，可防止液壓系統故障、失壓緻張緊滑塊突然下滑引發運作故障。帶逆止機構的液壓張緊裝置其張緊其張緊液壓站可采用定期運作方式，間隔1~2周啟動一次液壓站，鍊條張緊後張緊滑塊靠機械逆止機構鎖緊，可有效延長張緊液壓系統的壽命；達能的張緊油缸缸套為雙套管結構并設手動加壓泵，當液壓站系統故障時，可切換加油回路，由油缸加壓泵直接為油缸加壓以張緊尾輪，使系統更加安全。
張緊輪軸為通軸式結構，張緊動作靈活、不易卡澀。部分廠家的撈渣機張緊輪為單側懸臂支撐結構（半軸結構），實際運作時因張緊輪架存在彈性變形、張緊滑塊本身間隙等使張緊輪産生軸向分力，軸承易損壞，張緊輪運作壽命低；懸臂受力使張緊輪在滑軌上産生彎距，滑塊易卡澀造成張緊失效。
8.耐磨襯層
刮闆撈渣機上下槽體底闆需承托物料及刮闆鍊條，是一個典型的滑動摩擦面，使用中需承受刮闆的刮擦、灰渣的磨琢，降低底闆的摩擦系數、增加底闆的耐磨性能對刮闆撈渣機的安全高效運作是必要的。
刮闆撈渣機的槽體底闆耐磨襯層有耐磨鋼闆、鑄石2種型式，因為鑄石襯層摩擦系數更低、耐磨蝕性能更好 ，是以一般将鑄石作為撈渣機槽體底部襯層，尤其是下槽體底闆及傾斜段底闆幾乎全部采用鑄石襯層。耐磨鋼闆襯層跟多地用于上槽體水準受料段。
傳統的撈渣機底闆鑄石襯層，有“六邊形鑄石無孔條”和“矩形鑄石平行孔條”兩種型式。
“六邊形無孔條”鑄石襯層（圖31），因為無防脫落金屬孔條，一旦有一塊松動則會造成成片拱起、脫落。實際使用中，此型式的鑄石襯層約50%的撈渣機會在一個大修期内出現嚴重脫落問題。
“矩形平行孔條” 鑄石襯層（圖31），因鑄石闆之間金屬孔條及襯砌縫隙方向與刮闆鍊條運作方向一緻且連續，金屬孔條、襯砌料不耐磨，刮闆不均勻磨損在兩鑄石闆的縫隙之間形成凸起刮磨金屬孔條、襯砌料，使金屬孔條失去防脫落作用，最終造成鑄石闆的拱起和脫落。此型式的鑄石襯層10%以上的撈渣機會在一個大修期内出現嚴重脫落問題。
達能采用專利結構的底闆鑄石襯層（右圖，專利号200920226861.6），防脫落孔條呈“V”形、或與刮闆鍊條運動方向成一定夾角布置，刮闆鍊條的運作方向與鑄石闆的對角線方向相同，兩鑄石闆之間的孔條、襯砌縫隙與運作方向成一定夾角，刮闆摩擦面、鑄石摩擦面及鑄石接縫成均勻、等高磨損，可保持防脫落金屬孔條永久發揮作用，防止鑄石脫落。撈渣機采用此型式的鑄石襯層可確定2個大修期不脫落。
9.上回鍊刮闆輸送機
很多電廠的除渣系統采用了刮闆撈渣機→碎渣機→二級刮闆輸送機→下級儲運裝置的型式，作為刮闆撈渣機接力輸送功能的二級刮闆輸送機，目前使用的大部分二級刮闆輸送機均存在很多問題，最典型的是二級刮闆輸送機規格寬度與爐下撈渣機不比對、出力不足、磨損快、壽命低、可靠性低等等。
☞基于物聯網的刮闆撈渣機專家診斷系統
随着物聯網技術、人機互動技術的迅猛發展，使電力輔機裝置實作遠端監護，由生産商的專業人員遠端指導使用者進行裝置維護，判斷故障情況及發生原因成為可能。
我公司開發的基于物聯網絡的專家診斷系統，由現場資料收集單元，資料庫，人機互動界面，共享資料平台，專家診斷方案組成。其功能在于收集現場裝置資料資訊發送至總部，進而由專業技術人員進行資料分析，運作跟蹤，對使用者實行主動式的技術服務，預防裝置故障。在裝置故障發生後可以根據資料進行分析故障原因，提出改進措施。