徐守祝

摘要：針對某發(fā)電廠#1鍋爐空預(yù)器支撐軸承有異響的缺陷，分析了產(chǎn)生該缺陷的原因，并提出了相應(yīng)的支撐軸承更換方案，順利消除了軸承異響缺陷。

關(guān)鍵詞：空氣預(yù)熱器;支撐軸承更換;起頂;卸載

0 引言

某發(fā)電廠#1爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的300 MW級鍋爐，在鍋爐受熱面尾部設(shè)置有2臺LAP10320/1900型空氣預(yù)熱器，轉(zhuǎn)子直徑為10 320 mm?？諝忸A(yù)熱器（以下簡稱空預(yù)器）密封采用48倉格雙重密封結(jié)構(gòu)?？疹A(yù)器轉(zhuǎn)子由置于下梁中心的支撐軸承支撐，并位于一個九邊形的殼體中，上梁、下梁分別與殼體相連，殼體則坐落于鋼架上，空預(yù)器內(nèi)通過轉(zhuǎn)子中心軸使轉(zhuǎn)子以1.14 r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。每臺預(yù)熱器金屬重量約350 t，其中轉(zhuǎn)子重量約240 t（約占總重的2/3）。

1 空預(yù)器結(jié)構(gòu)

空預(yù)器采用三分倉設(shè)計，分別為煙氣分倉、一次風(fēng)分倉和二次風(fēng)分倉。煙氣位于轉(zhuǎn)子的一側(cè)，而相對的另一側(cè)則分為二次風(fēng)側(cè)和一次風(fēng)側(cè)，3種氣流之間各有3組扇形板和軸向密封板相互隔開，煙氣和空氣流向相反，即煙氣向下、一次風(fēng)和二次風(fēng)向上，通過扇形板和軸向密封板的間隙實現(xiàn)對漏風(fēng)率的控制。

轉(zhuǎn)子是空預(yù)器的核心部件，其中裝有換熱元件，通過轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動將煙氣的熱量傳遞給空氣。換熱元件等轉(zhuǎn)動件的重量由底部的球面滾子軸承支撐，空預(yù)器通過轉(zhuǎn)子中心軸使轉(zhuǎn)子以1.14 r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。每臺預(yù)熱器金屬重量約350 t，其中轉(zhuǎn)子重量約240 t（約占總重的2/3）。該軸承主要有2個特點：（1）承受負荷大。300 MW機組支撐軸承的負荷達350 t。（2）轉(zhuǎn)速低。轉(zhuǎn)子以1.14 r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。

2 巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的空預(yù)器異常問題

某日08：00，點檢人員點檢#1爐空預(yù)器支撐軸承時發(fā)現(xiàn)，油位正常，軸承轉(zhuǎn)動正常無異音;22：30，點檢人員接到運行通知巡檢發(fā)現(xiàn)A側(cè)支撐軸承有異音，并且潤滑油溫高，存在電流波動過大的現(xiàn)象，立即與檢修人員前往現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)A側(cè)支撐軸承有間歇性震動聲，震動聲明顯，并且伴有明顯的扶梯平臺間歇性震動聲。檢修人員對潤滑油系統(tǒng)進行檢查后，對濾油器進行切換處理，聯(lián)系運行人員后發(fā)現(xiàn)油溫下降。

次日08：30，檢修班成員對濾油器濾網(wǎng)進行徹底清理，同時對A側(cè)支撐軸承進行邊放油邊加油的處理，以改善油質(zhì)，發(fā)現(xiàn)軸承異音現(xiàn)象稍有減輕，但震聲仍明顯。此現(xiàn)象一直持續(xù)到停爐。

3 故障原因分析

3.1? ? 軸承損壞

空預(yù)器轉(zhuǎn)子總體重量有240 t，載荷集中在底部支撐滾柱軸承上，載荷重，軸承轉(zhuǎn)速低，長期運行容易出現(xiàn)滾珠、保持架磨損、出現(xiàn)麻點等缺陷;各部軸承工作環(huán)境惡劣，潤滑油容易變質(zhì)。以上原因?qū)е螺S承容易損壞。空預(yù)器頂部導(dǎo)向滾柱軸承為雙列調(diào)心滾珠軸承，主要承受徑向力，保持調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的垂直度，頂部軸承為低轉(zhuǎn)速運行，軸承為油浴潤滑方式，造成潤滑油溫高，A側(cè)支撐軸承有異音。

3.2? ? 負荷增長過快

夏季氣溫開始升高期間，負荷變化較大時，空預(yù)器殼體熱膨脹節(jié)沒有充分膨脹，且煙氣的流向與一次、二次風(fēng)流向相反，因此空預(yù)器殼體受力比較復(fù)雜，膨脹節(jié)有效延展量狹小，造成空預(yù)器電流波動大。

3.3? ? 換熱元件阻力大

空預(yù)器內(nèi)換熱元件上堵灰嚴(yán)重，換熱元件被沖刷，換熱片之間間隙減小，造成一次、二次風(fēng)阻力增大。

3.4? ? 動靜摩擦

動靜摩擦主要集中在空預(yù)器內(nèi)部，空預(yù)器內(nèi)部轉(zhuǎn)子密封片與殼體間隙過小與扇形板出現(xiàn)摩擦;頂部扇形板固定不可調(diào)，由20 mm厚鋼板制成，在長期高溫運行過程中，容易出現(xiàn)變形、鼓包等缺陷，從而導(dǎo)致與密封片的摩擦。

3.5? ? 轉(zhuǎn)子中心出現(xiàn)偏移

導(dǎo)向軸承長期運行游隙變大，調(diào)心能力降低，固定導(dǎo)向軸承箱的定位螺栓出現(xiàn)輕微的位移會使轉(zhuǎn)子中心偏移。

3.6? ? 底部支撐軸承箱水平度不夠

空預(yù)器整體重量通過底部支撐軸承承受，軸承和軸承箱的支撐面應(yīng)該水平接觸，以便轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時受力平衡、轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，否則軸承箱會出現(xiàn)擺動。

3.7? ? 軸的垂直度偏差大

空預(yù)器軸垂直度超標(biāo)，轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動時受力不平穩(wěn)，整體出現(xiàn)晃動，導(dǎo)致減速箱也出現(xiàn)擺動。

4 檢查發(fā)現(xiàn)的問題

檢修人員打開軸承底蓋后，檢查軸承時發(fā)現(xiàn)軸承外套邊上有3片碎裂滾珠碎片，有一滾珠外圓存在磨損現(xiàn)象，滾珠磨損嚴(yán)重，遂對潤滑油油池進行檢查，發(fā)現(xiàn)潤滑油油質(zhì)差，潤滑油顏色變深，因此分析此次油質(zhì)差的主要原因為空預(yù)器支撐軸承損壞后，磨損下來的碎屑摻雜其中，導(dǎo)致濾油器堵塞、軸承溫度升高。進一步推論出本次支撐軸承滾珠破損的根本原因是支撐軸承長時間使用金屬疲勞，滾珠損壞，未及時進行定期維護更換，軸承滾珠長期在摻雜碎屑的較差油質(zhì)環(huán)境下滾動，滾珠加速損壞。

5 支撐軸承更換方案

5.1? ? 起頂前準(zhǔn)備工作

（1）打開人孔門，把內(nèi)部積灰打掃干凈。

（2）清洗支撐軸承座外部，放盡軸承座內(nèi)的潤滑油，拆下所有油管路，并拆除各溫度測點，用干凈的布扎住頭子。

（3）在內(nèi)部中心筒處搭設(shè)合格的腳手架。

（4）拆除冷端煙氣側(cè)及二次風(fēng)側(cè)的中心筒蓋板。

（5）將4只100 t千斤頂對稱放置在中心筒端軸下部（煙氣側(cè)及二次風(fēng)側(cè)各放2只，千斤頂應(yīng)保持平穩(wěn)）。

（6）拆除軸承座上蓋（轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)時，應(yīng)停在上蓋容易拆卸的位置）。

5.2? ? 空預(yù)器支撐軸承的卸載

（1）拆除支撐軸承端軸上側(cè)固定密封盤上的2塊弧形板，按冷端下梁組件圖在用于起頂轉(zhuǎn)子中心筒及下端軸的位置布置4只100 t千斤頂。注意弧形板的拆卸過程，由于弧形板在空預(yù)器冷端內(nèi)中心筒位置，下面就是灰斗，拆卸時要搭設(shè)好腳手架，確保檢修人員的安全，同時要防止檢修人員在認真工作時發(fā)生高處墜落事故（我廠#1爐空預(yù)器于2008年進行了一次改造，弧形板已由30°改為15°，所以擺放千斤頂時要做適當(dāng)改變，對稱擺放距離在870 mm左右即可），注意千斤頂要平穩(wěn)設(shè)置在冷端連接板下梁上，上端頂住轉(zhuǎn)子中心筒支承端端蓋。

（2）拆除導(dǎo)向軸承套上部的吊桿螺母及墊片，并做好記錄。在導(dǎo)向軸承端軸上部放1只百分表，在支承軸承端軸下部對稱放2只百分表。在預(yù)熱器轉(zhuǎn)子起頂之前，由于我廠#1爐空預(yù)器徑向密封改造過，外環(huán)密封間隙小于5 mm，起頂之前應(yīng)先拆除6塊扇形板下對應(yīng)的6塊徑向密封。測量軸端法蘭的標(biāo)高，并做好記錄，起頂時，對4只千斤頂要同時用力，平穩(wěn)均勻地將轉(zhuǎn)子緩慢頂高約5 mm，使載荷從軸承上卸去。

（3）軸承的重點拆卸過程：在起頂轉(zhuǎn)子的同時，要設(shè)法使過渡套與端軸脫離，具體方法為先拆卸掉過渡套與軸端連接的6根緊固螺栓，用與螺紋大小配套的絲杠通過軸端螺孔擰緊在過渡套上（只需用4根絲杠對稱布置），然后用錘子同時對稱敲擊絲杠上端便可拆卸。然后可將軸承底座與下梁連接的36條緊固螺栓拆卸（拆卸前應(yīng)將每一個螺栓及其對應(yīng)的墊片標(biāo)號在軸承底座的相應(yīng)位置做好標(biāo)記），用4根3 t葫蘆通過下梁的4個鼻耳將軸承底座吊住緩慢下降少許，使檢修人員可將墊片取下即可，去除墊片時用黑膠布包扎好，再用棉紗包好并標(biāo)號，放在固定地點保存。過渡套隨軸承底座下降到檢修平臺上，然后將過渡套移至檢修平臺空曠處。

（4）在軸承座上打鋼印記號，以便裝復(fù)。在冷端連接板中間梁的撐板上裝設(shè)簡易起吊機具起吊軸承內(nèi)套，然后利用軸承座墊板外圓上的備用螺孔裝設(shè)拖鉤，此時可將軸承外套隨墊板抽出。通過樓梯平臺開孔處，將所需更換的軸承運至檢修場地。

（5）新軸承的回裝：在空預(yù)器支撐軸承的拆卸過程中，發(fā)現(xiàn)軸承與過渡套之間為間隙配合，所以新軸承的更換較為簡單，只需按拆卸過程相反順序回裝即可。但回裝過程要注意墊片和螺栓應(yīng)按照之前對應(yīng)標(biāo)號的順序，且軸端法蘭標(biāo)高要與拆卸前的記錄一致。新軸承要嚴(yán)格按照安裝程序安裝，保證軸承能夠正常運行，否則一旦出現(xiàn)事故，將造成巨大損失，安裝過程必須保證軸承的基準(zhǔn)面是水平的，這樣軸承才能正常運轉(zhuǎn)。如果水平度不夠，軸承摩擦將會加大，軸承的使用壽命將會大幅縮短。

6 結(jié)語

該發(fā)電廠更換#1鍋爐空預(yù)器支撐軸承，消除了機組的重大缺陷，確保了機組運行的安全性?？疹A(yù)器支撐軸承的更換工作精度要求高，涉及專業(yè)多，對提高檢修人員檢修技術(shù)具有重要意義。

[參考文獻]

[1] 孫健.火力發(fā)電廠回轉(zhuǎn)式空預(yù)器優(yōu)化改造[D].北京：華北電力大學(xué)，2015.