四分倉空預器支撐軸承異音分析

陳建飛

(寧夏國華寧東發(fā)電有限公司，銀川 750000)

0 引言

神華國華寧東發(fā)電廠二期擴建工程設計為2×660 MW超超臨界間接空冷燃煤發(fā)電機組。鍋爐尾部布置1臺中心驅動、四分倉、35.5VNQ2550型回轉式空氣預熱器，其總重約為1 400 t，轉子直徑為20 850 mm，高度為3 200 mm，換熱元件受熱高度為2 550 mm，轉速為0.6 r/min。

空氣預熱器利用鍋爐尾部煙氣的熱量加熱燃料燃燒所需空氣，以提高鍋爐效率。回轉式空氣預熱器在工作時緩慢地旋轉 ，換熱元件進入煙氣側時，煙氣攜帶的一部分熱量會傳遞給換熱元件；當換熱元件經過空氣側時，又把熱量傳遞給空氣。空氣預熱器以此方式回收煙氣中的熱量，降低了排煙溫度，提高了鍋爐效率。四分倉回轉式空氣預熱器有4個氣流通道：一次風布置在空氣預熱器空氣側的中間；二次風布置在空氣側左右兩邊；煙氣和空氣流向相反，即煙氣向下、一次風和二次風向上。4個氣流通道間由四組扇形板和軸向密封板相互隔開,順序形成了煙氣倉、二次風倉、一次風倉、二次風倉。通過改變扇形板和軸向密封板的寬度可以實現(xiàn)雙密封和三密封，以滿足電廠對空預器總漏風率的要求(投產一年內，總漏風率小于4%；投產一年后，總漏風率小于5%)。

1 支撐軸承異音原因分析

回轉式空氣預熱器轉子的全部重量由底部支撐軸承承擔，該軸承為自調心球面滾子推力軸承，型號為SKF 294/850EM，采用油浴潤滑，底部軸承箱固定在支撐凳板上。

空氣預熱器在試運期間，支撐軸承存在異音現(xiàn)象，轉子每轉一圈，會出現(xiàn)約20次敲擊聲，響聲清脆，時大時小。聲音從支撐軸承箱上部與千斤頂板區(qū)域發(fā)出，但具體位置在運轉期間難以確定。

經過現(xiàn)場技術人員討論分析，間歇性敲擊聲的產生可能是因為空氣預熱器質量太大，承載結構接觸面力學應變不均勻，導致支撐軸承箱體局部適應性變形，影響了支撐軸承的支撐面平整度。根據以上分析，得到間歇性敲擊的原因可能為[1-2]：底部中心支撐結構強度不足；支撐軸承與凳板結合面接觸不良；凳板本身的強度不足；其他變形導致軸承箱與凳板的接觸面積不足；軸承箱存在變形。

2 支撐軸承異音處理

根據空氣預熱器支撐軸承異音可能存在的原因，采取了相應的檢查、處理方法。

2.1 支撐軸承檢查與處理

現(xiàn)場制作1個專用的軸承拖出支架；在凳板表面確定4臺400 t的液壓千斤頂?shù)臏蚀_布置位置，并為了防止千斤頂失壓安裝了支撐牛腿；轉子被頂升，此時油壓為88 MPa；頂起轉子后拖出支撐軸承[3]。

(1)對支撐軸承進行清洗后，檢查發(fā)現(xiàn)軸承的滾珠、滾道、保持架均完好，無磨損，蓋板與軸承之間的尼龍緩沖墊外形、厚度均良好。

(2)軸承內圈和蓋板凸臺配合面有咬合痕跡，座圈滾道上面有幾道細微劃痕，座圈外徑沿圓周方向有明顯的印記，對應軸承箱內表面也有圓周方向的痕跡，判斷為試運前期軸承座圈在滾子卡澀時發(fā)生了微小的相對運動。

(3)對軸承蓋板和軸承的配合面、軸承蓋板和千斤頂板的配合面進行檢查。目的是保證蓋板的兩個配合面平行度以及插入軸承凸臺配合面的垂直度。結果表明軸承蓋板和軸承配合面貼合度、軸承蓋板和軸圈上表面貼合度都較好。

(4)為了檢查軸承箱的變形情況、軸承座圈支撐面水平度，以軸心為中心，通過合像水平儀從圓周方向的8個位置對軸承座圈進行測量，測量結果見表1。

表1 軸承座圈支撐面水平度檢查測量結果 mm

表1測量結果表明軸承箱發(fā)生了輕微變形。

2.2 檢查、打磨支撐軸承與凳板接觸面

對支撐軸承凳板表面進行打磨清理，用框式水平儀對凳板的水平度進行檢查，在凳板表面涂紅丹粉，將軸承箱推回之后檢查凳板與軸承箱周邊的接觸情況，發(fā)現(xiàn)存在接觸不良的地方，部分邊緣處間隙超過0.50 mm。

工人對支撐軸承支撐凳板進行了打磨處理，對偏差較大的部位進行粗磨，耗時1周；后期通過反復牽拉軸承箱，涂紅丹粉檢查接觸面和接觸部位，對支撐凳板與軸承箱周邊的間隙進行跟蹤檢查，利用角磨機對高點進行細致打磨拋光；經反復打磨后，凳板與軸承箱周邊結合面間隙均小于0.10 mm，接觸面積達總面積的75%以上。

2.3 加固支撐凳板下方結構

由于該鍋爐僅設計、安裝了單臺空氣預熱器，轉子的重量和體積龐大，底部凳板承受約1 200 t的重量，底部結構容易變形。為此，在中心3根橫梁之間增加焊接加強肋板，共用了16塊20 mm厚的Q235鋼板對中心支撐梁進行結構加強。

3 處理效果

現(xiàn)場工人完成了對空氣預熱器各處支撐鋼梁焊縫、底部中心支撐鋼梁結構加強肋板的焊接、兩側主梁加強筋板的焊接、軸承箱和支撐凳板的接觸情況的檢查，并完成了軸承本身和尼龍墊片檢查、軸承箱底面與支撐凳板接觸配合面的反復研磨、支撐軸承回裝等多項工作。

空氣預熱器再次啟動后，電流無大的波動，軸承溫度正常，運行穩(wěn)定，經過長時間觀察，異音基本消除，從而消除了重大設備隱患，為機組順利完成點火吹管、168 h滿負荷試運工作奠定了堅實的基礎。

4 結論

四分倉回轉式空氣預熱器支撐軸承在調試期產生異音，經多次檢測表明異音是由支撐軸承箱與凳板的接觸面發(fā)生了變形，產生不平整間隙直接引起的。主要是轉子的重量與設計強度和剛度相對薄弱的底梁支撐結構不匹配。異音的消除主要是通過對底梁支撐結構的補強而實現(xiàn)的。隨著經驗的積累和設計制造技術的改進，大型回轉式空氣預熱器的安裝質量會更可靠。