四分倉(cāng)空預(yù)器支撐軸承異音分析

陳建飛

(寧夏國(guó)華寧東發(fā)電有限公司，銀川 750000)

0 引言

神華國(guó)華寧東發(fā)電廠二期擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)為2×660 MW超超臨界間接空冷燃煤發(fā)電機(jī)組。鍋爐尾部布置1臺(tái)中心驅(qū)動(dòng)、四分倉(cāng)、35.5VNQ2550型回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，其總重約為1 400 t，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速為0.6 r/min。

空氣預(yù)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(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器在工作時(shí)緩慢地旋轉(zhuǎn) ，換熱元件進(jìn)入煙氣側(cè)時(shí)，煙氣攜帶的一部分熱量會(huì)傳遞給換熱元件；當(dāng)換熱元件經(jīng)過空氣側(cè)時(shí)，又把熱量傳遞給空氣。空氣預(yù)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(cāng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器有4個(gè)氣流通道：一次風(fēng)布置在空氣預(yù)熱器空氣側(cè)的中間；二次風(fēng)布置在空氣側(cè)左右兩邊；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。4個(gè)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(cāng)、二次風(fēng)倉(cāng)、一次風(fēng)倉(cāng)、二次風(fēng)倉(cāng)。通過改變扇形板和軸向密封板的寬度可以實(shí)現(xiàn)雙密封和三密封，以滿足電廠對(duì)空預(yù)器總漏風(fēng)率的要求(投產(chǎn)一年內(nèi)，總漏風(fēng)率小于4%；投產(chǎn)一年后，總漏風(fēng)率小于5%)。

1 支撐軸承異音原因分析

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子的全部重量由底部支撐軸承承擔(dān)，該軸承為自調(diào)心球面滾子推力軸承，型號(hào)為SKF 294/850EM，采用油浴潤(rùn)滑，底部軸承箱固定在支撐凳板上。

空氣預(yù)熱器在試運(yùn)期間，支撐軸承存在異音現(xiàn)象，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈，會(huì)出現(xiàn)約20次敲擊聲，響聲清脆，時(shí)大時(shí)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(yùn)轉(zhuǎn)期間難以確定。

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員討論分析，間歇性敲擊聲的產(chǎn)生可能是因?yàn)榭諝忸A(yù)熱器質(zhì)量太大，承載結(jié)構(gòu)接觸面力學(xué)應(yīng)變不均勻，導(dǎo)致支撐軸承箱體局部適應(yīng)性變形，影響了支撐軸承的支撐面平整度。根據(jù)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(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足；支撐軸承與凳板結(jié)合面接觸不良；凳板本身的強(qiáng)度不足；其他變形導(dǎo)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(jù)空氣預(yù)熱器支撐軸承異音可能存在的原因，采取了相應(yīng)的檢查、處理方法。

2.1 支撐軸承檢查與處理

現(xiàn)場(chǎng)制作1個(gè)專用的軸承拖出支架；在凳板表面確定4臺(tái)400 t的液壓千斤頂?shù)臏?zhǔn)確布置位置，并為了防止千斤頂失壓安裝了支撐牛腿；轉(zhuǎn)子被頂升，此時(shí)油壓為88 MPa；頂起轉(zhuǎn)子后拖出支撐軸承[3]。

(1)對(duì)支撐軸承進(jìn)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(nèi)圈和蓋板凸臺(tái)配合面有咬合痕跡，座圈滾道上面有幾道細(xì)微劃痕，座圈外徑沿圓周方向有明顯的印記，對(duì)應(yīng)軸承箱內(nèi)表面也有圓周方向的痕跡，判斷為試運(yùn)前期軸承座圈在滾子卡澀時(shí)發(fā)生了微小的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

(3)對(duì)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(jìn)行檢查。目的是保證蓋板的兩個(gè)配合面平行度以及插入軸承凸臺(tái)配合面的垂直度。結(jié)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(gè)位置對(duì)軸承座圈進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果見表1。

表1 軸承座圈支撐面水平度檢查測(cè)量結(jié)果 mm

表1測(cè)量結(jié)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(duì)支撐軸承凳板表面進(jìn)行打磨清理，用框式水平儀對(duì)凳板的水平度進(jìn)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(duì)支撐軸承支撐凳板進(jìn)行了打磨處理，對(duì)偏差較大的部位進(jìn)行粗磨，耗時(shí)1周；后期通過反復(fù)牽拉軸承箱，涂紅丹粉檢查接觸面和接觸部位，對(duì)支撐凳板與軸承箱周邊的間隙進(jìn)行跟蹤檢查，利用角磨機(jī)對(duì)高點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致打磨拋光；經(jīng)反復(fù)打磨后，凳板與軸承箱周邊結(jié)合面間隙均小于0.10 mm，接觸面積達(dá)總面積的75%以上。

2.3 加固支撐凳板下方結(jié)構(gòu)

由于該鍋爐僅設(shè)計(jì)、安裝了單臺(tái)空氣預(yù)熱器，轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)容易變形。為此，在中心3根橫梁之間增加焊接加強(qiáng)肋板，共用了16塊20 mm厚的Q235鋼板對(duì)中心支撐梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)加強(qiáng)。

3 處理效果

現(xiàn)場(chǎng)工人完成了對(duì)空氣預(yù)熱器各處支撐鋼梁焊縫、底部中心支撐鋼梁結(jié)構(gòu)加強(qiáng)肋板的焊接、兩側(cè)主梁加強(qiáng)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(fù)研磨、支撐軸承回裝等多項(xiàng)工作。

空氣預(yù)熱器再次啟動(dòng)后，電流無大的波動(dòng)，軸承溫度正常，運(yùn)行穩(wěn)定，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間觀察，異音基本消除，從而消除了重大設(shè)備隱患，為機(jī)組順利完成點(diǎn)火吹管、168 h滿負(fù)荷試運(yùn)工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

四分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器支撐軸承在調(diào)試期產(chǎn)生異音，經(jīng)多次檢測(cè)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(chǎn)生不平整間隙直接引起的。主要是轉(zhuǎn)子的重量與設(shè)計(jì)強(qiáng)度和剛度相對(duì)薄弱的底梁支撐結(jié)構(gòu)不匹配。異音的消除主要是通過對(duì)底梁支撐結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)而實(shí)現(xiàn)的。隨著經(jīng)驗(yàn)的積累和設(shè)計(jì)制造技術(shù)的改進(jìn)，大型回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的安裝質(zhì)量會(huì)更可靠。