1000MW超超臨界機組空氣預熱器下軸承損壞原因探析

邵長暖，孫維菊

（華電萊州發(fā)電有限公司，山東萊州 261441）

1000MW超超臨界機組空氣預熱器下軸承損壞原因探析

邵長暖，孫維菊

（華電萊州發(fā)電有限公司，山東萊州 261441）

中國華電集團公司1000MW機組均選用了東方鍋爐（集團）股份有限公司LAP17286／2250型空氣預熱器，近年來先后發(fā)生了3次空氣預熱器下軸承損壞故障，對故障進行分析并提出了加強基建期備品驗收管理、規(guī)范技術(shù)管理等改進建議，以保證機組安全、穩(wěn)定運行。

空氣預熱器；下軸承；損壞；驗收

1 LAP17286／2250型空氣預熱器概述

中國華電集團公司已投產(chǎn)的1 000MW機組均選用東方鍋爐（集團）股份有限公司生產(chǎn)的LAP17286／2250型空氣預熱器（以下簡稱空預器）?；剞D(zhuǎn)式空預器主要由外殼、頂部結(jié)構(gòu)、底部結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子、換熱原件、中心驅(qū)動裝置、軸承、轉(zhuǎn)子密封系統(tǒng)、過渡段煙風道及端柱等組成?？疹A器的軸承由底部推力軸承和頂部導向軸承組成。

底部推力軸承為自調(diào)心球面滾子推力軸承，轉(zhuǎn)子的全部旋轉(zhuǎn)重力均由推力軸承支撐，底部軸承箱固定在支撐凳板上。底部軸承箱定位后，將螺栓和定位墊板一起鎖定，并將墊板焊在支撐凳板上。底部軸承兩側(cè)均設(shè)有防護網(wǎng)，以防止空預器正常運行時無關(guān)人員靠近轉(zhuǎn)動部位而發(fā)生意外。底部軸承采用油浴潤滑，軸承箱上裝有注油器和油位計，并開有用于安裝測溫元件的螺紋孔。底部軸承箱下面配有不同厚度的調(diào)整墊片，用于現(xiàn)場調(diào)整轉(zhuǎn)子的上下位置和頂?shù)讖较蛎芊忾g隙的大小。安裝時還應適當增加墊片數(shù)量用以補償?shù)琢撼休d后的彎曲變形。

頂部導向軸承為圓環(huán)滾子軸承，安裝在軸套上，軸套裝在轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸上并用鎖緊盤與之固定。導向軸承和軸套的大部分處于頂部軸承箱內(nèi)，頂部軸承箱兩側(cè)焊有槽形支臂，通過調(diào)節(jié)固定在頂部的螺栓和支臂的相對位置來改變轉(zhuǎn)子頂部軸承中心的位置，從而達到調(diào)整轉(zhuǎn)子中心位置的目的。頂部軸承支臂與頂部結(jié)構(gòu)用8個鎖緊螺栓和上、下墊板固定，待頂部軸承最終調(diào)整就位后，即可將上述墊板與頂部結(jié)構(gòu)的翼板焊在一起。此外，通過調(diào)整頂部軸承支臂下不同位置的墊片高度，可以調(diào)節(jié)頂部軸承箱的水平度。頂部軸承采用油浴潤滑，潤滑油等級與底部推力軸承相同。頂部軸承箱上有加油孔、注油器、油位計、呼吸器和放油塞，另外還設(shè)有用于安裝測溫元件的螺紋孔。頂部軸承箱還配有水冷卻系統(tǒng)，適合于現(xiàn)場連接冷卻水。冷卻水法蘭入口溫度不得高于38℃，冷卻水流量不能低于要求值。

2 空預器損壞情況及原因分析

A公司機組于2007年7月投產(chǎn)，2013年3月，A空預器電流波動，軸承箱外殼溫度最高達56℃，軸承內(nèi)部有異響，單側(cè)隔離后組織完成軸承更換。解體發(fā)現(xiàn)東南方向下軸承座離開支撐約2.0mm，已不受力，測量軸承座東西方向水平度為2.1mm／m（標準不大于0.5mm／m）。分析原因為東南側(cè)支撐存在虛接觸情況，隨著轉(zhuǎn)子的運轉(zhuǎn)，軸承外圈東南側(cè)承受交變應力，長期重載運行后逐漸產(chǎn)生裂紋，最終損壞。經(jīng)檢查，其他3臺空預器下軸承水平度符合標準。

B公司機組2010年12月投產(chǎn)后，空預器下軸承溫度高于正常運行溫度，2011年3月，軸承溫度達到65℃，被迫停運檢查，空預器下軸承損壞情況如圖1所示。廠家承認軸承在運輸過程中損傷，提供軸承進行了更換。

2010年12月，C公司發(fā)現(xiàn)B空預器下軸承出現(xiàn)異音后，立即聯(lián)系東方鍋爐（集團）股份有限公司服務人員到公司協(xié)助判斷軸承異音原因，同時準備B空預器下軸承檢查和更換所需的備品物資、施工隊伍。該公司制訂了空預器監(jiān)測運行措施，每運行1 h現(xiàn)場巡檢1次，重點監(jiān)測油溫。維護人員每4 h巡檢1次，重點對異音情況進行判斷。23：00：04，檢查B空預器異音無擴大跡象，油溫穩(wěn)定，跳閘時溫度為59℃，空預器電流平均值為23A。23：13：12，B空預器電流由23.752A開始急劇上升，至23：14：09電流升至112.500 A，23：14：10主馬達跳閘，23：14：11輔助馬達聯(lián)啟后電流瞬間達到66.500 A，23：14：16輔助馬達過流跳閘。

圖1 B公司空預器下軸承損壞情況

檢查B空預器，下軸承有兩個滾珠損壞，其中一個有明顯的表面剝落現(xiàn)象，另一個呈現(xiàn)硬物擠壓角部破裂狀，為受第1個滾珠碎片擠壓所致（如圖2所示）。檢查軸承安裝情況，其軸承座水平度為0.85mm／m（標準為不大于0.50 mm／m），比標準稍高。

圖2 C公司空預器下軸承損壞情況

B，C兩家公司軸承為同一供應商供應，損壞部位及性質(zhì)相似，根據(jù)廠家提供的相關(guān)供貨證明，最終確認B公司與C公司軸承為同一批次，運輸過程中集裝箱曾發(fā)生墜落，沖擊載荷導致滾珠內(nèi)部出現(xiàn)裂紋，投入使用后，在低速重載運行條件下內(nèi)裂紋逐步擴展，滾珠表面發(fā)生剝落，最終導致軸承失效損壞。

3 改進建議

3.1 加強基建期備品驗收管理

備品驗收不夠嚴格、細致，空預器軸承驗收記錄未歸檔保存，對制造廠家配套供應的第三方備品驗收不嚴，制度上存在疏漏。建議完善驗收程序，對于進口的關(guān)鍵部位備品，應要求廠家提供質(zhì)量證明、報關(guān)文件等完整材料，對材料進行核實并存檔備查。

3.2 完善項目設(shè)置，規(guī)范技術(shù)管理

由于對說明書等基本資料在學習、理解上存在偏差，溫度監(jiān)測、檢修檢查、油質(zhì)監(jiān)督未發(fā)揮應有的把關(guān)作用，導致問題發(fā)展擴大。

（1）報警值設(shè)定方面。1000MW機組空預器下軸承取消了加裝稀油站強制潤滑的原設(shè)計，采用油浴潤滑方式，下軸承溫度作為唯一可連續(xù)監(jiān)視的數(shù)據(jù)就顯得更加重要。廠家推薦軸承正常使用溫度約為環(huán)境溫度+10℃，說明書規(guī)定正常運行溫度不應超過55℃。但在實際運行過程中，存在3個方面的問題：未加裝溫度測點，未實現(xiàn)分散控制系統(tǒng)（DCS）的在線監(jiān)測；未設(shè)定報警值；設(shè)定值偏高（70℃）。

（2）檢修項目設(shè)置方面?？疹A器說明書規(guī)定：軸承滾子的所有旋轉(zhuǎn)面不得有刮痕、裂紋、碎屑等缺陷。每次常規(guī)檢查時，必須抽出軸承進行檢查。如果潤滑劑和軸承本身未發(fā)現(xiàn)異常，則可以不進行這種抽出檢查。受300，600MW機組傳統(tǒng)檢修經(jīng)驗的影響，一般均未安排解體檢查項目，主觀認為低速軸承（0.96 r／min）不容易出現(xiàn)故障，檢查中發(fā)現(xiàn)劃痕、雜質(zhì)等異常情況亦未引起足夠重視。

（3）油質(zhì)監(jiān)督方面。大小修應嚴格執(zhí)行油質(zhì)化驗程序，發(fā)現(xiàn)存在雜質(zhì)及黏度超標時，應增加破乳化及清潔度檢測等項目，確認雜質(zhì)、黏度超標是否是軸承非正常磨損引起的。

（4）運行管理方面。加強運行巡檢力度，設(shè)備出現(xiàn)異常時應增加巡檢次數(shù)，定期進行測溫；同時，盡快安排檢修，防止事故擴大。

3.3 加強信息交流和溝通

3家公司的下軸承損壞分別發(fā)生在不同階段，由于信息溝通不暢，錯失了提前發(fā)現(xiàn)問題并及時進行處理的時機。個別單位存在顧慮，發(fā)生的問題不愿暴露，還利于相互借鑒、取長補短。因此，除加強基層單位的相互交流外，還應針對主要設(shè)備的典型缺陷進行專業(yè)技術(shù)交流，交流結(jié)果可供兄弟單位參考。

［1］范從振.鍋爐原理［M］.北京：水利電力出版社，1986.

（本文責編：劉芳）

TK 229.2

B

1674-1951（2015）07-0027-02

邵長暖（1977—），男，山東臨沂人，技師，從事電廠集控運行工作（E-mail：scn000＠sina.com）。

2015-01-05；

2015-06-30

孫維菊（1975—），女，山東日照人，助理工程師，從事電廠燃料管理工作。