·3441·建筑论坛建筑工程技术与设计2017年6月下一页【摘要】旋转式空气预热器作为现代火力发电厂大型锅炉的换热设备，被广泛使用。它利用锅炉燃烧后的废气烟气热量来加热锅炉燃烧所需的空气，从而提高了锅炉的效率。本文分析了斗河电厂日立250MW机组旋转空气预热器支架轴承损坏的原因，提出了轴承寿命周期极限的解决方案，并提出了机械疲劳原因轴承 ]损坏，从而导致单元的可用效率该解决方案降低了成本，采用了科学且省时的方法更换了新的轴承，并取得了良好的实际效果。对事故原因及对策进行了分析和说明，并对同类型的空气预热器的维修过程提供了参考。 [关键词]空气预热器；支持轴承伤害；分析前言：大唐国际斗河电厂二期＃3机组是日立在1970年代由日本协助建造的机组。整个机组于1978年12月投入生产。其中，该锅炉为日立Babel亚临界自点火循环锅炉，使用GADELLUS Co.，Ltd.的27.5-V1-2000空气预热器。由瑞典的Ljungström博士发明的Ljungström热交换器是旋转蓄热式热交换器的代名词。自从50年代在日本首次安装以来，它在1923年被用作锅炉的空气预热器。它已被广泛采用。

Ljungström换热器之所以比其他形式更广泛地使用，是因为它们具有高的热效率，极其轻巧和耐用，并且在机械安装方面也非常灵活，易于维护且经济。斗和电厂二期机组是1970年代日本在中国援助的项目之一，采用了Ljungström空气预热器。它具有两段式结构，一侧为烟气侧，另一侧为空气侧。皮带传动绕圆，顶部和底部轴承均为油站式油浴润滑结构，转子每分钟1.旋转13圈。从＃3开始，当锅炉B的空气预热器的底部支撑轴承损坏时，空气预热器已经安全运行了32年。除了在常规维护期间的拆卸和宏观检查外，顶部和底部轴承尚未更换。 。鉴于对空气预热器底部支撑轴承疲劳破坏事故的分析和处理，有必要总结和借鉴类似机组的空气预热器在未来的稳定运行中，避免不间断运行。事故。1、在2011年5月发生事故后，大唐国际斗和＃3厂锅炉第二侧的空气预热器在运行过程中产生了锯齿波。在正常运行中，预热器驱动电机的电流应稳定在7A左右，波形图基本上是一条水平直线。这次设备异常时，波形图上的最大值达到10A以上，每次的峰值时间只有3-4秒。间隔约10天后再次发生这种情况。截至事故发生时，已发生3次。

此外，每条电流曲线从出现到消失的时间约5、超过6分钟，并且持续时间极短。问题出现后一个多月，设备部门，发电部门，操作人员和维护人员都在操作过程中检查并监视了轴承箱，减速器和电磁靠背轮。所有这些都未能赶上驱动电动机中的电流波动，因此无法及时发现问题的原因。在2011年6月9日上午10点左右，＃3锅炉B预热器的变速箱电机电流再次出现强烈波动。与过去不同，当前的波动持续了很长时间。检查人员收到操作员的报告后，迅速到达现场，检查底部支架轴承盒的位置，发现明显的撞击声和刮擦声。整个过程持续了20多分钟。到目前为止，可以判断为B预热器的底部支撑轴承已损坏。针对这种严重的设备异常情况，斗河电厂的生产负责人及相关生产部门召开了紧急会议，研究处置计划，并下定决心立即向电网申请紧急停工，以解决缺陷。在与电网通信的过程中，下午13点，B空气预热器变速箱的电机电流再次波动，峰值逐渐升高。最后，大约在13:40，电动机电流达到30A，保护动作关闭。预热器转子的膨胀不均匀导致整体堵塞。操作人员及时重启。几次启动后，预热器B再次运行，但电流波动很大（在7A-15A之间）。现场检查，5m预热器在加热器的冷端支架轴承的轴承盒中有卡纸噪音，并且在支架轴承盒和预热器减小盒上出现明显的非周期性振动，因此判断支撑轴承已完全损坏。

下午14:05左右，预热器电机B再次关闭。为了防止预热器由于不均匀的加热和变形而完全卡住，现场救援中的维护人员改用手动摇动。手动启动时，支架轴承盒中有金属刮擦声。在此期间，使用气动马达和电动马达多次启动均未成功，最后空气预热器停止运行。后来，经过连续三天三夜的紧急维修，在电网暂时关闭时间内，＃3锅炉B空气预热器替换了备用支架轴承。恢复运行，未发生因电网引起的电厂责任事故。2、支架轴承损坏原因分析2.1支架轴承损坏：关闭＃3单元后，拆开了B侧空气预热器的底部支架轴承盒，发现支撑架轴承是日本原始工厂NSK294 / 630ME自调心推力轴承，除了该轴承的一个滚动元件外，所有滚动元件均脆性和断裂，并且上轴承的支撑面下环滚道也出现脆性剥落，上方占40％的面积，铜保持架的下部支撑着滚动体部分，所有这些部分都磨损成铜屑曼铂，外部仅剩下250mm的长度轴承框中的轴承环；保持架的内圈（与上圈的轴承连接）没有脱落；损坏的保持架，滚动元件碎屑和润滑油混合在一起（润滑油型号为＃28轧制机油），阻塞了轴承油箱下部的润滑油系统的回油管； 轴承箱体安装轴承的下环的接头部分有明显的划痕和损坏痕迹；润滑油站滤网上的大量铜屑被堵塞，并且一些铜屑聚集在来自滤网的油管弯头。

2.2支架损坏原因分析轴承：结合先前的＃3锅炉B预热器轴承拆卸检查记录，以及最近一个月＃3锅炉B空气预热器驱动电机的电流波动曲线; B.空气预热器支架轴承箱的温度曲线；以及拆卸后的现场检查，对支架轴承 轴承损坏的原因分析为：轴承损坏应分为三个阶段：第一阶段：第一支架轴承由于疲劳，例如点蚀和点蚀，滚动元件已经损坏。记录在案的维护记录：＃3锅炉轴承 轴承另一侧的空气预热器底部支撑是日本原始工厂NSK294 / 630ME（这是原始工厂序列号）回转式空气预热器支撑轴承，对准推力轴承，在事件发生时已经运行了31年零6个月。根据记录，2009年，在对B预热器支架轴承的拆卸检查中对＃3单元进行了大修时，发现轴承的滚动元件出现了点蚀和点蚀。这是基于旋转机械的先前经验，各种规则和条例以及各种根据该标准可以判断的，由于备用零件的局限性，轴承出现了轴承的早期疲劳症状。当时的零件库存情况，以及维护周期，轴承安装结构模式和实际运行中的工作的综合分析轴承但是，决定不临时更换轴承，并进行检查和更换在下一个大修期间。这为将来的设备事故带来了潜在的安全隐患。第二阶段：轴承将滚动元件的表面金属剥落和剥落的金属屑粉碎，这是B空气预热器减速器情况下电动机电流不规则波动的原因：2.2.1根据过去，推力轴承受历史经验的损害，通常，低速的重载推力轴承（例如中速磨辊轴承的推力）通常是轴承的内圈和外圈以及滚动元件的轴承表面。长期的冲击负荷或轴向间隙的调整不当会导致滚动元件的轴承表面或轴承内圈和外圈轴承表面产生机械疲劳，并开始剥落和损坏，并且保持架很少先损坏，因此初步判断为轴承 2.2.2。根据前几年的维护记录，2009年对设备进行大修时，空气预热器支撑轴承盒子已经在滚动元件的表面上。拆卸检查。 轴承发现疲劳损伤的早期迹象； 2.2.3拆解了轴承盒子，发现滚动元件没有损坏铜笼，从而导致滚动元件以及上，下环轴承表面被“铜化”现象，颜色被破坏。每个部分的残茬和残茬部分与滚动元件表面的颜色基本相同，基本上是原金属的颜色，即轴承铜笼损坏后很长时间没有运转。

2.2.4由于预热器驱动电机的电流摆幅是短寿命的，并且出现的时间不确定，因此可能会损坏支架轴承的上下环形滑动排除。否则，电流的大摆幅应该是连续且规则的。 250MW机组日立旋转空气预热器支架轴承损坏事故分析张庚（大唐国际电力有限公司斗河电厂河北唐山063028）万方数据·3442·建筑论坛建设工程技术与设计2017）可以从2008年6月的上述四个点来判断：4分：斗河三厂B锅炉空气预热器支架轴承运行时，轴承滚动元件开始出现轻微的金属剥落。 ，这会导致驱动电机电流增加，并且转子会振动，当剥离的金属由于重力，润滑和清洗作用从承重滑座滑落到轴承箱的底部时，轴承再次恢复正常运行。加热器驱动电机的电流也恢复正常，因为预热器低速运行，并且从旋转体上剥落的金属碎片很小，因此请检查运行中的空气预热器，并检查缺陷s在电流，声音，振动等方面。准确确定位置相对困难。但是此时，从设备退化趋势的角度来看，此时的＃3炉B空气预热器支架轴承已达到设备生命周期中加速性能退化的阶段。第三。阶段：滚动元件的损坏和连续运行最终导致轴承其他部分的损坏。拆解轴承盒子后，发现对滚动元件和上下环形滑轨的大部分损坏都是脆性断裂。因此，可以判断每次滚动元件压碎剥落的金属时，转子都会略微抬起然后掉落，并且轴承的负载将从低速静态负载（转子重量190T）改变为低速冲击载荷。 同时，损坏的滚动元件由于变形而不能正常移动。这些将导致上，下环形滑块，滚动元件和保持架的加速损坏。损坏会剥落金属碎片，并堆积在轴承箱的下部，堵塞。润滑油的回油孔会导致润滑油系统故障，进而使轴承的工作环境恶化。

在轴承盒子的历史温度曲线上发现，当第一次关闭预热器驱动电机时，轴承盒子的温度从63°C上升到大约72°C（润滑油无法正常循环）。最后，当保持架无法保持滚动元件的正确运动位置时，轴承将在大负载的作用下迅速破裂，从而预热器将被卡住。3、轴承生命周期回顾基于以上内容，通过对斗河电厂＃3锅炉B空气预热器支架轴承的损坏过程进行分析，可以得出设备生命周期的明显完整曲线。作为1980年代亚洲最大的火力发电厂，斗和电厂仅有的两个日本机组使用了当时在中国很少见的先进的旋转式空气预热器，并受到了各个方面以及国内电厂和科研单位的关注。学习。旋转式空气预热器的优点是效率高，面积小，钢少，这是众所周知的，但结构复杂，技术水平高和可靠性相对较低的缺点也很明显。因此，自斗河发电厂二期日立机组投入使用之日起，大修机组后，旋转式预热器基本上每5年进行一次随机检查和维护，包括定期更换换热元件，密封件和检查。减速机，支撑轴承等物品的维护。同时，日常维护保养得到加强。从1978年底到2009年对斗河电厂3号机组进行大修之前的31年，GADELLUS公司的27.5-V1-2000空气预热器运行平稳，状态性能良好，运​​行参数无明显异常已找到。

在2009年2月对斗河电厂3号锅炉进行大修期间，斗河电厂更换了3号锅炉A空气预热器的换热元件，拆解并检查了A和B两侧的减压器；拆卸并检查A，底部支撑在B的两侧轴承；拆卸B侧支架轴承后的检查结果是B侧支架轴承的滚动体上有诸如凹坑之类的缺陷。这表明经过30多年的稳定运行，B侧支撑轴承已显示出明显恶化的迹象。 2010年3月，对＃3炉B空气预热器进行＃3单元小修（由于施工期，所有锅炉设备均根据小修标书准备，未进行大规模大修拆卸检查）。从5月中开始启动并在运行中出现驱动电机电流突然急剧波动，并且操作人员也反复报告说，在监测磁盘期间，预热器B的电流会突然开始波动，并且在运行时会出现振动。驱动减速器，减速器的转子上会有刮擦声，并且持续时间几分钟到十多分钟后，空气预热器运行恢复正常。这种情况已经发生过好几次了。由于事件发生的时间很短，在一个月左右的时间内，专业人员前往现场检查时，他们没有找到损坏相关支持物的证据轴承，也没有扩大寻找其他人的范围。原因。此时，底部支撑轴承处于快速恶化的趋势。直到底部支撑轴承盒子出现明显的振动，这时轴承完全损坏才几个小时。4、暴露的问题4.1经过30多年的长期运行，斗河电厂二期机组轴承的空气预热器的底部支撑已基本达到使用寿命。同时，在例行拆卸检查中，发现轴承滚动元件存在凹坑和点蚀缺陷，但仍未能引起足够的重视并及时更换。

4.2对大规模低速推力轴承缺陷的检查和处理缺乏敏感性。幸运的是，相信空气预热器支架轴承在极低的速度下不会受到损坏。 4.3在判断大负载和低速轴承（转子190T，速度1. 13 rpm）的损坏方面缺乏经验。在进行小修后，预热器的电流波动，但是尚未有效判断缺陷位置。直到轴承盒子出现频繁的异常声音，才确定缺陷的位置，这导致制定替换轴承计划，现场替换和准备工作的时间非常匆忙。 5、为解决此问题而采取的措施5.1更换了损坏的B空气预热器支架轴承。 5.2检查频繁启动的电动机，并用备用空气电动机更换所有非金属刀片。 5.3拆卸轴承时曼铂，应同时检查轴承箱，轴承箱紧固螺栓，枢轴螺栓和转子，以防止因冲击载荷而损坏。 5.4检查上导板轴承是否由于撞击而松动或移位，并检查轴承操作期间是否有异常噪音。检查结果正常。 5.5更换轴承后，清洁B空气预热器底部的轴承润滑油系统，以确保轴承正常润滑；更换新的机油冷却器，以确保润滑油的冷却效果。 5.6积极准备294 / 630ME 轴承备件，并检查并更换在小修期间达到更换周期的其他相关设备轴承。6、经验教训6.1预热器轴承损坏后，应在设备管理中充分考虑原始进口设备的特性。达到或超过使用寿命后，应检查关键部件并相应评估结果并有针对性地采取相应的准备措施。

6.2严格执行国家和行业法规，结合设备维护，对有缺陷或长期运行的重要设备进行事先评估，准备相应的材料，并及时进行相应的处理。 6.3进一步提高发电厂各种设备的详细检查水平和缺陷敏感性，熟悉设备条件，熟练掌握业务技能，为发电设备的安全稳定运行提供有效的技术保证。7、结束语通过以上对斗河电厂日式机组空气预热器支架轴承的损坏的分析，可以说明该设备已达到使用寿命或即将使用应正确评估使用寿命终止并采取相应措施。企业，尤其是老企业，无法回避现实。同时，提高业务水平和从故障结果中学习是电力公司延长其生命周期的重要保证。参考文献：[1]“使用Ljungström有效地利用回收的热量” GADELIUS有限公司机械部。 [2]《日立B＆W850T / H锅炉手册》 BABCOCK HITACHI K.K.上图显示了设备生命周期内故障率的变化曲线。