鍋爐撈渣機水中導(dǎo)輪(lún)故障分析及改進

2015-01-12

陳振聲
  1 概述(shù)
  華能福州電廠2台三菱重工製造的“三菱-CE亞臨界、單汽包、一次中(zhōng)間再熱、強製循環”燃煤(méi)鍋爐(lú),固態排渣,在其冷灰鬥(dòu)下部有一(yī)台水浸式刮板撈渣(zhā)機。它與其它型式撈渣機比較,雖具有機構簡單、工作穩定、檢修維護工作量小、可移動、占地麵積小等優點,但是在設計上也存在一些(xiē)不足之處(chù),特別是驅動端水中轉(zhuǎn)向導輪常卡澀不轉,在(zài)機組投產初期嚴重威脅其安全運(yùn)行。
  水浸式刮板輸送機(SUB-MERGEDSCRAPER CONVEYOR)簡述SSC,是三菱重工采用美國CE公司和德國EVT公司的設計製造的。外(wài)殼為船形水槽,兼作鍋爐底部的水封槽。由冷灰鬥落入的灰渣(zhā)被水冷卻後,由鏈條轉動的刮板送出。水封槽、鏈條、刮板、導(dǎo)輪以及轉動變速(sù)機構市構成SSC的主要部件。
  水封槽的側板(bǎn)可拆卸往下翻轉,使SSC能沿(yán)固定軌道往爐後(hòu)移動,便於鍋爐搭設滿膛(táng)腳手架。
  2 水中導輪設(shè)計特點及(jí)存在缺陷
  為了使灰渣能由刮板帶出水麵,布臵(gé)在水平槽底與傾斜出料(liào)口(kǒu)轉角處的驅動端水中轉向導輪是(shì)一對懸臂式軸承組件。廠家原設計為滑動軸承(chéng),懸臂主軸由螺母(mǔ)固定在殼體上,導輪與輪轂之間(jiān)用8個M10螺栓連接,輪轂上鑲著陶瓷(cí)軸瓦,與之間配合(hé)的(de)是表麵呈鏡麵的軸套。
  軸瓦與軸套設計間歇(xiē)為0~0.02mm。圖(tú)1為改進前導輪組件的斷麵圖。
圖1 改進前導輪組件的(de)斷麵圖
  由(yóu)於該滑(huá)動軸承市浸泡在灰水中,原設計又沒有使用密封水,廠家防止軸承卡澀不轉的措施隻有選用特殊(shū)材料製造(zào)軸瓦、軸套以及嚴格控製0~0.02mm的間隙。設計(jì)者認為這措施市有效的,還在向中方提供的說明書中提到,這一設計正在申請專利。
  可是在設備剛投入運行不久就發現轉向導輪卡澀不轉,使得由合金(jīn)鋼加(jiā)工並(bìng)經淬火處理(lǐ)表(biǎo)麵硬度很高的鏈條與隻(zhī)是普通碳(tàn)鋼加工的(de)導輪產生摩擦,致使導輪的磨損速度加快(kuài)。導輪磨損到一定程度就(jiù)會失(shī)去穩定,鏈條也可能在轉角處脫離導(dǎo)輪。另外,由於導輪不轉,鏈條拖動時有很大的作用(yòng)力施加在導輪與輪轂連接的8個M10的螺栓,造成(chéng)螺栓斷裂,導輪脫落,撈渣機被迫停止運行,停爐搶修。1989年12月16日1號爐就(jiù)發生這樣的事故(gù)。
  3 原因分析及改進方(fāng)案
  由於滑(huá)動軸承組件市浸泡在灰水中,盡管廠家選(xuǎn)用了特殊材料製瓦(wǎ)軸、軸套,以抗腐蝕並減少摩擦力。然而,在0~0.02mm的(de)間隙中始終存(cún)在著灰(huī)渣顆(kē)粒,使之摩(mó)擦力逐漸加大,一旦摩擦力超(chāo)過鏈條拖動產生的切向拉力(lì),導輪(lún)自(zì)然就不轉了。
  這一缺陷暴露後(hòu),我們(men)一(yī)方麵與三菱重工交涉,一(yī)方麵自己著手考(kǎo)慮改進方案。在比較長的一段時間裏,製造廠過分相信自己準備申請專利(lì)的所謂Z新設計,遲遲未對這一威(wēi)脅到(dào)機組安全運行的缺陷做出有效的(de)回答和(hé)改進。在此情(qíng)況下,華能福州、大連兩電廠的同誌(zhì)準(zhǔn)備(bèi)自行著手改進。華能大連電廠首先提出將(jiāng)水中滑動軸承改為滾動軸承,在動靜之間(jiān)進行有效(xiào)的密封,在外軸端主軸中部通以密封水。由於時間關係暫時選用普(pǔ)通218軸承,以水作為潤滑介質。由於該方案改動的工作(zuò)量小,很快在華能大連電(diàn)廠與(yǔ)華能福(fú)州電廠實施了,並取得一定的效果,使用壽命超過原來的滑動軸承,在(zài)比較長的一段時間裏,轉向(xiàng)導(dǎo)輪轉動正常。但其(qí)不足之處也顯而易見,其一是選用普通軸承又以工業水作(zuò)為潤滑水(兼做密封水),軸承腐蝕難以避免;其二是由於加工和材料方麵的原因,動靜之間的密(mì)封不是(shì)盡善盡美的。盡管有密封水(shuǐ),但由於諸如水壓、水中(zhōng)懸浮物沉積等(děng)方麵(miàn)的(de)原因(yīn),難以保證灰水不進入軸承腔室,也會造成軸承(chéng)滾道之間夾入異物使摩擦力大、導輪不轉。華能福州(zhōu)電廠考慮采用類(lèi)似與(yǔ)懸(xuán)臂(bì)式風機那樣軸承組(zǔ)件,並著(zhe)手進行選型設計(jì)。
  三菱重工在中方的多次督促下,於1990年2月向(xiàng)中方提交了改進(jìn)方(fāng)案,也是如我們設計的懸臂式(shì)結構。一個加工成方形的軸承箱焊接在外殼上,一對滾(gǔn)珠軸承(chéng)型(xíng)號分別(bié)為22218H(對應國(guó)產型號為3218)和UCF215.廠家次設計存在的問題,一是(shì)對轉軸的動靜(jìng)密封未(wèi)采用密封水,盤根容易被灰水磨損;二是前軸承組與盤根室距離太近,很難添加、更換(huàn)盤根。這一型式的軸承組於1990年用(yòng)在2號(hào)爐上,使用表明以上兩個缺陷確實存在。之後,三菱對設計缺陷進行了改進(見圖2),又向中方提供了2套(4組)帶密封水和適(shì)當(dāng)加大前軸(zhóu)承和盤根室(shì)距離的軸承組件,分別於1991年安裝在我廠1、2號爐上,使用至今效果良好,徹(chè)底解決了驅動端水中轉向導輪(lún)卡澀不轉(zhuǎn)的缺陷。

圖2 改進(jìn)後導輪外形圖
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