國(guó)華公司600 MW機(jī)組鍋爐空氣預(yù)熱器為某鍋爐制造廠生產(chǎn)的三分倉(cāng)、容克式空氣預(yù)熱器，型號(hào)為2-V1(50) -93IM。每臺(tái)鍋爐配2臺(tái)空氣預(yù)熱器，共計(jì)劃安裝38臺(tái)。該型號(hào)空氣預(yù)熱器驅(qū)動(dòng)方式為圍帶傳動(dòng)�？諝忸A(yù)熱器安裝有導(dǎo)向軸承、支承軸承，油循環(huán)系統(tǒng)用來(lái)冷卻空氣預(yù)熱器導(dǎo)向及支承軸承。目前，國(guó)華公司共計(jì)投產(chǎn)運(yùn)行34臺(tái)該型號(hào)空氣預(yù)熱器，富通新能源生產(chǎn)銷售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
木屑顆粒機(jī)、
秸稈顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
空氣預(yù)熱器基本參數(shù)：
轉(zhuǎn)子內(nèi)徑 13 492 mm
主電機(jī)功率 37 kW
電機(jī)額定電流 68A
電機(jī)過(guò)流保護(hù)電流 86A
預(yù)熱器運(yùn)行轉(zhuǎn)速 0. 99 r/min
入口煙溫 354℃
1、電流擺動(dòng)情況
目前國(guó)華電力公司600 MW機(jī)組該型號(hào)空氣預(yù)熱器投產(chǎn)運(yùn)行的有定洲、臺(tái)山、太倉(cāng)、寧海等6廠，這6廠都曾經(jīng)不同程度地出現(xiàn)電流擺動(dòng)情況。定洲電廠空氣預(yù)熱器電流擺動(dòng)問(wèn)題曾經(jīng)最為嚴(yán)重，擺動(dòng)幅度較大且擺動(dòng)頻繁，擺動(dòng)值經(jīng)常達(dá)45A以上，最大電流擺動(dòng)值達(dá)到109A；臺(tái)山電廠空氣預(yù)熱器電流擺動(dòng)值達(dá)到29 -33 A．?dāng)[動(dòng)頻率為每分鐘至數(shù)十分鐘一次不等，最大電流擺動(dòng)值達(dá)到50 A；寧海電廠空氣預(yù)熱器運(yùn)行電流25 A較為正常，但同樣存在電流擺動(dòng)問(wèn)題，最大電流擺動(dòng)值達(dá)到50A以上；太倉(cāng)電廠空氣預(yù)熱器運(yùn)行時(shí)間較短，電流較為穩(wěn)定，一般24A左右，擺動(dòng)值不超過(guò)26 A。
各廠投產(chǎn)初期運(yùn)行電流基本穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行后，大部分都出現(xiàn)電流擺動(dòng)問(wèn)題。電流擺動(dòng)的原因各有不同，其中推力瓦支承軸承帶來(lái)的影響比較普遍且嚴(yán)重，各廠都曾經(jīng)出現(xiàn)推力瓦燒瓦的問(wèn)題。
2、電流擺動(dòng)原因分析
2.1空氣預(yù)熱器動(dòng)、靜部分摩擦
空氣預(yù)熱器支撐鋼梁變形、轉(zhuǎn)子安裝誤差等都會(huì)引起轉(zhuǎn)子偏斜，造成動(dòng)、靜部分摩擦。
定洲電廠2號(hào)機(jī)組大修，檢查發(fā)現(xiàn)2臺(tái)空氣預(yù)熱器導(dǎo)向軸承處軸端水平偏斜度分別達(dá)到2. 02 mm/m和0.65 mm/m．遠(yuǎn)大于0.40 mm/m的廠家安裝標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子水平偏斜度超過(guò)一定程度，特別是轉(zhuǎn)子向煙氣側(cè)偏斜時(shí)，轉(zhuǎn)子水平分力很大，再加上煙氣、空氣壓差造成的水平推力和傾覆力矩，使導(dǎo)向軸承和底部徑向定位軸承承受的水平力過(guò)大，容易導(dǎo)致軸承的損壞、摩擦力的瞬間增大或周期性增大，也會(huì)造成電流的擺動(dòng)。特別是蓄熱包堵灰、空氣預(yù)熱器壓差較大時(shí)，受風(fēng)壓影響更明顯。
此外，要求空氣預(yù)熱器主軸軸承水平度和底部支撐軸承水平度都在嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，從而保證底部支撐軸承推力瓦和推力盤之間形成良好的接觸面，才會(huì)在運(yùn)行中形成良好的油膜。按廠家要求和國(guó)標(biāo)規(guī)定，空氣預(yù)熱器主軸軸承的安裝水平度應(yīng)不大于0. 25 mm/m，下軸承的水平度應(yīng)在0.4mm/m之內(nèi)，二者相對(duì)水平偏差應(yīng)不大于0．25mm/m。在定洲電廠大修時(shí)，某空氣預(yù)熱器下軸承箱水平度實(shí)測(cè)為0.9 mm/m。如此大的水平偏斜度使底部推力軸瓦的工作狀態(tài)偏離設(shè)計(jì)狀態(tài)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其對(duì)水平偏斜的自補(bǔ)償能力，形成推力盤與推力瓦局部接觸，難以形成良好油膜。
2.2鍋爐排煙溫度比原設(shè)計(jì)高
空氣預(yù)熱器的密封間隙是按照設(shè)計(jì)排煙溫度設(shè)置的。鍋爐實(shí)際排煙溫度比設(shè)計(jì)值高出很多，此時(shí)其變形量比設(shè)計(jì)值要高，造成密封裝置內(nèi)的摩擦。這時(shí)，軸向密封內(nèi)的摩擦?xí)䦷?lái)電流的輕微有規(guī)律地?cái)[動(dòng)，但不會(huì)形成很嚴(yán)重的電流擺動(dòng)。
2.3傳動(dòng)裝置方面的原因
鍋爐排煙溫度大于設(shè)計(jì)值或空氣預(yù)熱器的安裝誤差都可能造成圍帶銷與傳動(dòng)齒輪齒根有頂觸或根切現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是隨鍋爐負(fù)荷升降而變化。
空氣預(yù)熱器減速箱傳動(dòng)齒輪齒根底部與圍帶銷按照安裝要求應(yīng)為22 mm，傳動(dòng)齒輪端面與下圍帶扁鋼間隙為13 mm。如果傳動(dòng)齒輪齒根底部與圍帶銷嚙合間隙過(guò)小，造成傳動(dòng)齒輪齒根受力較大，則會(huì)出現(xiàn)減速箱整體振動(dòng)和噪音較大。如果傳動(dòng)齒輪端面與下圍帶扁鋼間隙過(guò)小，就會(huì)造成空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子受熱膨脹后下圍帶扁鋼與傳動(dòng)齒輪摩擦。這兩種情況都會(huì)使減速箱的傳動(dòng)力矩增大，導(dǎo)致空氣預(yù)熱器電流擺動(dòng)。
2.4底部推力瓦油膜形成不好
旋轉(zhuǎn)的推力盤鏡板與推力瓦面之間形成的一層壓力油隔離層稱為油膜。油膜厚度與推力盤、推力瓦間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度、油的粘度、瓦面平均比壓等因素有關(guān)。
一般推力軸承油膜厚度在0. 03—0.07 mm，作為低速、重載推力瓦，油膜厚度更偏薄。依照推力瓦的設(shè)計(jì)要求，空氣預(yù)熱器理想轉(zhuǎn)速應(yīng)達(dá)到5r/min以上，而從換熱角度考慮一般都采取較低的轉(zhuǎn)速。該空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)速為0.99 r/min，這樣就造成推力瓦和推力盤之間油膜建立不好。特別是在啟動(dòng)階段，推力瓦更是在比較惡劣的條件下工作，推力瓦與推力盤間若不能良好地形成油膜，推力瓦就會(huì)經(jīng)常處在“邊界潤(rùn)滑”狀態(tài)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成燒瓦。燒瓦后金屬直接接觸，處于干摩擦和邊界摩擦之間，邊界摩擦的摩擦系數(shù)f=0.1～0.3；而良好的油膜為液體摩擦，其摩擦系數(shù)f=0.001 -0.01。推力瓦由油膜潤(rùn)滑突變到邊界摩擦?xí)r，摩擦力瞬間能增大幾十倍，可以明顯影響到電流的擺動(dòng)。
為了能夠滿足推力瓦在低速，特別是啟動(dòng)初期的油膜潤(rùn)滑，一般都采取刮瓦的方法，目的是通過(guò)刮瓦在瓦面上形成眾多的“油囊”，瓦面刮研對(duì)于形成良好的油囊很重要�，F(xiàn)在烏金瓦瓦面按照廠家的要求都不進(jìn)行瓦面刮研，廠家的理由是機(jī)械加工瓦面能夠滿足形成油膜的要求，但實(shí)際情況并不理想。有數(shù)據(jù)說(shuō)明，手工刮研還是可以收到一定效果的。
同時(shí)，增加烏金瓦進(jìn)油側(cè)的進(jìn)油角，有利于潤(rùn)滑油進(jìn)入鏡板與推力瓦面之間形成油膜。通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)，該型空氣預(yù)熱器下軸瓦6塊推力瓦均沒(méi)有進(jìn)油槽，推力瓦進(jìn)油側(cè)邊緣已磨損，沒(méi)有足夠量的潤(rùn)滑油進(jìn)入推力瓦和推力盤之間形成油膜，使推力瓦與推力盤鏡板間的油膜過(guò)薄，處在即將破壞的臨界狀態(tài)，容易使推力瓦處于半潤(rùn)滑狀態(tài)，甚至間斷性的干摩擦。
圖3(a)是太倉(cāng)電廠空氣預(yù)熱器推力瓦刮研前的照片，中間部位已經(jīng)有磨損，周邊部位可見(jiàn)未進(jìn)行過(guò)手工刮研；圖3(b)是太倉(cāng)電廠空氣預(yù)熱器推力瓦刮研后的照片，刮研標(biāo)準(zhǔn)要求瓦面整體接觸達(dá)到80%．瓦面接觸點(diǎn)1～2點(diǎn)/cm2。
2.5潤(rùn)滑油原因
潤(rùn)滑油粘度偏低或由于溫度高造成的油粘度降低，在重載負(fù)荷下容易使油膜形成不好或不能形成油膜。
根據(jù)潤(rùn)滑原理，流體動(dòng)力潤(rùn)滑的必要條件：(1)流體必須有粘度，供應(yīng)充分；(2)兩表面必須有相對(duì)速度，油從大口進(jìn)，小口出；(3)相對(duì)滑動(dòng)兩表面必須呈現(xiàn)收斂的楔形油隙（見(jiàn)圖4）。
國(guó)華600 MW機(jī)組鍋爐空氣預(yù)熱器普遍采用帶有可傾推力瓦的支撐軸承，推力瓦與平衡盤之間形成收斂的楔形油隙：進(jìn)油側(cè)間隙為40～47um，出油側(cè)間隙為20～25um，推力瓦依靠楔效應(yīng)承載機(jī)理，以保證形成油膜來(lái)潤(rùn)滑推力瓦塊。如果潤(rùn)滑油內(nèi)含有大于25um的顆粒狀雜質(zhì)，就可能造成顆粒進(jìn)入推力瓦與平衡盤之間，導(dǎo)致推力瓦與平衡盤發(fā)生摩擦，并引起電流擺動(dòng)。當(dāng)小顆粒被潤(rùn)滑油帶出推力瓦與平衡盤之間后，電流就逐漸趨于正常。由此看出，油楔潤(rùn)滑對(duì)潤(rùn)滑油油質(zhì)要求很高。制造廠在設(shè)計(jì)時(shí)鑒于國(guó)內(nèi)潤(rùn)滑油的實(shí)際情況和油粘度的考慮，空氣預(yù)熱器油站濾網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)為40um，也就是說(shuō)，小于40um、大于25um的顆粒還會(huì)進(jìn)入推力瓦與平衡盤之間的間隙，容易導(dǎo)致推力瓦與平衡盤發(fā)生摩擦，并破壞兩者之間形成的油膜。
定洲電廠某預(yù)熱器曾發(fā)生無(wú)規(guī)律地?cái)[動(dòng)，通過(guò)對(duì)下軸承實(shí)施潤(rùn)滑油的置換后（加新油、排出舊油）．電流擺動(dòng)明顯好轉(zhuǎn)。在后來(lái)的檢修中對(duì)油腔檢查發(fā)現(xiàn)底部有很多沉淀的顆粒和金屬屑。
3、處理措施
(1)檢查轉(zhuǎn)子水平度，在偏差允許的范圍內(nèi)向風(fēng)側(cè)偏斜
空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子水平以軸頭為測(cè)量基準(zhǔn)面，主軸軸承的水平度應(yīng)不大于0. 25 mm/m，并建議盡量向風(fēng)側(cè)偏斜，以減少煙風(fēng)壓差帶來(lái)的傾覆力矩的影響。同時(shí)要求空氣預(yù)熱器上、下軸承箱的水平度應(yīng)在0.4 mm/m之內(nèi)，二者與主軸軸承的相對(duì)水平偏差應(yīng)不大于0. 25 mm/m。定洲電廠大修時(shí)發(fā)現(xiàn)某預(yù)熱器下軸承箱和主軸軸承的水平偏差嚴(yán)重超標(biāo)，經(jīng)處理后，空氣預(yù)熱器電流擺動(dòng)問(wèn)題得以消除。
(2)檢查轉(zhuǎn)子“T”型鋼、圍帶的圓跳度、橢圓度
消除轉(zhuǎn)子“T”型鋼和圍帶的變形部位，不僅可以避免動(dòng)、靜摩擦，而且消除了回轉(zhuǎn)部件上凸的最高點(diǎn)，密封間隙能夠設(shè)置得相對(duì)小一些，對(duì)空氣預(yù)熱器漏風(fēng)的減少也有好處。
(3)檢查空氣預(yù)熱器減速箱驅(qū)動(dòng)大齒輪和圍帶銷的間隙
如果鍋爐實(shí)際排煙溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鍋爐設(shè)計(jì)排煙溫度，建議將驅(qū)動(dòng)大齒輪與圍帶銷的間隙重新進(jìn)行校核計(jì)算和調(diào)整。
(4)定期檢查潤(rùn)滑油，檢查推力瓦，必要時(shí)手工刮研瓦面
從國(guó)華公司幾個(gè)電廠的情況看，空氣預(yù)熱器發(fā)生電流擺動(dòng)大多與推力瓦有關(guān)。數(shù)次推力瓦面磨損經(jīng)過(guò)處理后，電流擺動(dòng)情況普遍明顯好轉(zhuǎn)。在運(yùn)行中無(wú)法停機(jī)的情況下，更換潤(rùn)滑油保持油質(zhì)的良好，也可以提高油膜形成的質(zhì)量，降低電流擺動(dòng)的幅度。
(5)下軸承更換為滾珠軸承
目前制造廠已經(jīng)將最近生產(chǎn)的空氣預(yù)熱器下軸承改為滾珠軸承。滾珠軸承不僅可以避免油膜的難題，對(duì)油質(zhì)的要求相對(duì)較低，而且可以適應(yīng)較大的轉(zhuǎn)子偏斜角度。出于安全的考慮，選型時(shí)要注意預(yù)留較大的軸承承載余量，檢修時(shí)避免電流通過(guò)軸承造成電蝕損壞。
4、結(jié) 語(yǔ)
根據(jù)空氣預(yù)熱器運(yùn)行情況看，電流擺動(dòng)現(xiàn)象普遍存在，嚴(yán)重時(shí)對(duì)機(jī)組運(yùn)行造成威脅。但只要從基建安裝、檢修、定期維護(hù)等環(huán)節(jié)上工作做細(xì)，從嚴(yán)要求，對(duì)推力瓦進(jìn)行徹底刮研，對(duì)潤(rùn)滑油油質(zhì)加強(qiáng)監(jiān)督，電流擺動(dòng)問(wèn)題完全可以得到控制。
相關(guān)生物質(zhì)鍋爐顆粒機(jī)產(chǎn)品：
1、
生物質(zhì)蒸鍋
2、
秸稈壓塊機(jī)
3、
木屑顆粒機(jī)
