刮板捞渣机浸水轮故障原因分析及对策
2012-10-26王颖季广辉刘伟
王颖 季广辉 刘伟
1.北方设计研究院，河北 石家庄 051000；2.神华河北国华定洲发电有限责任公司，河北 定州 073000 3.华北电力大学，北京 102206
刮板捞渣机浸水轮故障原因分析及对策
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1.北方设计研究院，河北 石家庄 051000；2.神华河北国华定洲发电有限责任公司，河北 定州 073000 3.华北电力大学，北京 102206
通过具体实例对捞渣机浸水轮故障原因进行了深入的分析和研究，找出了浸水轮故障的根本原因，提出了捞渣机浸水轮故障解决方法，通过浸水轮国产化改造取得良好效果，提高设备安全运行可靠性，降低维护成本，是同类型设备改造的成功实践。
捞渣机；浸水轮；故障；改造
1 概述
神华河北国华定洲发电有限责任公司（以下称定电公司）一期工程2×600MW亚临界燃煤机组于2004年投入商业运营。在装捞渣机由德国Technip设计，山西电力设备厂组装的SSC液压驱动浸入式刮板捞渣机，捞渣机用于锅炉除渣，是火电厂重要辅机，输送及导向系统是HEKO配套生产。导向系统由驱动轮、导向轮、浸水轮和张紧轮组成。每台炉配1台捞渣机，由于单体运行作为重要辅机如果捞渣机故障，连续停运8小时，将造成机组停运。浸水轮故障时，捞渣机链条和浸水轮处于滑动摩擦状态下运行，对捞渣机链条磨损加剧，同时给机组安全稳定运行带来重大隐患。机组运行期间更换浸水轮需要在破坏机组水封的情况下才能进行，捞渣机水封破坏是锅炉运行中的一种极恶劣工况，会导致大量冷风从炉底进入炉膛抬高火焰中心，严重时会导致受热面大面积超温，尤其是再热器极易超温，同时易造成炉膛反正压，对检修人员人身安全形成严重威胁，系统处于不稳定状态，容易出现负压波动造成机组停运。自2004年投运至今，一期两台捞渣机共更换8套HEKO浸水轮，严重影响机组安全稳定运行。
2 原因分析
捞渣机浸水轮故障主要表现形式有：导轮异音、轴转动、导轮停止转动、加油孔滴水、导轮磨损等。
浸水轮（见图1）为悬臂结构、轴承内置，采用短轴安装到槽体侧壁，轴承采用双列圆锥滚子轴承，轴封采用双层骨架油封，依靠内部润滑油的压力保证轴承不会进水，但由于工作环境恶劣长期浸泡在60℃的渣水中工作，油封老化磨损密封破坏，渣水进入轴承室内造成润滑脂乳化失效、轴承损坏、卡涩致使浸水轮无法转动（见图2）。浸水轮轴承锁母松动，锁紧板齿牙出现断裂，造成浸水轮轴运行期间转动，与后部端盖接触卡死，造成导轮无法转动。炉膛内有检修或施工中间遗留的施工工具或杂物，如脚手架、杆、钢筋等或运行期间掉落大焦块卡住浸水轮，造成导轮故障。
针对导轮轴承锁母松动，结合生产实际完善捞渣机浸水轮检修工艺，明确现场作业标准，对检修关键点进行全过程跟踪确保检修质量。加强备件管理，在备件验收及使用前对备件进行彻底解体、回装，确保备件质量。将新导轮轴锁母已改为双锁母以提高运行可靠性。
运行期间发生导轮卡涩，可采用捞渣机链条反转的办法去除（但一般不允许链条反转超过150mm，由于反转距离过长，极有可能使捞渣机上槽浸水轮与链条脱轨而把故障扩大），被卡住的焦块等经反转后再正转一般能消除。如果卡塞物是金属物，就可能需停炉才能处理，因此在捞渣机投运前，应仔细检查及清理捞渣机槽体及上部炉膛内可能遗留的各种金属物，如架子管、扣件、钢筋、铁丝等，这点对保证捞渣机投运后的安全运行非常重要。
因此解决浸水轮故障关键在于解决浸水轮轴承密封问题，对浸水轮进行国产化改造。
图1 捞渣机浸水轮结构图
图2 损坏的浸水轮
3 解决方案
3.1 质量目标
(1) 改造后导轮尺寸符合图纸要求，保证现场的安装。
(2) 改造后轮体应采用铬镍合金钢淬火处理，表面硬度达HRC50以上。
(3) 油封接触的导轮轴表面必须经过热处理，硬度应达到HRC50以上，保证导轮轴的耐磨性。
(4) 改造后保证轮与轴同步运转，与链条啮合良好。
(5) 改造后导轮在检修期内不发生油封进水、轴承损坏现象。
(6) 改造后导轮转动灵活、轴承无异音，轴承温度正常。
3.2 改造方案
针对定电公司捞渣机实际运行状况，对捞渣机浸水轮进行国产化改造（见图3）：
(1) 将导轮改为分体热装式组合结构，导轮轮体采用铸钢，与链条、刮板接触的轮缘采用铬镍合金钢淬火处理，表面硬度达HRC50以上。
(2) 与渣水接触端依次采用多槽迷宫+格莱圈+油封的密封型式，与格莱圈及油封接触的导轮轴表面经热处理，硬度达HRC50以上，耐磨性提高。
(3) 为减小导轮轴对密封件的损伤，与格莱圈及油封接触的导轮轴表面需经过磨削加工，以降低轴表面的粗糙度。
(4) 轮体与轴之间采用平键联结型式，使轮、轴同时转动。捞渣机运行时通过观察孔，可观察内导轮是否运转，及时发现并排出故障。
(5) 在靠近渣水的轴承腔端设置二道密封圈，两道密封圈之间设置集水腔、引流孔，引流孔外接导流水管，从捞渣机槽内渗入的少量渣水（或轴封水）经导流管流出，避免渣水接触轴承腔侧的轴与油封相对转动部位，从而延长密封圈的使用寿命，保证轴承的有效润滑。
(6) 轴承外置于轴承座体内，加注润滑脂路径短、内阻小。油杯采用大容量旋压式结构，轴承腔设置排气孔，确保置换旧润滑脂、补充新润滑脂等快捷、简便。
(7) 导轮轴座设两套轴承，轴承跨距不小于200mm，均采用质量可靠的SKF轴承。
图3 改造后的浸水轮
3.3 方案实施
利用机组检修机会对1、2号炉捞渣机在装的8套浸水轮进行改造：
(1) 拆除原有捞渣机浸水轮。
(2) 核实新轴承外置浸水轮固定盘与机壳法兰尺寸。
(3) 对新浸水轮进行解体检查，确认浸水轮尺寸合格以后添加润滑脂及密封脂并进行安装。
(4) 更换浸水轮固定盘结合面密封。
(5) 捞渣机整体试运。
(6) 运行开始三天，每天加注一次密封脂，以后每周加一次，轴承润滑脂每周加一次。
4 改造效果
定电公司捞渣机浸水轮国产化改造实施后，严格执行定期工作标准，每周对浸水轮透水腔充满NS01浸水轮密封专用脂，对轴承腔添加SKF锂基润滑脂，浸水轮运行状况良好，成功解决了捞渣机浸水轮故障问题。
费用分析
捞渣机浸水轮费用对比：（单位：万元）
捞渣机浸水轮国产化改造节约费用40.4万元，大幅降低维护成本。
5 结语
通过捞渣机浸水轮国产化改造，成功解决了捞渣机浸水轮故障问题，提高设备安全运行可靠性，为机组长周期稳定运行奠定了坚实的基础，同时大幅降低维护成本，是同类型设备改造的成功实践。
[1]范勇斌等.刮板捞渣机的使用及维护.河北电力技术，2006年03期
[2]导轮安装使用说明书 青岛达能环保设备有限公司，2010.
王颖（1982-），女，河北保定人，大学学历，北方设计研究院热能电力所，工程师；
季广辉：（1983年－），男，河北保定人，华北电力大学能源动力与机械工程学院工程硕士在读，现为神华河北国华定洲发电有限责任公司安全技术部点检工程师；
刘伟：（1973年－），男，现为神华河北国华定洲发电有限责任公司安全技术部点检工程师。
10.3969/j.issn.1001-8972.2012.11.100
