600 MW超临界机组捞渣机内导轮改造

刘胜明

（大唐国际陡河发电厂 河北唐山）

一、概述

1.除渣系统设备介绍

哈尔滨锅炉有限责任公司与三井巴布科克（MB）公司合作设计制造的超临界本生（Benson）直流锅炉，型号HG-1890/25.4-YM4。一次中间再热、滑压运行，固态排渣、单炉膛、平衡通风、Π型露天布置。安装使用GBL20D×54型刮板捞渣机设备，青岛四洲电力设备有限公司设计供货，其正常(低速)运行时的排渣量（干渣）4.55～18.06 t/h，最大输送能力（干渣）≤48.36 t/h，两根链条分别独立驱动，驱动装置采用变频器控制，链条速度可在0.5～2.8 m/min连续调节，保证捞渣机停机后其上槽体内积满渣时，仍可带负荷启动并能迅速消除积渣。

2.锅炉湿式除渣系统

每台机组安装1台可无级变速的水浸式刮板捞渣机，锅炉排渣经渣井落入水浸式刮板捞渣机内，经冷却水冷却、粒化后，由刮板捞渣机连续捞出，直接输送至渣仓储存，定期由汽车送至灰场。

锅炉排渣自渣井落入水平段槽体，在头部驱动装置的拖动下，由刮板将灰渣从水平段捞出，经上升段槽体，从排渣口排入渣仓。捞渣机槽体被隔板分为独立的上槽体和下槽体，上槽体内充满冷却水，为刮板工作段，下槽体为链条和刮板的回程段。上升段槽体由横架支撑，上槽体内布置4组轴承内置侧翻式内导轮，作用在于限制链条沿捞渣机横截面的水平位移，防止链条跑偏。

二、捞渣机轴承外置式内导轮改造的必要性

由于捞渣机内导轮长时间工作在渣水中，采用轴承内置式内导轮使得轴承长期处于高温渣水的浸泡中，骨架油封损坏后就会有渣水进入轴承室内，长期运行导致轴承损坏。一旦轴承损坏，需要进行捞渣机放水，更换新德内导轮，无法进行轴承的在线更换，严重影响捞渣机运行的稳定性。同时，轴承内置式内导轮轮体及轴承转动而导轮轴不转，因此无法判断内导轮是否正常转动。若内导轮不转，会导致链条、刮板磨损加剧，捞渣机液压马达出力增加，长时间运行则导致马达因超负荷出力而损坏。

三、轴承内、外置式内导轮结构比较

1.轴承内置式内导轮轴承内置式内导轮采用一道迷宫密封以及O形密封圈、两道骨架油封进行密封。轴承室布置在捞渣机内部，共有两盘轴承。在导轮后盖处布置有进、回油嘴，定期给轴承加油（图1）。

图1 轴承内置式内导轮结构

内导轮的导轮座与人孔门端盖固定，运行过程中轮体与轴承一起转动，导轮轴保持静止。正常运行中无法判断内导轮是否转动正常，不利于日常检查。导轮轴上布置有进、回油孔，便于定期对轴承室以及骨架油封进行补油，起到润滑作用，同时可以有效防止渣水进入内导轮。靠近渣水侧的轴承室采用端盖密封，有效防止渣水进入轴承室。导轮轴端部采用锁紧螺母止退环，有效防止轴承的轴向窜动，减少了轴的磨损。

2.轴承外置式内导轮

轴承外置式内导轮结构中，密封形式采用图2所示结构。内导轮体与导轮轴采用平键连接，选用双填料密封+骨架油封+密封脂密封作为第一级密封，增大了抵御灰水进入回路的密封性；同时具备在线监测、在线维修、更换，可在不排放捞渣机壳体内冷却水的情况下进行操作。

图2 轴承外置式内导轮结构

在内导轮上共有4道密封，第一道为特制填料密封+骨架油封+密封脂密封，此道密封脂密封采用自动注脂器（压力为0.5 MPa)自动加注密封脂，以补充密封脂的损耗，有效阻止机壳内的灰水进入密封腔内。第二道采用特制材料的密封环，和轴套之间保持适当间隙，以利于轴旋转并起到密封作用，同时能将灰水阻隔，防止灰水进入油腔，增强了整个密封系统的密封效果，延长内导轮的使用寿命。第三道密封采用特制防水抗碱密封油脂并加入含聚四氟和混合润滑剂的泥状填料，油腔位于填料环与骨架油封之间，由于油腔的密闭性很好，损耗很小，注油周期变长。油腔设有进出口，有利于注油，同时如果油腔内进入灰水，能够将内部受到污染的油脂换掉，起到保护内部密封件不被灰水侵蚀；同时起到润滑作用。

四、轴承外置式内导轮使用的可行性

1.现场可维护性

轴承外置式内导轮更换轴承和密封件时不需将捞渣机壳体内的灰水全部排空，在不放水的情况下进行内导轮轴承和相关的密封件更换。同时，内导轮另一半为喇叭口结构，组合骨架油封端盖拆除方便，油封和密封环更换简单。

轴承外置式内导轮采用外伸式结构形式，在伸出的轴端上用醒目的颜色做出标识，日常运行中通过目测便可直接判断出来机壳内的导轮是否转动，以便于及时发现问题及时维修，从而延长捞渣机内导轮、链条等关键部件的使用寿命。由于轴承外置式内导轮采用密封脂作为密封，因此日常维护中只需要定期补充密封脂即可，维护量减少。

2.设备的可靠性

轴承内置式内导轮采用的密封结构较为简单，采用迷宫密封+O形密封圈+骨架油封进行密封。长时间运行，一旦密封圈及骨架油封磨损，将会使渣水进入轴承室内，最终导致轴承损坏。

轴承外置式内导轮采用4道密封，即填料密封+骨架油封+密封脂密封+填料密封+油腔密封+骨架油封的密封结构，在油腔密封室的后部布置排水腔，将渣水与轴承室隔开，有效防止了渣水进入轴承室内。同时，轴承外置式内导轮采用组合式结构，轮缘采用锻造工艺并进行了热处理，耐磨性高，使用寿命增长，轮体采用铸钢镂空式结构，不会因渣压积于轮槽内而导致链条脱轮，提高了设备运行可靠性。

3.检修时间和费用

若内导轮轴承损坏需要更换，轴承内置式内导轮需要将捞渣机放水，由于无法在线更换轴承及密封件，因此只能更换新的内导轮。按捞渣机放水需要3 h，更换内导轮需要2 h计算，更换一个内导轮共需要5 h。同时，需要机组将负荷降至300 MW，影响机组正常运行。

采用轴承外置式内导轮则不需捞渣机放水，进行在线更换轴承及密封件，更换一个内导轮约2 h，因此缩短了检修时间，检修费用由6000元降至3000元，同时机组可以不降负荷运行。

4.轴承外置式内导轮检修维护注意事项

（1）内导轮采用双密封油腔结构，两个油腔均注入密封油脂，密封油脂的加注周期为每10～15天加注1次，注入量各为30～70 mL，如果出现溢流口流水现象，需要打开出气螺栓，注入新密封脂，把密封腔内残留密封脂全部更新为新密封脂，以保持良好的密封性能，若注满新密封脂后继续出现漏水现象，则需在线更换密封件，平时维护加注密封脂无需打开放气螺栓。

（2）轴承润滑油每两个月加注1次，注入油脂为普通轴承润滑脂即可，注入量100 mL。

（3）内导轮运转过程中，当排水口处有灰水流出时，说明密封件已经严重受损需要更换，此时捞渣机需要停运1～2 h，将捞渣机的液压张紧机构降至最低位置，打开内导轮外部构件进行密封件的更换。

（4）由于导轮轴转动，因此存在密封磨损、密封脂消耗的情况，需要每天检查积水腔排水管的渗水情况。一旦发现排水管有灰水，应及时补充密封脂进行密封。

五、结论

采用轴承外置式内导轮使得密封可靠性及润滑方面更加完善。提高了日常维护效率，便于现场维护与保养，检修时间和检修费用减少。同时，设备稳定性提高，保证了机组的长周期运行。