四分仓空预器支撑轴承异音分析

陈建飞

(宁夏国华宁东发电有限公司，银川 750000)

0 引言

神华国华宁东发电厂二期扩建工程设计为2×660 MW超超临界间接空冷燃煤发电机组。锅炉尾部布置1台中心驱动、四分仓、35.5VNQ2550型回转式空气预热器，其总重约为1 400 t，转子直径为20 850 mm，高度为3 200 mm，换热元件受热高度为2 550 mm，转速为0.6 r/min。

空气预热器利用锅炉尾部烟气的热量加热燃料燃烧所需空气，以提高锅炉效率。回转式空气预热器在工作时缓慢地旋转 ，换热元件进入烟气侧时，烟气携带的一部分热量会传递给换热元件；当换热元件经过空气侧时，又把热量传递给空气。空气预热器以此方式回收烟气中的热量，降低了排烟温度，提高了锅炉效率。四分仓回转式空气预热器有4个气流通道：一次风布置在空气预热器空气侧的中间；二次风布置在空气侧左右两边；烟气和空气流向相反，即烟气向下、一次风和二次风向上。4个气流通道间由四组扇形板和轴向密封板相互隔开,顺序形成了烟气仓、二次风仓、一次风仓、二次风仓。通过改变扇形板和轴向密封板的宽度可以实现双密封和三密封，以满足电厂对空预器总漏风率的要求(投产一年内，总漏风率小于4%；投产一年后，总漏风率小于5%)。

1 支撑轴承异音原因分析

回转式空气预热器转子的全部重量由底部支撑轴承承担，该轴承为自调心球面滚子推力轴承，型号为SKF 294/850EM，采用油浴润滑，底部轴承箱固定在支撑凳板上。

空气预热器在试运期间，支撑轴承存在异音现象，转子每转一圈，会出现约20次敲击声，响声清脆，时大时小。声音从支撑轴承箱上部与千斤顶板区域发出，但具体位置在运转期间难以确定。

经过现场技术人员讨论分析，间歇性敲击声的产生可能是因为空气预热器质量太大，承载结构接触面力学应变不均匀，导致支撑轴承箱体局部适应性变形，影响了支撑轴承的支撑面平整度。根据以上分析，得到间歇性敲击的原因可能为[1-2]：底部中心支撑结构强度不足；支撑轴承与凳板结合面接触不良；凳板本身的强度不足；其他变形导致轴承箱与凳板的接触面积不足；轴承箱存在变形。

2 支撑轴承异音处理

根据空气预热器支撑轴承异音可能存在的原因，采取了相应的检查、处理方法。

2.1 支撑轴承检查与处理

现场制作1个专用的轴承拖出支架；在凳板表面确定4台400 t的液压千斤顶的准确布置位置，并为了防止千斤顶失压安装了支撑牛腿；转子被顶升，此时油压为88 MPa；顶起转子后拖出支撑轴承[3]。

(1)对支撑轴承进行清洗后，检查发现轴承的滚珠、滚道、保持架均完好，无磨损，盖板与轴承之间的尼龙缓冲垫外形、厚度均良好。

(2)轴承内圈和盖板凸台配合面有咬合痕迹，座圈滚道上面有几道细微划痕，座圈外径沿圆周方向有明显的印记，对应轴承箱内表面也有圆周方向的痕迹，判断为试运前期轴承座圈在滚子卡涩时发生了微小的相对运动。

(3)对轴承盖板和轴承的配合面、轴承盖板和千斤顶板的配合面进行检查。目的是保证盖板的两个配合面平行度以及插入轴承凸台配合面的垂直度。结果表明轴承盖板和轴承配合面贴合度、轴承盖板和轴圈上表面贴合度都较好。

(4)为了检查轴承箱的变形情况、轴承座圈支撑面水平度，以轴心为中心，通过合像水平仪从圆周方向的8个位置对轴承座圈进行测量，测量结果见表1。

表1 轴承座圈支撑面水平度检查测量结果 mm

表1测量结果表明轴承箱发生了轻微变形。

2.2 检查、打磨支撑轴承与凳板接触面

对支撑轴承凳板表面进行打磨清理，用框式水平仪对凳板的水平度进行检查，在凳板表面涂红丹粉，将轴承箱推回之后检查凳板与轴承箱周边的接触情况，发现存在接触不良的地方，部分边缘处间隙超过0.50 mm。

工人对支撑轴承支撑凳板进行了打磨处理，对偏差较大的部位进行粗磨，耗时1周；后期通过反复牵拉轴承箱，涂红丹粉检查接触面和接触部位，对支撑凳板与轴承箱周边的间隙进行跟踪检查，利用角磨机对高点进行细致打磨抛光；经反复打磨后，凳板与轴承箱周边结合面间隙均小于0.10 mm，接触面积达总面积的75%以上。

2.3 加固支撑凳板下方结构

由于该锅炉仅设计、安装了单台空气预热器，转子的重量和体积庞大，底部凳板承受约1 200 t的重量，底部结构容易变形。为此，在中心3根横梁之间增加焊接加强肋板，共用了16块20 mm厚的Q235钢板对中心支撑梁进行结构加强。

3 处理效果

现场工人完成了对空气预热器各处支撑钢梁焊缝、底部中心支撑钢梁结构加强肋板的焊接、两侧主梁加强筋板的焊接、轴承箱和支撑凳板的接触情况的检查，并完成了轴承本身和尼龙垫片检查、轴承箱底面与支撑凳板接触配合面的反复研磨、支撑轴承回装等多项工作。

空气预热器再次启动后，电流无大的波动，轴承温度正常，运行稳定，经过长时间观察，异音基本消除，从而消除了重大设备隐患，为机组顺利完成点火吹管、168 h满负荷试运工作奠定了坚实的基础。

4 结论

四分仓回转式空气预热器支撑轴承在调试期产生异音，经多次检测表明异音是由支撑轴承箱与凳板的接触面发生了变形，产生不平整间隙直接引起的。主要是转子的重量与设计强度和刚度相对薄弱的底梁支撑结构不匹配。异音的消除主要是通过对底梁支撑结构的补强而实现的。随着经验的积累和设计制造技术的改进，大型回转式空气预热器的安装质量会更可靠。