久研轴承科技(安徽)有限公司

运河发电厂135MW循环流化床锅炉冷渣风机轴承超温原因分析及改造措施

2014-01-13

李俊刚
(山东济宁运河发电有限公司,山东省济宁市 272057)
  摘 要:山东济宁运河发电有限公司一期续建工程为2台SG-440/13.7-M562循环流化床锅炉,分别于2003年9月和2004年4月相继投产运行。每台锅炉分别配有2台豪顿华公司生产的L2N1284.10.96 SBL6T型离心式冷渣器流化风机。自投运以来,轴承温度一直偏高且无法控制,造成轴承损坏。为了解决风机轴承温度超温问题,通过分析设备存在的问题,主要原因为设计、安装存在一定的缺陷,另外轴承座外部积灰严重,影响了轴承的散热。对设备进行了优化改造,4台冷渣风机运行稳定,没有出现轴承超温现象。
  关键词:循环流化床锅炉;风机;轴承;超温;措施
  1 冷渣风机及轴承结构概述
  1.1 冷渣风机概述
  山东济宁运河发电有限公司一期续建工程为2台SG-440/13.7-M562循环流化床锅炉,分别配有2台冷渣流化风机。流化风由冷渣流化风机提供,分为两路:一路作为冷渣流化用风,使排入冷渣器的灰渣处于鼓泡流化状态;另外一部分流化风引至炉膛排渣口,用于吹扫排渣阀阀杆顶部的锥形阀塞,使冷渣器进料保持畅通。
  冷渣器流化风机在正常情况下1台运行、1台备用。轴承采用圆柱滚动轴承,自投运以来风机的前、后轴承温度一直偏高,为了安全运行,在轴承处临时加装了轴流风机以冷却轴承,后来在推力轴承箱内增加了循环冷却水,但是,由于空间有限,加装冷却水后效果不明显,轴承温度依然偏高。冷渣器流化风机主要技术参数见表1。
表1 冷渣器流化风机主要技术参数
  1.2 轴承结构
  风机主轴由2个安装在底座上的机油浸环润滑的球面滚子轴承支撑。靠近电机的驱动端轴承为定位轴承,其轴承滚道中心与轴承座中心一致。非驱动端轴承是非定位的,以适应由于温度升高导致主轴产生的热膨胀。
  每个轴承都包含由支撑轴承的轴承座、前后端盖、球面滚子轴承、油封(防止油沿轴向泄漏)。轴承为调心滚子轴承以适应机组的调心要求,轴承左右两侧各有油位视镜。每个轴承均配有1个机油润滑浸环以提供给轴承所需要的润滑油。冷渣流化风机的轴承结构如图1所示。
  2 冷渣风机轴承超温的原因分析
  2.1 设计缺陷
  冷渣流化风机设计转速比较高(2970r/min),原设计采用滑动轴承,由于轴承比较小,国内没有现货,后采用滚动轴承。滚动轴承内部采用甩油环飞溅甩油进行润滑,由于甩油环和高速旋转的轴存在一定的相对旋转,产生大量的摩擦热,外部采用自然冷却方式,根本本法保证轴承的有效冷却,造成轴承温度持续升高。
  2.2 安装问题
  轴承在安装过程中,应严格按照工艺规程对轴承外圈与轴承底座结合部位进行刮研处理,留出合适的侧间隙和膨胀间隙,但是,施工单位在安装施工中没有对轴承座进行刮研,膨胀间隙不足。
  现场实际测量数据:顶部间隙0.03mm,侧间隙0.02mm,推力间隙0.5mm,轴承装配游隙0.06mm。从上述数据来看间隙数偏小,设备运行中必然造成膨胀受限,轴承温度升高。
  2.3 环境因素
  由于风机本身出口风压较高(42600Pa),空气压缩后产生的热量较多,致使出口风温在70℃左右,部分热量经轴的传递使轴承温度升高;同时,冷渣流化风机安装在锅炉0m位置,由于冷渣器底部排渣扬尘造成轴承座外部积灰严重,也影响了轴承的散热。部分灰尘顺着轴进入轴承室后将润滑油污染,致使轴承的润滑效果变差,轴承温度升高。
  3 冷渣风机轴承的改造措施
  3.1 增加润滑油站
  轴承运转产生的热量得不到良好得冷却,轴承温度偏高,后为了降低轴承的温度,在轴承箱内加装了冷却水,但是,由于轴承箱空间有限,冷却效果不明显,轴承温度依然居高不下。厂家提出改用滑动轴承,由于成本较高(每台改造费用约15万元),故没有采纳。
  要想降低轴承的温度,必须使轴承及润滑油得到良好的冷却,根据该思路,我们在轴承外部增加了润滑油站系统,利用轴承上部原先的加油孔进行油喷淋冷却,从一侧油位监视窗位置引出回油管路,这样可以确保油泵异常停运时能够保持正常油位。油泵的主要参数见表2。在回油管路中加装了冷油器,对回油进行充分的冷却,以降低喷淋油的温度,通过充分冷却的油温一般控制在35℃以内,并且在进油管加装了过滤器,确保进入轴承的油始终保持清洁,保持原轴承内的甩油环,确保在润滑油泵短时故障停运时也能维持轴承的正常润滑、冷却。新增冷渣风机润滑油站系统如图2所示。
表2 油泵的主要参数


图2 新增冷渣风机油站系统
  3.2 调整轴承间隙
  根据技术要求对轴承座进行刮研处理,确保轴承与轴承座的接触点数不少于2点cm2,侧间隙为0.05-0.08mm;重新压铅丝调整轴承顶部和轴向间隙。
  3.3 炉底密封处理
  对炉底冷渣器四周用铁板进行了密封处理,在链条输送机与排渣口结合处增加负压洗尘装置,减少了排渣造成的扬尘,确保轴承座表面无污染和轴承润滑油的清洁,从而保证了轴承的有效散热。
  4 轴承改造前后温度、运行效果对比
  轴承改造前、后温度变化见表3。
表3 轴承改造前、后温度变化
  4.1 轴承改造前、后的运行效果
  通过改造轴承温度有了明显的降低,效果非常显著,改造前需要在每个轴承外加轴流风机进行强制通风冷却,在通风冷却的情况下轴承温度一般保持在73-78℃,由于轴承长时间在较高温度下运行,致使轴承损坏更换频繁;改造后温度一般保持在45-54℃,由于温度降低,轴承的使用寿命相应的增加,风机的可靠性得到了保证。
  5 结论
  豪顿华工程有限公司设计、生产的L2N1284.10.96 SBL6T风机,在设计上存在一定的不足,通过运河发电有限公司对该风机进行现场改造,利用Z小的投资解决了风机轴承超温问题,确保了设备安全、可靠的运行,经过改造后一年多的实际运行证明,改造是成功的,并为豪顿华工程有限公司针对同类风机存在的问题处理提供了现场依据而加以推广、应用。

来源:《电力设备》2006年09期