田林

【摘 要】本文介紹了國(guó)內(nèi)某電廠單系列布置空預(yù)器，底部軸承內(nèi)部出現(xiàn)異音后，對(duì)軸承內(nèi)異音出現(xiàn)的原因進(jìn)行了細(xì)致的分析、論證，并依據(jù)論證結(jié)果，對(duì)空預(yù)器底部軸承在設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行過(guò)程中存在的缺陷提出了科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶幚矸桨?。給國(guó)內(nèi)同類型單系列空預(yù)器設(shè)計(jì)、制造、安裝積累了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步保障了單系列空預(yù)器的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】空預(yù)器；雙列；單列；熱態(tài)調(diào)試；底部軸承；異音

Key words：air pre-heater；biserial；single-row

1 引言

空預(yù)器是保證鍋爐經(jīng)濟(jì)、安全、達(dá)標(biāo)運(yùn)行的重要設(shè)備。鍋爐在正常運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的煙氣，煙氣從鍋爐的尾部排出時(shí)帶走的熱量，是鍋爐的最大熱損失?？疹A(yù)器利用回轉(zhuǎn)換熱的原理，將爐膛尾部煙道出口的高溫?zé)煔馀c燃燒所用的空氣進(jìn)行熱交換，這樣一方面降低了排煙溫度，減少了鍋爐熱損失，另一方面大幅提高了鍋爐燃燒所用熱空氣的溫度（一般從環(huán)境溫度可提高至200℃以上）從而節(jié)約了燃料，改善了燃燒條件，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。

傳統(tǒng)電站鍋爐設(shè)備中，空氣預(yù)熱器一般為雙系列布置、三分倉(cāng)結(jié)構(gòu)型式。隨著先進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展，近年來(lái)出現(xiàn)了空預(yù)器單系列、四分倉(cāng)結(jié)構(gòu)型式?？疹A(yù)器的四個(gè)分倉(cāng)在運(yùn)行時(shí)通過(guò)四種不同的氣流，進(jìn)一步提高了空預(yù)器的配風(fēng)問題和熱能交換性能。

1.1 空預(yù)器單系列比雙系列布置的優(yōu)點(diǎn)：

1.1.1節(jié)約鍋爐布置空間，使大型鍋爐結(jié)構(gòu)更緊湊合理。

1.1.2減少了和空預(yù)器相關(guān)連的煙風(fēng)道、管路及附屬設(shè)備。

1.1.3減少了設(shè)備采購(gòu)成本和設(shè)備安裝費(fèi)用。

1.1.4減少了后期的設(shè)備運(yùn)行，維護(hù)費(fèi)用。

1.1.5提高了換熱效率，減少鍋爐熱損失。

1.2 空預(yù)器單系列布置存在的問題：

1.2.1單系列布置的空預(yù)器為滿足鍋爐換熱系數(shù)，一定程度上加大了轉(zhuǎn)子的直徑，為保證空氣預(yù)熱器運(yùn)行安全，給設(shè)備制造和安裝工藝提出了更高要求。

1.2.2底部軸承是單系列空氣預(yù)熱器的核心轉(zhuǎn)動(dòng)部件，目前單系列布置尚屬創(chuàng)新工藝、由于轉(zhuǎn)子重量較大（一般1000噸以上），給底部軸承的設(shè)計(jì)、制造、安裝、維護(hù)都帶來(lái)很大挑戰(zhàn)。

1.2.3從國(guó)內(nèi)首先布置單系列空預(yù)器的幾個(gè)電廠來(lái)看，在空預(yù)器熱態(tài)運(yùn)行時(shí)底部軸承均出現(xiàn)異音現(xiàn)象。

1.3 實(shí)例：國(guó)內(nèi)某電廠A和某電廠B在2×660MV建設(shè)過(guò)程中，在鍋爐空預(yù)器的設(shè)計(jì)選型上結(jié)合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，選定了美國(guó)技術(shù)制造生產(chǎn)的四分倉(cāng)空氣預(yù)熱器，該型單系列布置空預(yù)器在幾何尺寸和轉(zhuǎn)子重量居亞洲第一。

單系列空預(yù)器主要參數(shù)：

空預(yù)器設(shè)計(jì)型號(hào)：35.5VNQ2550 四分倉(cāng)

換熱元件傳熱面積：283924㎡

空預(yù)器本體總重：約1408t

空預(yù)器轉(zhuǎn)子直徑：20850mm

空預(yù)器轉(zhuǎn)子重量：約1070t

空預(yù)器外殼高度：3355mm

每臺(tái)鍋爐空預(yù)器：一臺(tái)

氣流布置：煙氣向下、空氣向上

空預(yù)器底部軸承型號(hào)：自調(diào)心推力滾柱軸承SKF294/850EM

底部軸承潤(rùn)滑方式：油浴式潤(rùn)滑

潤(rùn)滑油型號(hào)等級(jí)：Mobil SHC b39、ISOVG1000

底部軸承冷卻方式：閉式冷卻水

轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)方式：中心驅(qū)動(dòng)

2 空預(yù)器底部軸承出現(xiàn)的異音研究和分析

概述：鍋爐燃燒所必須的熱空氣和尾部排出的高溫?zé)煔舛冀?jīng)過(guò)空預(yù)器流通，所以單系列布置的空預(yù)器被稱為鍋爐系統(tǒng)的“咽喉”?？疹A(yù)器底部的推力軸承則是保證“咽喉”平穩(wěn)、高效、持續(xù)運(yùn)行的重要設(shè)備。某A電廠在國(guó)內(nèi)首次布置了單系列空預(yù)器、在前期設(shè)備安裝順利，單體試運(yùn)狀態(tài)很好。在后期熱態(tài)運(yùn)行時(shí)，空預(yù)器底部軸承殼體內(nèi)部出現(xiàn)異音，經(jīng)多次處理效果一直不理想。相繼施工的某B電廠同類型空預(yù)器，在熱態(tài)調(diào)試時(shí)底部軸承內(nèi)部也出現(xiàn)了異音。通過(guò)A電廠軸承異音的經(jīng)驗(yàn)反饋分析，發(fā)現(xiàn)異音出現(xiàn)的頻率、出現(xiàn)的階段、異音的聲波形式都和B電廠基本一致。對(duì)于同類型的空預(yù)器底部軸承在A、B兩個(gè)電廠均出現(xiàn)異響，引起正在建設(shè)中的B電廠的高度重視。作為總包方，我們組織相關(guān)主要技術(shù)負(fù)責(zé)人，對(duì)異響進(jìn)行了進(jìn)一步的細(xì)致探討和研究分析。

2.1異音的描述與分析

2.1.1異音出現(xiàn)的時(shí)間頻率：空預(yù)器自轉(zhuǎn)一周時(shí)間為100秒，異音在100秒周期時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)11次，我們?cè)诘撞枯S承千斤頂板上做了明確的標(biāo)識(shí)，用于測(cè)定相鄰兩次異音出現(xiàn)間隔的時(shí)間。經(jīng)反復(fù)測(cè)定發(fā)現(xiàn)異音間隔時(shí)間從5秒至20秒不等，異音并不是連續(xù)出現(xiàn)，經(jīng)過(guò)分析初步認(rèn)定，在底部軸承內(nèi)磨擦或碰撞的位置是相對(duì)固定的，這給下一步軸承拆解后，進(jìn)行內(nèi)部的檢查工作提供部分依據(jù)。

2.1.2異音探測(cè)分析

以B電廠底部軸承異音為例，在異音出現(xiàn)后連續(xù)1周的時(shí)間內(nèi)，我們用聽針對(duì)異音進(jìn)行了持續(xù)探測(cè)，并進(jìn)行了分析研究：

2.1.2.1 異音傳出的響度不大，說(shuō)明在聲源位置產(chǎn)生振動(dòng)或摩擦的幅度不大。

2.1.2.2 異音的音質(zhì)清脆，說(shuō)明聲源處碰觸或摩擦的時(shí)間頻率較短。

2.1.2.3異音的聲波振動(dòng)稍輕，聲波的疏密度較小，說(shuō)明碰觸或摩擦的位置不是軸承內(nèi)的主要承重部件。

根據(jù)以上分析得出：底部軸承內(nèi)部異音的出現(xiàn)，是在轉(zhuǎn)子壓力的作用下，軸承內(nèi)部構(gòu)件接觸振動(dòng)產(chǎn)生的，異音是內(nèi)應(yīng)力的壓縮和拉伸時(shí)外在的表現(xiàn)。

2.1.3異音出現(xiàn)的時(shí)間階段分析

某A電廠是國(guó)內(nèi)首先采用單系列空預(yù)器布置，底部軸承出現(xiàn)異音后，根據(jù)A電廠的經(jīng)驗(yàn)反饋，結(jié)合B電廠目前出現(xiàn)異音的實(shí)際情況，發(fā)現(xiàn)異音出現(xiàn)時(shí)的階段都相同，即：在單體調(diào)試時(shí)設(shè)備運(yùn)行正常無(wú)異音出現(xiàn)，而在設(shè)備進(jìn)入熱態(tài)整體運(yùn)行5-7天時(shí)，開始出現(xiàn)異音。兩個(gè)電廠同型號(hào)空預(yù)器，同型號(hào)的底部推力滾珠軸承，異音出現(xiàn)的時(shí)間段也十分的相近，這難道是一種巧合？我們?cè)趯?duì)異音進(jìn)行分析時(shí)，面對(duì)每一個(gè)巧合的細(xì)節(jié)，我們都應(yīng)給出一個(gè)科學(xué)的合理的答案。對(duì)于這個(gè)細(xì)節(jié)問題我們進(jìn)行了研究分析：

2.1.3.1 空預(yù)器在安裝驗(yàn)收完成后，進(jìn)入單體調(diào)試階段，此時(shí)空預(yù)器內(nèi)部沒有介質(zhì)流通，轉(zhuǎn)子在封閉靜止的殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，不受外力的影響，這時(shí)轉(zhuǎn)子周圍邊緣重力是平衡的，轉(zhuǎn)子的重心和中心桶的重心相重合。在這種平衡狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子中心桶將轉(zhuǎn)子的靜壓載荷和轉(zhuǎn)動(dòng)載荷，均勻的傳遞給底部軸承的上部蓋板。軸承蓋板和軸承錐形內(nèi)圈緊密連接，軸承錐形內(nèi)圈再將動(dòng)、靜載荷均勻傳遞給軸承內(nèi)部的球面推力滾柱。這時(shí)運(yùn)行的空預(yù)器轉(zhuǎn)子，就像垂直旋轉(zhuǎn)的巨型“陀螺”，“陀螺”的重心平衡，且重心和中心支點(diǎn)重合，在沒有外力的影響的條件下，保證了這個(gè)巨型“陀螺”的平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以沒有異常情況出現(xiàn)。

2.1.3.2 空預(yù)器在熱態(tài)運(yùn)行時(shí)，鍋爐系統(tǒng)進(jìn)入本體總啟動(dòng)階段，此時(shí)空預(yù)器內(nèi)部已有介質(zhì)流通：高溫?zé)煔庾陨隙峦ㄟ^(guò)煙氣側(cè)換熱面，高流速的一次風(fēng)和二次風(fēng)自下而上流過(guò)空氣側(cè)換熱面。處在熱態(tài)階段運(yùn)行的空預(yù)器轉(zhuǎn)子，在煙氣側(cè)受到一個(gè)自上而下的壓力，在空氣側(cè)受到一個(gè)自下向上的揚(yáng)力。

此時(shí)的空預(yù)器轉(zhuǎn)子，就像是正在平衡旋轉(zhuǎn)的“陀螺”，受到了一個(gè)強(qiáng)烈的外來(lái)氣流的沖刷，氣流沖刷作用帶來(lái)的動(dòng)載荷影響了“陀螺”圓周的重心，打破了“陀螺”平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)的條件?？疹A(yù)器熱態(tài)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子受到煙氣下壓力和空氣的上揚(yáng)力，煙氣和空氣的氣流載荷通過(guò)轉(zhuǎn)子倉(cāng)室隔板傳遞給轉(zhuǎn)子的中心桶，空預(yù)器中心桶的結(jié)構(gòu)定位，是靠底部軸承和頂部軸承來(lái)實(shí)現(xiàn)的。底部和頂部軸承克服了氣流動(dòng)載荷的影響，才使空預(yù)器轉(zhuǎn)子保持平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)。由于重垂力向下的原因，氣流的動(dòng)載荷大部分傳遞到了底部軸承上。我們經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為：底部軸承在克服中心桶傳遞來(lái)的氣流載荷應(yīng)力時(shí)，誘發(fā)了底部軸承在安裝或制造時(shí)某個(gè)薄弱的環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致軸承內(nèi)部出現(xiàn)碰觸或摩擦的現(xiàn)象，從而產(chǎn)生了異音。

2.2 空預(yù)器在制造或安裝過(guò)程中存在的薄弱環(huán)節(jié)分析與處理

我通過(guò)對(duì)異音的探測(cè)分析，總結(jié)出異音的聲源是由力的短時(shí)間內(nèi)壓縮和拉伸產(chǎn)生，這種軸承內(nèi)部的應(yīng)力，來(lái)自熱態(tài)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子內(nèi)介質(zhì)（煙氣、空氣）流動(dòng)時(shí)沖刷的力量，轉(zhuǎn)子將應(yīng)力通過(guò)中心桶傳導(dǎo)給了底部軸承。在熱態(tài)運(yùn)行過(guò)程中，底部軸承安裝或制造時(shí)的薄弱環(huán)節(jié)，在克服應(yīng)力時(shí)產(chǎn)生了碰觸或摩擦，異音的出現(xiàn)是內(nèi)應(yīng)力存在的外部表現(xiàn)。

隨著分析的深入，新的問題擺在了我們面前，薄弱環(huán)節(jié)具體位置在哪里？我們提出了二種分析。

2.2.1 底部支撐鋼結(jié)構(gòu)制作、安裝中存在的薄弱環(huán)節(jié)

空預(yù)器底部軸承是球面推力滾柱軸承，軸承在設(shè)計(jì)時(shí)具備了自動(dòng)調(diào)心功能，主要用于克服熱態(tài)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子中心桶的重心偏離問題。底部軸承在熱態(tài)運(yùn)行的時(shí)候，球面推力滾柱會(huì)通過(guò)自動(dòng)調(diào)心，將承載力均勻的傳遞給軸承內(nèi)部球面底座上。底部軸承通過(guò)滾柱的自動(dòng)調(diào)心功能，消除了軸承內(nèi)部存在的應(yīng)力。我們分析認(rèn)為，正是球面推力滾柱在自動(dòng)調(diào)心時(shí)，需要克服各種巨大的載荷力和重心偏離帶來(lái)的內(nèi)應(yīng)力，可能由于底部軸承安裝、制造存在缺陷，促使軸承本體或者支持軸承的鋼支架出現(xiàn)擾動(dòng)現(xiàn)象。由于擾動(dòng)原因產(chǎn)生摩擦，出現(xiàn)了異音現(xiàn)象。在不考慮底部軸承有制造缺陷的情況下，我們確定從支撐空預(yù)器的基礎(chǔ)開始，至下向上進(jìn)行排查安裝缺陷。首先分析可能是支撐整個(gè)底部軸承的支撐鋼架，出現(xiàn)設(shè)計(jì)強(qiáng)度不夠，或支撐鋼架制作安裝時(shí)出現(xiàn)了問題。底部軸承和支撐鋼架布置示意圖如下：

總結(jié)以上分析理念，我們現(xiàn)場(chǎng)用扁塞尺和斜塞尺，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)柱頂板和A、B、C加固橫梁上翼板的結(jié)合面，進(jìn)行了安裝間隙測(cè)量。測(cè)得三根橫梁和柱頂板的間隙存在偏差為：A加固梁為1mm、B加固梁為0.6mm、C加固梁為1.2mm。由此可以確定，在底部軸承調(diào)心過(guò)程中引起支撐鋼架擾動(dòng)時(shí)，可能存在單根加固梁受力過(guò)大的現(xiàn)象，導(dǎo)致出現(xiàn)支撐鋼結(jié)構(gòu)柱頂板的下凹。經(jīng)過(guò)對(duì)支撐鋼結(jié)構(gòu)的藍(lán)圖查閱，發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)加固橫梁A、B、C的長(zhǎng)度為1550mm，中間沒有設(shè)計(jì)加筋肋板。三根加固橫梁在受力不均勻的情況下，受力過(guò)大的某根加固梁可能會(huì)出現(xiàn)扭曲變形，從而破壞了支撐鋼架的整體平衡的狀態(tài)。由于支撐鋼架的不平衡受力而產(chǎn)生擾動(dòng)，影響了空預(yù)器軸承登板和底部軸承的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

根據(jù)這個(gè)分析理念，為了提供鋼支架存在擾動(dòng)的科學(xué)依據(jù)，在空預(yù)器熱態(tài)運(yùn)行階段，我們采用目前國(guó)外較先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備----紅外線承力檢測(cè)儀，對(duì)支撐鋼架柱頂板下表面布置的A、B、C三根加固橫梁進(jìn)行受力檢測(cè)。經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)B加固橫梁的受力明顯大于加固梁A和加固梁C，由于受力不平衡、三根加橫梁在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)輕微受力蠕動(dòng)。

這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，經(jīng)過(guò)分析有施工原因：三根橫梁在安裝時(shí)產(chǎn)生了輕微焊接變形；也有設(shè)計(jì)原因：三根橫梁沒有設(shè)計(jì)加筋肋板，圖紙也沒有說(shuō)明柱頂板和加固橫梁的上翼板需要刨平頂緊。

軸承支撐鋼結(jié)構(gòu)柱頂板和加固橫梁出現(xiàn)擾動(dòng)的情況，分析結(jié)果和檢測(cè)數(shù)據(jù)反饋到鍋爐廠后，鍋爐廠相關(guān)設(shè)計(jì)部門，決定對(duì)支撐鋼架的柱頂板和加固橫梁的連接位置，進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)，對(duì)三根加固橫梁增加三道加肋筋板。如圖

加固橫梁補(bǔ)強(qiáng)板的安裝施工時(shí)，由于加固橫梁以經(jīng)承載空預(yù)器轉(zhuǎn)子的重量，如果不采取措施直接在加固橫梁上焊接肋板，電焊施工時(shí)產(chǎn)生的熱量會(huì)使加固梁H型鋼的鋼性強(qiáng)度降低，在上部轉(zhuǎn)子重力的作用下，可能會(huì)引起柱頂板下凹的現(xiàn)象，使支撐結(jié)構(gòu)頂板產(chǎn)生永久性變形。施工時(shí)我們現(xiàn)場(chǎng)采取了技術(shù)保障措施：

2.1.1.1在技術(shù)人員指導(dǎo)下，將4臺(tái)轉(zhuǎn)子頂升專用液壓千斤頂，布置在轉(zhuǎn)子下端的千斤頂外邊緣，現(xiàn)場(chǎng)配置一臺(tái)電動(dòng)液壓泵。

2.1.1.2在千斤頂板立面的經(jīng)向位置，互為90°夾角的兩個(gè)軸線上，各布置一個(gè)百分表用來(lái)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子頂起時(shí)的位移變化，便于底部軸承回裝時(shí)作參考依據(jù)。

2.1.1.3現(xiàn)場(chǎng)將底部軸承上自帶的專用安裝耳板和千斤頂板用螺栓進(jìn)行連接，千斤頂被液壓裝置頂起時(shí)，底部軸承也同時(shí)一起上升，這時(shí)整個(gè)空預(yù)器轉(zhuǎn)子的重量全部由四個(gè)液壓千斤頂承擔(dān)。液壓千斤頂放置的位置經(jīng)過(guò)空預(yù)器生產(chǎn)廠家進(jìn)行核算確定，在保證安全可靠的前提下，使支撐結(jié)構(gòu)的三根加固橫梁的位置不受重力影響。

2.1.1.4轉(zhuǎn)子頂升前需要提前制作4個(gè)安全支撐馬凳，作用是防止千斤頂意外泄壓時(shí)防止轉(zhuǎn)子產(chǎn)生沉降的安全措施。在空預(yù)器轉(zhuǎn)子頂起時(shí)，將馬凳放置在四個(gè)液壓千斤頂附近，起到安全的支撐防護(hù)作用。支撐馬凳的頂部要設(shè)置墊鐵，馬凳制作高度要便于放置平墊鐵和斜墊鐵，以方便進(jìn)行受力調(diào)整，保證四個(gè)安全支撐馬鐙均勻受力。支撐馬鐙的立柱采用φ273×16的無(wú)縫鋼管，頂板、底座板和立肋板均用t=20mm碳鋼板。如圖

2.1.1.5在廠家技術(shù)人員的指導(dǎo)下，現(xiàn)場(chǎng)安裝人員將空預(yù)器轉(zhuǎn)子頂升，轉(zhuǎn)子頂升的高度要嚴(yán)格控制。因?yàn)榇藭r(shí)空預(yù)器上部密封片以安裝完成，上部徑向密封片和扇形板之間的距離，是轉(zhuǎn)子頂升高度的數(shù)值依據(jù)，技術(shù)人員經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量確定轉(zhuǎn)子頂升高度為5mm

2.1.1.6轉(zhuǎn)子頂升作業(yè)完成后，由專業(yè)人員用紅外線測(cè)力儀。對(duì)空預(yù)器支撐鋼結(jié)構(gòu)柱頂板和A、B、C三根加固橫梁進(jìn)行受力檢測(cè)，做好檢測(cè)數(shù)據(jù)的記錄工作。然后安排施工人員對(duì)A、B、C三根加固橫梁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)施工。焊前對(duì)待焊部位進(jìn)行油漆打磨處理，補(bǔ)強(qiáng)筋板的焊接施工采用斷焊和多層多道焊的施工工藝，最大限度的減少焊接應(yīng)力對(duì)支撐鋼結(jié)構(gòu)的影響。

2.1.1.7在A、B、C三根加固橫梁補(bǔ)強(qiáng)施工完成后，我們?cè)俅螌?duì)支撐鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)加固橫梁的上翼板邊緣和柱頂板下表面之間，仍存在少許間隙。相關(guān)技術(shù)人員經(jīng)討論，決定用薄鐵板和不銹鋼皮將間隙進(jìn)行填塞，然后對(duì)三根加固梁上翼板和柱頂板的接觸位置，全部進(jìn)行焊接施工，對(duì)此處存在的隱患進(jìn)行徹底消除。

2.1.1.8在現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員和施工人員的共同努力下，空預(yù)器支撐鋼結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)和消缺工作順利完成。專業(yè)檢測(cè)人員用紅外線承力測(cè)試儀對(duì)補(bǔ)強(qiáng)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)記錄。這次檢測(cè)十分重要：一方面和補(bǔ)強(qiáng)前進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，以檢查補(bǔ)強(qiáng)施工對(duì)支撐結(jié)構(gòu)的應(yīng)力影響，另一方面作為補(bǔ)強(qiáng)施工原始數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，在支撐鋼結(jié)構(gòu)承重后還要進(jìn)行受力檢測(cè)，以便于和后期數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。

2.2.2 設(shè)備制造過(guò)程中存在的薄弱環(huán)節(jié)

現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)聽針探測(cè)，分析底部軸承異音出自軸承內(nèi)部，不能排除軸承本身在制作加工時(shí)存在設(shè)備缺陷。如果在軸承內(nèi)部出現(xiàn)碰觸或摩擦的現(xiàn)象，這需要就對(duì)軸承內(nèi)部進(jìn)行解體檢測(cè)。軸承拆解檢查前，我們組織技術(shù)人員進(jìn)行了討論分析，大家提出了一個(gè)大膽的設(shè)想：軸承內(nèi)部的球面推力滾柱和球面軸承支座、軸承保持架之間存在裝配缺陷，也有可能是推力滾柱的外球面、軸承底座的球面和軸承保持架制造加工存在誤差。如果設(shè)想成立，底部軸承在熱態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，為克服相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)載荷和偏重心產(chǎn)生的應(yīng)力，軸承滾柱和底部球面支座需要自動(dòng)調(diào)心，由于多項(xiàng)制造誤差的積累，導(dǎo)致局部球面支座或少數(shù)球面滾柱受力過(guò)大，而出現(xiàn)的壓力振動(dòng)。也可能是在局部受力過(guò)大的情況下，軸承保持架出現(xiàn)變現(xiàn)，然后和球面滾柱出現(xiàn)刮擦。如果設(shè)想成立，在軸承內(nèi)部缺陷部位必然會(huì)出現(xiàn)碰觸痕跡。根據(jù)這個(gè)分析理論，我們要把軸承內(nèi)部檢查的重點(diǎn)放在痕跡檢查上，確定了底部軸承拆解的主導(dǎo)方向是痕跡檢查和清理確認(rèn)。在設(shè)備廠家技術(shù)人員的指導(dǎo)下，現(xiàn)場(chǎng)施工人員對(duì)底部軸承進(jìn)行了拆解檢查。具體步驟如下：

2.2.2.1底部軸承拆解檢查的工具準(zhǔn)備：銅棒、斜墊鐵、木方塊、木架板、手錘、扁鏟、棉紗、面粉、強(qiáng)光手電、毛刷、煤油、手拉葫蘆、尼龍吊帶等。

2.2.2.2制作軸承檢修托架，以方便軸承從千斤頂板下拖出，拆解完成后又便于回裝。

2.2.2.3將底部軸承排油孔外的灰塵進(jìn)行清理，準(zhǔn)備清潔的容器，將底部軸承內(nèi)部潤(rùn)滑油排出，主要是預(yù)防潤(rùn)滑油的二次污染。

2.2.2.4將底部軸承拖至檢修平臺(tái)上，拆解前保證軸承周圍環(huán)境的清潔，保證防風(fēng)、防塵的工作。

2.2.2.5用手拉葫蘆將軸承蓋板吊至合適的位置，用木方塊墊平待檢。

2.2.2.6利用尼龍吊帶配合手拉葫蘆將軸承內(nèi)圈吊出，放置在木架板上，確保防護(hù)穩(wěn)定。

2.2.2.7拆解完成利用棉紗、煤油對(duì)軸承內(nèi)部構(gòu)件進(jìn)行檢查。

2.2.3 軸承拆解完成后，按照預(yù)想的分析方案，我們進(jìn)行了仔細(xì)的內(nèi)部檢查。檢測(cè)的結(jié)果超出了我們的設(shè)想：軸承內(nèi)部構(gòu)件沒有發(fā)現(xiàn)任何碰觸痕跡，設(shè)備制造廠家高級(jí)技術(shù)人員，經(jīng)過(guò)反復(fù)對(duì)軸承本體和內(nèi)部結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行檢查測(cè)量，確認(rèn)軸承內(nèi)部構(gòu)件加工裝配數(shù)據(jù)符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，沒有預(yù)想的缺陷問題。在問題處理進(jìn)入迷茫的時(shí)候，我們堅(jiān)定一個(gè)信念：有聲響必然有摩擦，有摩擦必然有痕跡。隨后確定擴(kuò)大檢查范圍：

2.2.4 摩擦原因分析和論述

我們對(duì)軸承蓋板凸臺(tái)進(jìn)行了表面清理，然后對(duì)軸承內(nèi)圈和軸承蓋板進(jìn)行預(yù)組裝，組裝完成后，用塞尺測(cè)量軸承蓋板凸臺(tái)和軸承內(nèi)圈之間的止口裝配間隙。經(jīng)過(guò)對(duì)蓋板止口圓周多點(diǎn)測(cè)量，止口裝間隙值在0.3-0.4mm。查看圖紙?jiān)O(shè)計(jì)裝配間隙為0.4mm，這個(gè)間隙即滿足軸承內(nèi)圈和軸承蓋板的凸臺(tái)止口即有一定的過(guò)盈力，又滿足油脂可以滲入間隙內(nèi)部，防止銹蝕和產(chǎn)生接觸摩擦。既然底部軸承部件符合設(shè)計(jì)和圖紙要求，為什么還會(huì)發(fā)生摩擦燒結(jié)現(xiàn)象呢？待著這個(gè)疑問，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員進(jìn)一步作了探討分析：

2.2.4.1空預(yù)器冷態(tài)分部試運(yùn)時(shí)，空預(yù)器殼體沒有介質(zhì)流通，空預(yù)器轉(zhuǎn)子圓周重心處于平衡狀態(tài)，底部軸承受力均勻，因此推力滾柱調(diào)心量很小，底部軸承在運(yùn)行過(guò)程中沒有異音出現(xiàn)。

2.2.4.2空預(yù)器熱態(tài)運(yùn)行時(shí)，由于內(nèi)部介質(zhì)的流通，在氣流沖力的影響下，空預(yù)器轉(zhuǎn)子產(chǎn)生重心偏離。通過(guò)前面分析，我們知道底部鋼支架存在薄弱環(huán)節(jié)，從而引起底部軸承底座的撓動(dòng)性增加，在這種情況下，軸承內(nèi)部推力滾柱的調(diào)心度也增加。在調(diào)心過(guò)程中，滾柱上部軸承內(nèi)圈和蓋板止口處位置，在壓力作用下產(chǎn)生上下垂直方向和移位。在上下移位過(guò)程中，接觸緊密的部位產(chǎn)生了拉毛和燒結(jié)現(xiàn)象。

2.2.5一個(gè)新的設(shè)想又?jǐn)[在我們面前，經(jīng)過(guò)對(duì)軸承蓋板凸臺(tái)止口和內(nèi)圈間隙的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)止口圓周均有0.4mm的裝配間隙，符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，在有油脂侵入的情況下，即使止口位置的凸臺(tái)和軸承內(nèi)圈有垂直方向的上下移位運(yùn)動(dòng)，也不會(huì)產(chǎn)生拉毛和燒結(jié)現(xiàn)象。那么是否存在以下兩種情況：一種是油脂油位低于止口摩擦位置；第二種是空預(yù)器熱態(tài)運(yùn)行過(guò)程中，止口間隙發(fā)生了變化。帶著這個(gè)設(shè)想，我們進(jìn)行了檢查分析：

2.2.5.1我們發(fā)現(xiàn)軸承蓋板止口接觸位置在軸承最上部，廠家技術(shù)人員經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量，發(fā)現(xiàn)油位達(dá)到刻度尺的上限位時(shí)，潤(rùn)滑油才能到達(dá)凸臺(tái)止口的摩擦位置，可以滿足止口潤(rùn)滑需要。而當(dāng)油位在油尺的中線以下時(shí)（油尺上限、下限高度差50mm），蓋板凸臺(tái)止口完全脫離了油脂的養(yǎng)護(hù)。在現(xiàn)場(chǎng)第一次對(duì)底部軸承進(jìn)行潤(rùn)滑油加注時(shí)，圖紙沒有明確說(shuō)明油位高度，施工人員將油位至加注至中心刻度線以下位置。在軸承蓋板的凸臺(tái)和軸承內(nèi)圈的止口處發(fā)生摩擦?xí)r，摩擦位置在沒有油脂養(yǎng)護(hù)的情況下，產(chǎn)生了拉毛燒結(jié)現(xiàn)象。

2.2.5.2軸承蓋板和空預(yù)器中心桶緊密接觸，在熱態(tài)運(yùn)行時(shí)中心桶受煙溫影響，中心桶下端溫度達(dá)到80℃。查看前期運(yùn)行的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，軸承蓋板的溫度達(dá)到36.8℃，而軸承內(nèi)圈溫度受冷卻水和潤(rùn)滑油的影響保持在30℃恒溫狀態(tài)。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，由于溫度差異，引起軸承蓋板膨脹量大于軸承內(nèi)圈膨脹量，從而改變了蓋板凸臺(tái)和內(nèi)圈的止口間隙。由于止口間隙的減小，蓋板凸臺(tái)止口和軸承內(nèi)圈摩擦后產(chǎn)生接觸性拉毛燒結(jié)現(xiàn)象。

2.2.6 底部軸承內(nèi)圈燒結(jié)部位的消除

2.2.6.1經(jīng)過(guò)以上分析、現(xiàn)場(chǎng)需要提高軸承殼內(nèi)的潤(rùn)滑油位高度，制造廠家代表也把這個(gè)問題及時(shí)反饋給廠家設(shè)計(jì)部門，要求在圖紙說(shuō)明中注明油位加注高度，以避免后續(xù)設(shè)備類似問題的出現(xiàn)。

2.2.6.2關(guān)于軸承蓋板凸臺(tái)和內(nèi)圈結(jié)合處的止口間隙，底部軸承在設(shè)計(jì)時(shí)，疏忽了空預(yù)器熱態(tài)運(yùn)行后蓋板膨脹的問題。經(jīng)過(guò)廠家重新核算，確定了設(shè)計(jì)缺陷的處理方案：將原設(shè)計(jì)止口間隙0.4mm增加至0.6mm。

2.2.6.3處理方案確定后，需對(duì)軸承蓋板凸臺(tái)直徑減少0.4mm。如果返廠進(jìn)行車床機(jī)加工，時(shí)間周期太長(zhǎng)，影響機(jī)組整體啟動(dòng)。最后我們組織兩名優(yōu)秀鉗工師傅，在廠家的全程指導(dǎo)下，用油石、細(xì)紗布、對(duì)軸承的凸臺(tái)進(jìn)行手工研磨。經(jīng)過(guò)反復(fù)的施工和測(cè)量，順利完成研磨工作，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

經(jīng)過(guò)技術(shù)人員和施工人員的共同努力，底部軸承內(nèi)圈燒結(jié)的問題得到了圓滿的解決。在廠家指導(dǎo)下，按照底部軸承的清理和安裝程序，對(duì)軸承部件進(jìn)行整體組裝。

3 隱患排查消除

軸承整體組裝完成后，我們對(duì)軸承就位前工序進(jìn)行了梳理，排查遺漏的細(xì)微缺陷，避免出現(xiàn)后續(xù)運(yùn)行隱患。按照?qǐng)D紙要求，軸承殼體底座安裝在軸承登板上部。空預(yù)器底部軸承殼體底座下表面，采用了機(jī)床刨平的加工工藝，軸承登板上表面為普通鋼板，不排除軸承登板在制作過(guò)程中，由于焊接施工產(chǎn)生表面變形，從而使軸承底座和軸承登板結(jié)合面之間產(chǎn)生間隙。最后我們把隱患排查重點(diǎn)，放在了軸承凳板和底部軸承底座的結(jié)合面上。我們經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為，如果軸承殼體底座和軸承登板接觸面的間隙過(guò)大，實(shí)際接觸面積則會(huì)相應(yīng)減小，在空預(yù)器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的工況下，會(huì)引起軸承底座的抗疲勞強(qiáng)度下降，導(dǎo)致軸承底座振動(dòng)，直接影響空預(yù)器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此現(xiàn)場(chǎng)用扁塞尺，對(duì)軸承底座和登板上表面的實(shí)際安裝間隙進(jìn)行了測(cè)量，發(fā)現(xiàn)結(jié)合面的間隙在0.1mm—0.4mm，經(jīng)過(guò)技術(shù)人員的討論，制定了軸承底座結(jié)合面研磨的施工措施：

3.1根據(jù)軸承底座和登板實(shí)際安裝位置，用油漆筆在登板上表面畫出研磨區(qū)域標(biāo)識(shí)和軸承就位標(biāo)識(shí)。

3.2把實(shí)測(cè)的結(jié)合面間隙的數(shù)值，標(biāo)示在相對(duì)應(yīng)的研磨區(qū)域。用合像水平儀對(duì)登板表面的水平度進(jìn)行對(duì)比測(cè)量，然后參照結(jié)合面的間隙數(shù)值，確定研磨的基準(zhǔn)點(diǎn)，避免研磨工作給登板表面水平度帶來(lái)負(fù)面影響。

3.3研磨工具的準(zhǔn)備：紅丹粉、調(diào)和油、棉布、毛刷、100型角向磨光機(jī)、磨光片、細(xì)油石、手電筒、24V照明燈、手拉葫蘆等。

3.4準(zhǔn)備工作完成后，先把底部軸承拉出登板位置，在登板表面均勻涂抹一層紅丹粉，然后緩慢的將軸承拉回標(biāo)識(shí)好的位置，然后再次將軸承拉出登板位置，檢查紅丹粉著色情況，對(duì)高點(diǎn)進(jìn)行研磨。

3.5研磨標(biāo)準(zhǔn)按鍋爐輔助機(jī)械安裝檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：軸承座與臺(tái)板應(yīng)接觸良好，以色印檢查，每30mmX30mm面積內(nèi)不少于1點(diǎn)；周界局部間隙不大于0.1mm，每段長(zhǎng)度不大于100mm，累計(jì)長(zhǎng)度不大于周界長(zhǎng)度的25%。

現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)多次研磨施工，使軸承底座和登板表面的接合面達(dá)到了規(guī)范要求，徹底消除了空預(yù)器底部軸承長(zhǎng)期運(yùn)行的隱患。

4 底部軸承回裝和運(yùn)行

在現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員和施工人員的共同努力下，底部軸承的各項(xiàng)消缺工作圓滿完成，軸承登板研磨驗(yàn)收完成后，底部軸承順利回裝就位。在調(diào)試人員的配合下，空預(yù)器單體運(yùn)行24h沒有異音出現(xiàn)。鍋爐熱態(tài)運(yùn)行后至168h機(jī)組移交，空預(yù)器底部軸承均沒有出現(xiàn)異音。至此，超超臨界機(jī)組單系列布置空預(yù)器底部軸承異音問題，在設(shè)備廠家的大力支持和配合下得到圓滿解決。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)內(nèi)大型火力發(fā)電廠機(jī)組的發(fā)展，為保證大型機(jī)組的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性，大型鍋爐機(jī)組設(shè)備的新技術(shù)也在探索和改進(jìn)中不斷發(fā)展。新技術(shù)的推廣和應(yīng)用帶動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，同時(shí)給設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造提出了更高的要求。作為新時(shí)代的電建人，我們秉承理論結(jié)合實(shí)踐的原則，有信心迎接新技術(shù)、新設(shè)備帶來(lái)的挑戰(zhàn)。通過(guò)對(duì)空預(yù)器底部軸承異音問題的分析、論證和實(shí)踐處理，總結(jié)了如下經(jīng)驗(yàn)：

5.1在異音出現(xiàn)時(shí)做好設(shè)備監(jiān)測(cè)和原始數(shù)據(jù)的記錄。

5.2對(duì)待新問題要大膽設(shè)想、細(xì)致分析和深入探討，不放過(guò)任何細(xì)節(jié)問題。

5.3對(duì)設(shè)備安裝過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)都要嚴(yán)格把控，提高現(xiàn)場(chǎng)施工的工藝水平。

5.4施工過(guò)程中要加強(qiáng)工序間的銜接工作，做到工序間的無(wú)缺陷施工。

（作者單位：山東電力建設(shè)第三工程公司）