電廠回轉式空氣預熱器滲油故障分析

顧裴劍，史頌華，葉 英

（1.寶鋼工業技術服務有限公司，上海 201900；2.上海無線電設備研究所，上海 200090；3.寶鋼工業技術服務有限公司，上海 201900）

寶鋼電廠預熱器已經使用了30多年，在對其主要部件進行改造后，一直發生預熱器上軸承吊桿螺栓處滲油缺陷，對機組正常運行帶來安全隱患，但在設備運行時無法分析判斷其缺陷成因。在酷暑高溫天氣，機組摻燒煤氣其煙氣熱值一旦升高，就容易導致油漬著火事故，嚴重影響機組運行安全。本文通過對回轉式空氣預熱器滲油故障進行分析，提出解決措施。

1 預熱器工作原理

寶鋼電廠預熱器采用的是受熱面旋轉方式，圓筒形轉自從上到下用隔板沿徑向分隔成互不相通的若干個扇形倉，每倉又分若干層。倉內裝滿由波紋金屬板制成的傳熱元件。煙氣或空氣通過傳熱元件內的縫隙上下流通進行傳熱。預熱器轉子由電動機驅動，以1～4 r／min的轉速旋轉，受熱面不斷交替通過煙氣和空氣流通區。轉至煙氣流通區時，煙氣自上而下流過受熱面，對受熱面進行加熱。

當它轉至空氣流通區時，高溫受熱面把積蓄的熱量傳給自下而上流過的空氣［1］。每轉一周完成一個熱交換過程。由于煙氣的容積流量比空氣大，因此煙氣通道占轉子總橫截面的50%，空氣通道只占30%～40%。回轉式空氣預熱器結構示意圖如圖1所示。

2 預熱器滲油原因分析

機組在運行時預熱器上軸承無法停機進行解體檢查，故只能在設備運行時進行原因分析。初步進行空氣預熱器滲油原因分析如下：

圖1 回轉式空氣預熱器結構示意圖

1）空氣預熱器油循環系統用來為空氣預熱器支承和導向軸承提供干凈的潤滑油，保證支承和導向軸承的潤滑和冷卻［2］。排查滲油原因首先從油系統入手，檢查整個系統中油泵、潤滑油過濾器、油冷卻器、管道及閥門等部件，未發現有泄漏點的存在。

2）在預熱器上軸承補油作業中，軸承座內油位可能超過標準油位，導致多余的潤滑油溢出。到現場進行多次檢查確認，油位在油標尺的標準范圍內，故排除此項原因。

3）由于寶鋼電廠燃料中經常摻燒高爐煤氣，導致尾部煙氣溫度升高，并且在預熱器上軸承密封處有少量漏氣情況發生。故懷疑是高溫煙氣導致上軸承潤滑油溫度升高，在軸承座內部汽化后積聚滴落。臨時停用單臺預熱器，對上軸承氣封蓋密封進行檢查更換，消除了少量漏氣缺陷，但是滲油情況并未好轉。

4）軸承座本體可能存在加工制造缺陷，例如本體上有裂紋、焊接部位有漏焊、未焊透等缺陷，導致潤滑油滲出。由于機組正處在運行過程中，無法進行解體檢查，待年修時進行處理，在日常設備維護工作中安排專人對此區域進行檢查清理，防止油漬累積引起安全隱患。

3 預熱器上軸承解體方法制定及質量標準

3.1 解體方法制定

針對本次預熱器上軸承解體檢查項目，制定如下檢修方案（見圖2）：

1）待預熱器上軸承項目具備開工條件，將軸承座油位計拆除，軸承箱內剩油放盡。

2）將高溫端扇型板固定好，用2只20 t千斤頂將轉子固定好，不因導向軸承拆除而產生轉子歪斜。

3）拆除進出口冷卻水管法蘭，拆下軸承蓋連同進口油管一起吊下。

4）拆除扇型板吊桿螺栓，并做好螺栓位置記錄，拆除溫度計。

5）拆松主軸鎖緊螺栓和壓板（拆松但不取下，防止在油壓泵加壓時內套筒飛出），在鎖緊螺栓側面安裝油壓泵軟管，利用油壓將內套筒與耳軸分離開［3］。

6）在外套筒平面上裝吊環螺栓將軸承座整體吊出，起吊時要緩慢，一旦發現有卡澀現象，立即停止檢查。

7）將軸承座與軸承分離，并用清洗劑進行部件表面清理，軸承座需進行著色探傷檢查，視檢查結果再制定具體修復措施。

圖2 預熱器上軸承解體檢修方案流程圖

3.2 檢修項目分類及質量標準

空氣預熱器上軸承檢修項目分類及質量標準如表1所示［4］。

表1 預熱器上軸承檢修項目及質量標準

4 預熱器上軸承缺陷處理實施案例

在機組停機年修時，主要針對此故障，對預熱器上軸承進行解體檢查，排查滲油原因。在分別取出軸承座和軸承后，檢查各部件外觀磨損程度和尺寸，并做檢修記錄［5］。上軸承座解體目視檢查過程中，沒有發現明顯的漏點。在對上軸承進行著色探傷檢查后，發現有軸承座底部加強筋處有一處微小的漏點。

對此處漏點在表面打磨后進行焊接修補處理（見圖3），此軸承座在上次檢修過程中進行過更換。

圖3 打磨修補處理

由于缺少對軸承座整體探傷的手段，還不能排除其他部位有泄漏的可能。經過協商討論，最終采用氬弧焊對軸承座底部內圈進行滿燒，在最大程度上確保軸承座底部不再有泄漏的可能（見圖4）。

圖4 軸承座底部內圈焊接

在對整個預熱器上軸承進行回裝完成后，作業人員定期去現場進行檢查確認，發現該處還是存在滲油現象。由此可以判斷是上軸承本體及吊桿螺栓孔結合面處存在加工缺陷，導致潤滑油從結合面裂紋中滲出，并沿著表面滴落（見圖5）。

圖5 上軸承裝復后滲油

由于此時已接近檢修施工的尾聲，工期已經相當緊張，重新進行上軸承解體并進行滲油處堆焊加工已經不太可能。最終確定在吊桿孔中加裝內套筒的方案（見圖6），在不解體設備的情況下消除滲油缺陷。

圖6 吊桿孔加裝內套筒

在預熱器檢修前上軸承平均滴油速率在8～10滴／min，在完成檢修后預熱器上軸承還未發現滲油現象。由于已經判斷為預熱器上軸承座制造加工過程中存在缺陷，還不能排除有其他漏點的可能，還需要在運行過程中進一步加強觀察。在下次檢修中對此軸承座進行整體探傷并進行消漏處理。

5 結語

設備故障排查及分析需要認真仔細的態度和作業人員共同的努力。經過對寶鋼電廠空氣預熱器的檢修，將進一步完善預熱器檢修維修作業標準，其中新增上軸承檢查及其軸承座本體探傷檢查工序，以便及時發現設備故障隱患，并立即進行故障處理。

［1］ 張曉梅.燃煤鍋爐機組［M］.北京：中國電力出版社，2006.

［2］ 賈非.空氣預熱器導向軸承油系統存在問題探討［J］.中國科技博覽，2009（9）：45-46.

［3］ 董廷國，臧麗秀.回轉式空氣預熱器的支承軸承［J］.電站系統工程，2003（7）：61-62.

［4］ 劉北平.鍋爐設備檢修［M］.北京：中國電力出版社，2012（9）：234-235.

［5］ 王宏，周忠喜.空氣預熱器底部軸承異響及更換［J］.電力建設，2007（10）：79-80.