1000MW超超临界机组空气预热器下轴承损坏原因探析

1000MW超超临界机组空气预热器下轴承损坏原因探析

陈连

神华国华寿光发电有限责任公司，山东 潍坊 261000

摘要：神华国华寿光发电有限责任公司1000mW机组全部采用LAP17286/2550型空气预热器。分析故障，提出加强备品备件管理和验收，规范技术管理，确保机组安全稳定运行的建议。

关键词：1000MW；超超临界机组；空气预热器；轴承损坏原因

1 背景资料

1.1 四分仓容克式空气预热器工作原理

四分仓容克式空气预热器是一种以逆流方式运行的再生式热交换器。加工成特殊波纹的金属蓄热元件被紧密地放置在转子扇形隔仓格内,转子以0.957转/分的转速旋转,其左右两半部分分别为烟气和空气通道。空气侧又分为一次风通道及二次风通道,当烟气流经转子时,烟气将热量释放给蓄热元件,烟气温度降低;当蓄热元件旋转到空气侧时,又将热量释放给空气,空气温度升高。如此周而复始的循环,实现烟气与空气的热循环。

1.2 国内研究现状

对某电厂600MW超超临界机组空气预热器进行了节能改造。空气预热器热端加装碳钢蓄热室，空气预热器传热效率达到70.78%，高于设计值。舒茂龙对空气预热器泄漏风险控制系统的安全运行问题进行了可靠性分析，应用多参数容错辅助控制和保护设备可以有效避免误操作和拒动，确保泄漏风险控制系统的有效可靠投资，提高空气预热器泄漏风险控制系统的安全性和运行可靠性。崔磊等根据某电厂2×330MW机组工程锅炉空气预热器燃烧事故，介绍了电厂微油点火冲管过程中亚临界锅炉容克式空气预热器燃烧事故的原因分析，并制定了一对一的预防措施原因分析。然而，国内学者对1000MW机组锅炉空气预热器的故障诊断与处理研究甚少。本文对神华国华寿光发电有限公司1000MW机组锅炉空气预热器常见设备缺陷进行了故障诊断与分析。

1.3 主要结构及特性参数

神华国华寿光发电有限公司1000mw 空气预热器设备是由 东方锅炉股份有限公司生产的四分仓容克式空气预热器。模型为vi-34.5-2600，垂直布置，预热器转子φ17286mm直径，蓄热元件高度自上而下，分别为1050和500mm，高温段蓄热元件为碳钢500mm，中温段为1050mm，低温段为1050mm蓄热元件为抗腐蚀大波纹SPCC搪瓷板传热元件，预热器重量约为2321吨，其中金属重量约为1772t。空气抢占器采用四模仓式。

2 空预器损坏情况及原因分析

一家公司于2007年7月开始生产。2013年3月，空气预热器电流波动较大，轴承箱壳温度高达56℃，发现轴承内部有异响。单侧隔离后，更换轴承。发现东南方向下承座距支座约2.0mm，不再受力。。轴承座水平度测量值为2.1m m/m（标准不大于0.5mm/m）。原因是在东南部的支持区有虚拟的联系。。转子运行时，轴承外圈东南侧受到交变应力。经检查，其余3个空气预热器轴承水平度符合标准。

B公司机组于2010年12月投入运行后，空气预热器下的轴承温度高于正常运行温度。在2011年3月，轴承温度达到65℃，检查被迫停止。空预热器下的轴承损坏情况见图1。制造商承认轴承在运输途中损坏，并提供轴承更换。

2010年12月，c公司发现B空气预热器轴承异响，立即联系服务人员，帮助确定轴承异响原因。同时准备了B空预器轴承检查更换所需的材料。公司制定了空气预热器监测及运行措施，每次运行1小时内进行1次现场检查，重点是油温监测。维修人员每4小时检查一次，判断是否有异响。23:00检查B空气预热器异响，无膨胀迹象，油温稳定，跳闸温度59℃，空气预热器电流平均值23A。23:13:12，B空气预热器电流从23.752A急剧上升至112.500A时的23:14:09，主电机跳闸时的23:14:10，辅助电机一起启动时的23:14:11，辅助电机过电流跳闸时的电流达到66.500A，23:14:16。

图1 B公司空预器下轴承损坏情况

检查空气预压器b，下轴承两个球损坏，其中一个有明显的表面剥落现象，另一个显示硬挤压角的断裂，这是由于第一个球的挤压造成的。检查轴承的安装。轴承座平直度为0.85m/m(标准不超过0.50mm/m)，略高于标准。

B、C两家公司轴承供应商为同一供应商，损坏位置接近自然，根据厂家提供的相关供货证明，最终确认B、C两家公司轴承为同一批次，在运输过程中发生集装箱坠落，冲击载荷造成球内裂纹，球投入使用后，在低速重载的条件下，球内裂纹逐渐扩展，球表面剥落，最终导致球失效。

3 改进建议

3.1 加强基建期备品验收管理

备件的验收不严格，不细致。空气预热器轴承的验收记录没有归档保存。制造商提供的第三方备件的验收不严格。 建议改进验收程序。对于关键零部件的进口备件，制造商应提供完整的材料，如质量证明书、报关文件等，并对材料进行核实和归档，以备日后参考。

3.2 完善项目设置，规范技术管理

由于在对手册等基础信息的学习和理解上存在偏差，温度的监测、检测和修复以及油品质量的监督都没有起到应有的作用，导致问题的扩大。

（1）报警值设置。原设计新增稀油站1000MW机组强制润滑空气预热器下轴承取消。使用油浴润滑，更重要的是使用较低的轴承温度作为唯一的连续监测数据。制造商建议轴承的正常工作温度应在10℃左右。手册规定正常工作温度不应超过55℃。但实际运行中存在三个问题：未设置测温点，未实现DCS在线监测，未设置报警值，设定值过高（70°C）。

（2）维护项目设置。根据空气预热器规范要求，轴承滚轮的所有旋转表面应无划痕，裂纹，杂物等缺陷。每次例行检查时，必须拔出轴承进行检查。如果润滑油和轴承本身没有发现异常，则不得进行此召回检查。受300、600mw机组传统维修经验影响，拆装检查项目一般不安排。主观上，低速轴承(0.96r/min)不易失效，检查中发现的划痕、杂质等异常情况没有得到足够的重视。

（3）石油质量监督。修浆时应严格执行油质检测程序，发现有杂质和粘度超标，应加破乳和清洁度检测项目，确认杂质、粘度超标是轴承异常磨损所致。

（4）业务管理。加强运行检查，增加检查次数，设备异常时定期测量温度，同时尽快安排维修，防止事故扩大。

3.3 加强信息交流和沟通

这三家公司的轴承损坏发生在不同的阶段。由于信息沟通失败，有机会提前发现问题并及时处理。个别单位有顾虑，不想暴露问题，还要互相学习，互相学习。因此，除了加强基层单位的沟通外，对存在典型缺陷的主要设备也进行专业技术交流，交流结果供兄弟单位参考。

4 结语

随着电力工业的迅速发展，1000mw超临界机组得到了广泛的应用。锅炉和汽轮机作为电力生产的主要设备，其运行质量直接影响电力生产的安全性和经济性。因此，有必要对电厂锅炉和汽轮机运行中常见的问题进行分析和研究。分析了1000mw超临界锅炉和汽轮机在运行中常见的问题。

参考文献：

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[2]惠润堂，韦飞，王宝德，等．SCＲ法烟气脱硝后空气预热器堵塞及应对措施[J]．中国电力，2014，47(10):110－112．