电厂回转式空气预热器渗油故障分析

顾裴剑，史颂华，叶 英

（1.宝钢工业技术服务有限公司，上海 201900；2.上海无线电设备研究所，上海 200090；3.宝钢工业技术服务有限公司，上海 201900）

宝钢电厂预热器已经使用了30多年，在对其主要部件进行改造后，一直发生预热器上轴承吊杆螺栓处渗油缺陷，对机组正常运行带来安全隐患，但在设备运行时无法分析判断其缺陷成因。在酷暑高温天气，机组掺烧煤气其烟气热值一旦升高，就容易导致油渍着火事故，严重影响机组运行安全。本文通过对回转式空气预热器渗油故障进行分析，提出解决措施。

1 预热器工作原理

宝钢电厂预热器采用的是受热面旋转方式，圆筒形转自从上到下用隔板沿径向分隔成互不相通的若干个扇形仓，每仓又分若干层。仓内装满由波纹金属板制成的传热元件。烟气或空气通过传热元件内的缝隙上下流通进行传热。预热器转子由电动机驱动，以1～4 r／min的转速旋转，受热面不断交替通过烟气和空气流通区。转至烟气流通区时，烟气自上而下流过受热面，对受热面进行加热。

当它转至空气流通区时，高温受热面把积蓄的热量传给自下而上流过的空气［1］。每转一周完成一个热交换过程。由于烟气的容积流量比空气大，因此烟气通道占转子总横截面的50%，空气通道只占30%～40%。回转式空气预热器结构示意图如图1所示。

2 预热器渗油原因分析

机组在运行时预热器上轴承无法停机进行解体检查，故只能在设备运行时进行原因分析。初步进行空气预热器渗油原因分析如下：

图1 回转式空气预热器结构示意图

1）空气预热器油循环系统用来为空气预热器支承和导向轴承提供干净的润滑油，保证支承和导向轴承的润滑和冷却［2］。排查渗油原因首先从油系统入手，检查整个系统中油泵、润滑油过滤器、油冷却器、管道及阀门等部件，未发现有泄漏点的存在。

2）在预热器上轴承补油作业中，轴承座内油位可能超过标准油位，导致多余的润滑油溢出。到现场进行多次检查确认，油位在油标尺的标准范围内，故排除此项原因。

3）由于宝钢电厂燃料中经常掺烧高炉煤气，导致尾部烟气温度升高，并且在预热器上轴承密封处有少量漏气情况发生。故怀疑是高温烟气导致上轴承润滑油温度升高，在轴承座内部汽化后积聚滴落。临时停用单台预热器，对上轴承气封盖密封进行检查更换，消除了少量漏气缺陷，但是渗油情况并未好转。

4）轴承座本体可能存在加工制造缺陷，例如本体上有裂纹、焊接部位有漏焊、未焊透等缺陷，导致润滑油渗出。由于机组正处在运行过程中，无法进行解体检查，待年修时进行处理，在日常设备维护工作中安排专人对此区域进行检查清理，防止油渍累积引起安全隐患。

3 预热器上轴承解体方法制定及质量标准

3.1 解体方法制定

针对本次预热器上轴承解体检查项目，制定如下检修方案（见图2）：

1）待预热器上轴承项目具备开工条件，将轴承座油位计拆除，轴承箱内剩油放尽。

2）将高温端扇型板固定好，用2只20 t千斤顶将转子固定好，不因导向轴承拆除而产生转子歪斜。

3）拆除进出口冷却水管法兰，拆下轴承盖连同进口油管一起吊下。

4）拆除扇型板吊杆螺栓，并做好螺栓位置记录，拆除温度计。

5）拆松主轴锁紧螺栓和压板（拆松但不取下，防止在油压泵加压时内套筒飞出），在锁紧螺栓侧面安装油压泵软管，利用油压将内套筒与耳轴分离开［3］。

6）在外套筒平面上装吊环螺栓将轴承座整体吊出，起吊时要缓慢，一旦发现有卡涩现象，立即停止检查。

7）将轴承座与轴承分离，并用清洗剂进行部件表面清理，轴承座需进行着色探伤检查，视检查结果再制定具体修复措施。

图2 预热器上轴承解体检修方案流程图

3.2 检修项目分类及质量标准

空气预热器上轴承检修项目分类及质量标准如表1所示［4］。

表1 预热器上轴承检修项目及质量标准

4 预热器上轴承缺陷处理实施案例

在机组停机年修时，主要针对此故障，对预热器上轴承进行解体检查，排查渗油原因。在分别取出轴承座和轴承后，检查各部件外观磨损程度和尺寸，并做检修记录［5］。上轴承座解体目视检查过程中，没有发现明显的漏点。在对上轴承进行着色探伤检查后，发现有轴承座底部加强筋处有一处微小的漏点。

对此处漏点在表面打磨后进行焊接修补处理（见图3），此轴承座在上次检修过程中进行过更换。

图3 打磨修补处理

由于缺少对轴承座整体探伤的手段，还不能排除其他部位有泄漏的可能。经过协商讨论，最终采用氩弧焊对轴承座底部内圈进行满烧，在最大程度上确保轴承座底部不再有泄漏的可能（见图4）。

图4 轴承座底部内圈焊接

在对整个预热器上轴承进行回装完成后，作业人员定期去现场进行检查确认，发现该处还是存在渗油现象。由此可以判断是上轴承本体及吊杆螺栓孔结合面处存在加工缺陷，导致润滑油从结合面裂纹中渗出，并沿着表面滴落（见图5）。

图5 上轴承装复后渗油

由于此时已接近检修施工的尾声，工期已经相当紧张，重新进行上轴承解体并进行渗油处堆焊加工已经不太可能。最终确定在吊杆孔中加装内套筒的方案（见图6），在不解体设备的情况下消除渗油缺陷。

图6 吊杆孔加装内套筒

在预热器检修前上轴承平均滴油速率在8～10滴／min，在完成检修后预热器上轴承还未发现渗油现象。由于已经判断为预热器上轴承座制造加工过程中存在缺陷，还不能排除有其他漏点的可能，还需要在运行过程中进一步加强观察。在下次检修中对此轴承座进行整体探伤并进行消漏处理。

5 结语

设备故障排查及分析需要认真仔细的态度和作业人员共同的努力。经过对宝钢电厂空气预热器的检修，将进一步完善预热器检修维修作业标准，其中新增上轴承检查及其轴承座本体探伤检查工序，以便及时发现设备故障隐患，并立即进行故障处理。

［1］ 张晓梅.燃煤锅炉机组［M］.北京：中国电力出版社，2006.

［2］ 贾非.空气预热器导向轴承油系统存在问题探讨［J］.中国科技博览，2009（9）：45-46.

［3］ 董廷国，臧丽秀.回转式空气预热器的支承轴承［J］.电站系统工程，2003（7）：61-62.

［4］ 刘北平.锅炉设备检修［M］.北京：中国电力出版社，2012（9）：234-235.

［5］ 王宏，周忠喜.空气预热器底部轴承异响及更换［J］.电力建设，2007（10）：79-80.