組合式密封油擋在600MW機(jī)組一次風(fēng)機(jī)電機(jī)軸瓦上的應(yīng)用
2012-02-09作者：季廣輝 王 穎
摘 要：河北國(guó)華定州發(fā)電有限責(zé)任公司國(guó)產(chǎn)600MW機(jī)組一次風(fēng)機(jī)電機(jī)軸瓦油擋運(yùn)行中漏油嚴(yán)重，通過(guò)對(duì)電機(jī)軸瓦油擋改造消除油擋漏油問(wèn)題，提高了設(shè)備安全運(yùn)行的可靠性，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，是同類型設(shè)備改造的成功實(shí)踐。
關(guān)鍵詞：一次風(fēng)機(jī)；軸瓦油擋；風(fēng)機(jī)電機(jī)河北國(guó)華定州發(fā)電有限責(zé)任公司600MW機(jī)組一次風(fēng)機(jī)電機(jī)軸瓦在運(yùn)行過(guò)程中普遍出現(xiàn)了漏油現(xiàn)象，在機(jī)組正常運(yùn)行過(guò)程中無(wú)法進(jìn)行處理。軸瓦漏油不僅污染環(huán)境還會(huì)降低電機(jī)的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響到風(fēng)機(jī)運(yùn)行的可靠性，因此解決電機(jī)軸瓦漏油勢(shì)在必行。
河北國(guó)華定州發(fā)電有限責(zé)任公司一期工程為2×600MW上海鍋爐廠有限公司生產(chǎn)的2008t/h亞臨界參數(shù)汽包爐，采用控制循環(huán)、一次中間再熱單爐膛、四角切圓、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、露天布置燃煤鍋爐。風(fēng)煙系統(tǒng)安裝兩臺(tái)由上海鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的PAF19-12.5-2型雙級(jí)動(dòng)葉可調(diào)軸流式一次風(fēng)機(jī)，為并聯(lián)運(yùn)行。配備上海潤(rùn)滑設(shè)備廠生產(chǎn)的型號(hào)為XYZ-16GA的稀油站供電機(jī)軸瓦潤(rùn)滑，配備德國(guó)TLT技術(shù)液壓潤(rùn)滑油站為動(dòng)葉調(diào)整提供動(dòng)力。一次風(fēng)機(jī)做功所產(chǎn)生的一次風(fēng)，一部分通過(guò)SAH-Ⅱ-3DZ2790X4340X450型暖風(fēng)器，進(jìn)入三分倉(cāng)空預(yù)器進(jìn)行加熱后再進(jìn)入磨煤機(jī)，干燥原煤和合格煤粉進(jìn)入噴燃器，另外一部分冷風(fēng)通過(guò)旁路進(jìn)入磨煤機(jī)入口與熱一次風(fēng)混合后作為磨煤機(jī)出口溫度的調(diào)節(jié)風(fēng)。
一次風(fēng)機(jī)電機(jī)為上海電機(jī)廠YKK710－4型三相異步電動(dòng)機(jī)，配有兩個(gè)DQY型端蓋式球面滑動(dòng)軸承。原產(chǎn)品軸承密封為非金屬浮動(dòng)密封圈，密封效果不很理想，在運(yùn)行期間滲漏油情況比較嚴(yán)重，且一次風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行期間無(wú)法停運(yùn)，不能及時(shí)處理滲漏油。既損失潤(rùn)滑油、污染環(huán)境，同時(shí)漏油進(jìn)入電機(jī)還會(huì)縮短電機(jī)使用壽命。
風(fēng)機(jī)型號(hào)：PAF19-12.5-2
風(fēng)機(jī)內(nèi)徑：1884mm
葉輪直徑：1258mm
葉輪級(jí)數(shù)：2級(jí)
每級(jí)葉片數(shù)：24片
葉片調(diào)節(jié)范圍：-30°～ +20°
液壓缸缸徑和行程：Ф336/H50
電動(dòng)機(jī)功率：2500kW
一、漏油原因
電機(jī)軸瓦油擋采用的非金屬浮動(dòng)密封圈屬于流阻型非接觸式動(dòng)密封，是依靠密封間隙內(nèi)的流體阻力效應(yīng)而達(dá)到阻漏目的。由于存在間隙，避免了固體摩擦，適用于高速情況，既可封堵液體，也可封堵氣體，但泄漏量較大，某些情況下還須配置比較復(fù)雜的密封輔助系統(tǒng)。結(jié)合結(jié)構(gòu)特性分析漏油原因?yàn)椋?
（1）內(nèi)外環(huán)之間配合沒(méi)有密封裝置。浮動(dòng)內(nèi)環(huán)與金屬外環(huán)之間以滑道嵌入方式配合，兩者之間沒(méi)有密封措施，同時(shí)，在設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，內(nèi)環(huán)與外環(huán)結(jié)合處必然磨損，間隙加大，導(dǎo)致滲漏。
（2）內(nèi)環(huán)與軸無(wú)間隙配合，不能跟蹤軸心運(yùn)行中的正常漂移，軸的運(yùn)動(dòng)軌跡是橢圓，軸心一直處在漂移狀態(tài)，導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行磨損嚴(yán)重，安裝初期的理論效果不能長(zhǎng)時(shí)間延續(xù)保持。
二、解決方案
在一次風(fēng)機(jī)電機(jī)軸瓦兩端安裝組合式密封油擋（如圖1），替代原非金屬浮動(dòng)密封圈油擋，提高密封性能，達(dá)到零泄漏，河北國(guó)華定州發(fā)電有限責(zé)任公司在1號(hào)機(jī)組A級(jí)檢修和2號(hào)機(jī)組C級(jí)檢修中分別對(duì)在裝的4臺(tái)一次風(fēng)機(jī)進(jìn)行實(shí)施。
（1）對(duì)一次風(fēng)機(jī)電機(jī)兩端油擋改造位置的實(shí)際工況進(jìn)行測(cè)繪，并結(jié)合圖紙進(jìn)行加工、安裝、調(diào)試，不對(duì)原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行大的改變。
（2）改造后的油擋在啟、停機(jī)及運(yùn)行時(shí)不滲油、不漏油，4年內(nèi)無(wú)泄漏，符合火力發(fā)電廠安全標(biāo)準(zhǔn)。
（3）改造后的油擋不傷軸。
（4）油擋設(shè)計(jì)成剖分式，安裝檢修方便，調(diào)整靈活。
2.改造原理
（1）為避免內(nèi)環(huán)因重力作用而產(chǎn)生磨損，大多數(shù)公司都在內(nèi)環(huán)下部或兩側(cè)成120°角安裝了去重彈簧，力求將內(nèi)環(huán)重力平衡為零。河北國(guó)華定州發(fā)電有限責(zé)任公司改造前使用油擋內(nèi)環(huán)無(wú)去重裝置，而在實(shí)際中很難平衡為零。在調(diào)整彈簧時(shí)，根本無(wú)法確定運(yùn)行狀態(tài)下彈簧彈力的大小。換言之，彈簧的調(diào)整是在冷態(tài)、靜態(tài)的狀況中進(jìn)行的，熱態(tài)、動(dòng)態(tài)時(shí)彈力大小根本無(wú)從把握。
利用磁力吸合（引進(jìn)預(yù)埋磁石技術(shù)，將磁力內(nèi)環(huán)吸合在外環(huán)上）產(chǎn)生的摩擦力將去重彈簧與重力的平衡余力再平衡為零。這樣無(wú)論熱態(tài)、動(dòng)態(tài)時(shí)軸處于何種位置，內(nèi)環(huán)都體現(xiàn)出零重力的特質(zhì)。
而接觸式油擋（縮頸式）因?yàn)橐恢迸c軸無(wú)間隙運(yùn)行，安裝初期可能效果還好，但有接觸就有磨損，壽命短。隨著間隙變大，密封效果就會(huì)打折扣，出現(xiàn)泄漏嚴(yán)重的情況，還極有可能引發(fā)風(fēng)機(jī)振動(dòng)。
（2）內(nèi)環(huán)與軸動(dòng)態(tài)同心竄動(dòng)。內(nèi)環(huán)對(duì)軸顯現(xiàn)了零重力，但軸的運(yùn)動(dòng)軌跡是橢圓，軸心一直處在漂移狀態(tài)，這樣就會(huì)與內(nèi)環(huán)發(fā)生接觸。為解決這個(gè)問(wèn)題，將內(nèi)環(huán)與外環(huán)在徑向設(shè)計(jì)有3～5mm退讓間隙，內(nèi)環(huán)既寬又輕，壓強(qiáng)低、動(dòng)量小、退讓空間大，這樣軸心漂移或撓度彎曲而改變軸心位置時(shí)，內(nèi)環(huán)也能實(shí)時(shí)跟蹤軸心并停留在新的平衡處，從而保證油擋始終處在良好的密封狀態(tài)。
（3）內(nèi)環(huán)與外環(huán)間隙的密封。內(nèi)環(huán)相對(duì)外環(huán)有了運(yùn)動(dòng)，能否保證內(nèi)外環(huán)的接觸面密封呢？其實(shí)內(nèi)環(huán)自身具有良好的潤(rùn)滑性說(shuō)明其有著極低的摩擦系數(shù)，這樣必然要有足夠的磁力吸合力才能做到內(nèi)環(huán)零重力。由內(nèi)環(huán)的摩擦系數(shù)可推得吸合力是何等之大，且根據(jù)每套油擋的工況嚴(yán)格配置磁力，如此大的吸合力能保證內(nèi)外環(huán)間隙始終處于密封狀態(tài)（改造前使用油擋無(wú)密封裝置）。
（4）其他輔助結(jié)構(gòu)。外環(huán)上的回油網(wǎng)能起到除灰的作用。油擋設(shè)計(jì)為剖分式，安裝檢修方便，調(diào)整靈活。
3.具體改造方法
一次風(fēng)機(jī)電機(jī)軸瓦油擋改造在大修設(shè)備解體后現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地測(cè)繪，根據(jù)設(shè)備尺寸加工軸封并進(jìn)行安裝調(diào)試。
施工流程：施工技術(shù)準(zhǔn)備→軸瓦解體→實(shí)地測(cè)繪→軸封制作→軸封改進(jìn)→進(jìn)行安裝→調(diào)整間隙→設(shè)備試運(yùn)。
（1）電機(jī)軸瓦解體：拆下電機(jī)風(fēng)扇部分；拆除電機(jī)端蓋，軸瓦上蓋解體并測(cè)量瓦頂間隙后吊下上蓋；松開(kāi)軸瓦連接螺栓，測(cè)量軸頂、瓦口、推力、膨脹間隙；用千斤頂頂起電機(jī)轉(zhuǎn)子，翻出下軸瓦；檢查軸頸、下軸瓦。
（2）軸封測(cè)繪：根據(jù)承力端、推力端不同尺寸進(jìn)行測(cè)量，繪制加工圖紙，制作密封裝置（如圖2、圖3）。
（4）安裝調(diào)整：清理軸承油室；用千斤頂頂起電機(jī)轉(zhuǎn)子，放入下軸瓦；測(cè)量瓦口、推力、膨脹間隙；扣上瓦，壓鉛絲測(cè)量軸頂間隙；安裝軸封，調(diào)整間隙。
（5）安裝工藝及標(biāo)準(zhǔn)：，將軸徑上安裝內(nèi)環(huán)位置的表面擦干凈，并用細(xì)砂紙拋光，如果軸上有溝槽，應(yīng)將溝槽兩側(cè)打磨光滑，不能有突起。第二，鋼外環(huán)的安裝。將外環(huán)上的止動(dòng)鍵取下來(lái)，然后將外環(huán)與原齒片式油擋的外擋用原來(lái)的螺栓組合在一起，同時(shí)注意水平結(jié)合面必須與外擋保持一致。在主軸放回之前如具備條件應(yīng)先安裝好下半環(huán)，主軸定位后，將內(nèi)環(huán)先試裝上，查看左右位置必須考慮主軸在啟機(jī)之后的前后竄動(dòng)。如不合適及時(shí)調(diào)整外環(huán)的左右位置，注意外環(huán)上下兩半左右位置必須一致。調(diào)整好后取下內(nèi)環(huán)等，扣缸之前再重新安裝內(nèi)環(huán)。再次安裝內(nèi)環(huán)時(shí)，必須在軸徑上涂好潤(rùn)滑油，同時(shí)調(diào)整內(nèi)環(huán)的上下間隙，即調(diào)整彈簧，使內(nèi)環(huán)與軸的間隙達(dá)到上面1/3下面2/3。同時(shí)在內(nèi)環(huán)的上部?jī)?chǔ)油池加足夠的潤(rùn)滑油，并充分轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)環(huán)促使內(nèi)環(huán)內(nèi)表面均有充足的潤(rùn)滑油形成油膜；然后將鍵安裝好扣蓋，扣蓋過(guò)程中必須在現(xiàn)場(chǎng)觀察以免瓦蓋偏移壓壞內(nèi)環(huán)上半部。第三，鋁合金外環(huán)的安裝。先試裝外環(huán)，查看外環(huán)齒處與軸的間隙值，一般應(yīng)按如下要求進(jìn)行調(diào)整。直徑在250mm以下的間隙值為：0.05～0.15mm，內(nèi)油擋直徑為200mm,
外油擋直徑為220mm。調(diào)整好間隙值之后再按照鋼外環(huán)的安裝工藝進(jìn)行安裝，安裝后應(yīng)調(diào)整外環(huán)齒處的間隙值，使之達(dá)到上部2/3下部1/3。
（6）一次風(fēng)機(jī)電機(jī)軸瓦油擋間隙測(cè)量記錄如下（注：風(fēng)機(jī)側(cè)為外油擋，電機(jī)側(cè)為內(nèi)油擋）。
1）①一次風(fēng)機(jī)外環(huán)齒與軸的間隙（單位mm）。
#2軸瓦風(fēng)機(jī)側(cè)： #2軸瓦電機(jī)側(cè)：
②一次風(fēng)機(jī)外環(huán)齒與軸的間隙。
#2軸瓦風(fēng)機(jī)側(cè)： #2軸瓦電機(jī)側(cè)：
2）①一次風(fēng)機(jī)外環(huán)齒與軸的間隙（單位mm）。
#2軸瓦風(fēng)機(jī)側(cè)： #2軸瓦電機(jī)側(cè)：
②一次風(fēng)機(jī)外環(huán)齒與軸的間隙。
#2軸瓦風(fēng)機(jī)側(cè)： #2軸瓦電機(jī)側(cè)：
三、改造效果
河北國(guó)華定州發(fā)電有限責(zé)任公司通過(guò)兩次機(jī)組檢修對(duì)一期工程在裝的4臺(tái)一次風(fēng)機(jī)電機(jī)軸瓦油擋進(jìn)行改造，用組合式密封油擋替代原非金屬浮動(dòng)密封圈油擋，提高了油擋密封性能，試運(yùn)后效果良好，無(wú)滲漏情況發(fā)生。
此次一次風(fēng)機(jī)電機(jī)軸瓦油擋改造費(fèi)用（見(jiàn)表1）嚴(yán)格控制在預(yù)算費(fèi)用之內(nèi)。
表1 4臺(tái)一次風(fēng)機(jī)電機(jī)軸瓦油擋改造實(shí)際發(fā)生費(fèi)用明細(xì)（單位：萬(wàn)元）
通過(guò)電機(jī)軸瓦油擋改造使用組合式密封油擋消除了兩側(cè)油擋漏油情況，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，減少了對(duì)周圍環(huán)境的污染，降低了設(shè)備維護(hù)的工作量。同時(shí)為公司創(chuàng)優(yōu)、NOSA評(píng)審工作順利完成奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在同類型設(shè)備上有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。
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