〔摘 要〕 介紹了珠海發電廠1,2號爐4臺空氣預熱器(以下簡稱"空預器")在運行中出現動靜部分發生摩擦或卡死跳停,附件軸承套、支撐管損壞,底部支撐梁撓度超標等異常現象,并在分析原因的基礎上對空預器上部的煙道膨脹節及支吊架進行了調整改造,使空預器運行基本正常的措施。
〔關鍵詞〕 空氣預熱器;支吊架;膨脹節;支撐管
1 空預器存在的問題
珠海發電廠1,2號爐4臺空預器自機組2000年投產以來,運行經常不正常,多次影響機組帶正常負荷,其中2001年全年因為空預器的缺陷降低出力共10次,其主要現象為:
(1) 冷態時按設計數據調節的空預器動靜間隙(徑向、軸向、環向),經過一段時間的運行(2~3個月)后便會出現轉子傾斜、部分動靜間隙異常,導致空預器馬達電流增大甚至過載調停現象;
(2) 4臺空預器上導軸承連接套均發生過斷裂,累計斷裂次數達5次;
(3) 1號爐A側空預器熱端二次風側煙道殼體的內部支撐桿拉裂;1號爐空預器頂部煙道膨脹節1(見圖1)護板將煙道支撐管壓擠下凹變形,壓痕最大約3 mm深(靠近GSH01支吊架處的支撐管被壓最嚴重);
(4) 空預器底部支撐梁撓度超標,1999年11月和2001年12月測量1號機組空預器底部梁撓度值,其結果見表1。
表1 空預器底部支撐梁撓度測量值
1A空預器 |
1B空預器 | |||
1號梁 |
2號梁 |
1號梁 |
2號梁 | |
1999年 |
17mm |
20mm | ||
2001年 |
25mm |
23mm |
24mm |
20mm |
注:1號梁靠爐后,2號梁靠爐前。空預器底部支撐梁長度為14 252 mm。按我國電力行業規范(DL/T 5047-95)支撐梁的最大撓度為14.252 mm。
2 原因分析
針對空預器運行中出現的上述4種異常現象,經電廠、鍋爐設計廠家及空預器廠家共同進行現場測量和技術分析認為:4種異常現象的根源主要是由于空預器上部鍋爐尾部煙道膨脹節設計不合理而引起的。其分析如下:
鍋爐熱態時,煙道向下膨脹,而空預器以底部支撐梁為膨脹死點向上膨脹,熱態時向下與向上的膨脹量靠膨脹節1和膨脹節2來吸收調節,但從現場膨脹節支撐管的壓痕可判斷膨脹節1和膨脹節2的膨脹量不夠,膨脹節護板銷孔與叉銷相互擠壓導致鍋爐尾部煙道膨脹節1和膨脹節2成為沒有膨脹余量的(銷孔與護板見圖2)膨脹節,使機組高負荷時尾部煙道的膨脹量無法吸收。這樣在鍋爐尾部煙道膨脹力F1和空預器膨脹力F2的聯合作用下使得空預器外殼變形,且合力(F1+F2)通過空預器外殼將力加到空預器內部的支撐管上,將空預器內部的頂部支撐管焊口拉裂,最后使空預器底部支撐梁撓度增大。由于空預器受該合力的作用,雖然冷態時空預器動靜之間的間隙是合理的,但熱態時在外殼變形下會引起部分間隙的異常變化而導致空預器動靜部分摩擦、電流增大甚至過負荷跳閘;而空預器頂部導向軸承起到固定轉子和限制轉子傾斜的作用,使導向軸承連接套成為薄弱點,在合力下會導致軸承連接套斷裂。從圖1分析看,該合力(F1+F2)對底部1號梁的擠壓力大于2號梁,因此1號梁的撓度也比2號梁的大。
3 改進措施
(1) 調整煙道支吊架,限制煙道向下的膨脹量。2001年5月,鍋爐制造廠三菱重工對1,2號機組鍋爐空預器頂部煙道段(膨脹節1與膨脹節2之間)支吊架進行了調整,并在空預器入口煙道段GSH03、GSH06支吊架上增加了剛性支吊架,以限制入口煙道段熱態時向下的膨脹量,以消除對空預器的附加力。
(2) 從現場的檢查來看,熱態時膨脹節1的導向槽已壓死,已失去膨脹的彈性作用,變成了剛性金屬連接件,因此對膨脹節1的限位板的槽孔進行了改造,即把每小塊膨脹節的槽孔的中心長度由77 mm變成117 mm(見圖2),這樣尾部煙道段的膨脹節1的壓縮量增大,基本上消除了煙道對空預器的附加力。
4 結束語
經過鍋爐煙道膨脹節1及彈簧支吊架的改造和調整后,珠海發電廠2臺空預器運行基本正常。由此可見空預器作為鍋爐煙風系統的一個設備,其運行異常時,除了在空預器本身設備找原因外,還應該考慮到整個煙風系統的膨脹節、支吊架等部件的設計是否合理。最近,英國豪頓(HOWDEN)公司在空預器的設計和現場安裝上已有兩方面的改變:
(1) 改變連接套的尺寸,提高連接套的強度,從而提高連接套的使用壽命;
(2) 與鍋爐煙風道的連接改用非金屬膨脹節,以徹底消除煙風道膨脹的附加力。
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