陳振聲
1 概述
華能福州電廠2臺(tái)三菱重工制造的“三菱-CE亞臨界、單汽包、一次中間再熱、強(qiáng)制循環(huán)”燃煤鍋爐,固態(tài)排渣,在其冷灰斗下部有一臺(tái)水浸式刮板撈渣機(jī)。它與其它型式撈渣機(jī)比較,雖具有機(jī)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、檢修維護(hù)工作量小、可移動(dòng)、占地面積小等優(yōu)點(diǎn),但是在設(shè)計(jì)上也存在一些不足之處,特別是驅(qū)動(dòng)端水中轉(zhuǎn)向?qū)л喅?晦D(zhuǎn),在機(jī)組投產(chǎn)初期嚴(yán)重威脅其安全運(yùn)行。
水浸式刮板輸送機(jī)(SUB-MERGEDSCRAPER CONVEYOR)簡述SSC,是三菱重工采用美國CE公司和德國EVT公司的設(shè)計(jì)制造的。外殼為船形水槽,兼作鍋爐底部的水封槽。由冷灰斗落入的灰渣被水冷卻后,由鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)的刮板送出。水封槽、鏈條、刮板、導(dǎo)輪以及轉(zhuǎn)動(dòng)變速機(jī)構(gòu)市構(gòu)成SSC的主要部件。
水封槽的側(cè)板可拆卸往下翻轉(zhuǎn),使SSC能沿固定軌道往爐后移動(dòng),便于鍋爐搭設(shè)滿膛腳手架。
2 水中導(dǎo)輪設(shè)計(jì)特點(diǎn)及存在缺陷
為了使灰渣能由刮板帶出水面,布臵在水平槽底與傾斜出料口轉(zhuǎn)角處的驅(qū)動(dòng)端水中轉(zhuǎn)向?qū)л喪且粚冶凼捷S承組件。廠家原設(shè)計(jì)為滑動(dòng)軸承,懸臂主軸由螺母固定在殼體上,導(dǎo)輪與輪轂之間用8個(gè)M10螺栓連接,輪轂上鑲著陶瓷軸瓦,與之間配合的是表面呈鏡面的軸套。
軸瓦與軸套設(shè)計(jì)間歇為0~0.02mm。圖1為改進(jìn)前導(dǎo)輪組件的斷面圖。
圖1 改進(jìn)前導(dǎo)輪組件的斷面圖
由于該滑動(dòng)軸承市浸泡在灰水中,原設(shè)計(jì)又沒有使用密封水,廠家防止軸承卡澀不轉(zhuǎn)的措施只有選用特殊材料制造軸瓦、軸套以及嚴(yán)格控制0~0.02mm的間隙。設(shè)計(jì)者認(rèn)為這措施市有效的,還在向中方提供的說明書中提到,這一設(shè)計(jì)正在申請專利。
可是在設(shè)備剛投入運(yùn)行不久就發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)向?qū)л喛晦D(zhuǎn),使得由合金鋼加工并經(jīng)淬火處理表面硬度很高的鏈條與只是普通碳鋼加工的導(dǎo)輪產(chǎn)生摩擦,致使導(dǎo)輪的磨損速度加快。導(dǎo)輪磨損到一定程度就會(huì)失去穩(wěn)定,鏈條也可能在轉(zhuǎn)角處脫離導(dǎo)輪。另外,由于導(dǎo)輪不轉(zhuǎn),鏈條拖動(dòng)時(shí)有很大的作用力施加在導(dǎo)輪與輪轂連接的8個(gè)M10的螺栓,造成螺栓斷裂,導(dǎo)輪脫落,撈渣機(jī)被迫停止運(yùn)行,停爐搶修。1989年12月16日1號爐就發(fā)生這樣的事故。
3 原因分析及改進(jìn)方案
由于滑動(dòng)軸承組件市浸泡在灰水中,盡管廠家選用了特殊材料制瓦軸、軸套,以抗腐蝕并減少摩擦力。然而,在0~0.02mm的間隙中始終存在著灰渣顆粒,使之摩擦力逐漸加大,一旦摩擦力超過鏈條拖動(dòng)產(chǎn)生的切向拉力,導(dǎo)輪自然就不轉(zhuǎn)了。
這一缺陷暴露后,我們一方面與三菱重工交涉,一方面自己著手考慮改進(jìn)方案。在比較長的一段時(shí)間里,制造廠過分相信自己準(zhǔn)備申請專利的所謂Z新設(shè)計(jì),遲遲未對這一威脅到機(jī)組安全運(yùn)行的缺陷做出有效的回答和改進(jìn)。在此情況下,華能福州、大連兩電廠的同志準(zhǔn)備自行著手改進(jìn)。華能大連電廠首先提出將水中滑動(dòng)軸承改為滾動(dòng)軸承,在動(dòng)靜之間進(jìn)行有效的密封,在外軸端主軸中部通以密封水。由于時(shí)間關(guān)系暫時(shí)選用普通218軸承,以水作為潤滑介質(zhì)。由于該方案改動(dòng)的工作量小,很快在華能大連電廠與華能福州電廠實(shí)施了,并取得一定的效果,使用壽命超過原來的滑動(dòng)軸承,在比較長的一段時(shí)間里,轉(zhuǎn)向?qū)л嗈D(zhuǎn)動(dòng)正常。但其不足之處也顯而易見,其一是選用普通軸承又以工業(yè)水作為潤滑水(兼做密封水),軸承腐蝕難以避免;其二是由于加工和材料方面的原因,動(dòng)靜之間的密封不是盡善盡美的。盡管有密封水,但由于諸如水壓、水中懸浮物沉積等方面的原因,難以保證灰水不進(jìn)入軸承腔室,也會(huì)造成軸承滾道之間夾入異物使摩擦力大、導(dǎo)輪不轉(zhuǎn)。華能福州電廠考慮采用類似與懸臂式風(fēng)機(jī)那樣軸承組件,并著手進(jìn)行選型設(shè)計(jì)。
三菱重工在中方的多次督促下,于1990年2月向中方提交了改進(jìn)方案,也是如我們設(shè)計(jì)的懸臂式結(jié)構(gòu)。一個(gè)加工成方形的軸承箱焊接在外殼上,一對滾珠軸承型號分別為22218H(對應(yīng)國產(chǎn)型號為3218)和UCF215.廠家次設(shè)計(jì)存在的問題,一是對轉(zhuǎn)軸的動(dòng)靜密封未采用密封水,盤根容易被灰水磨損;二是前軸承組與盤根室距離太近,很難添加、更換盤根。這一型式的軸承組于1990年用在2號爐上,使用表明以上兩個(gè)缺陷確實(shí)存在。之后,三菱對設(shè)計(jì)缺陷進(jìn)行了改進(jìn)(見圖2),又向中方提供了2套(4組)帶密封水和適當(dāng)加大前軸承和盤根室距離的軸承組件,分別于1991年安裝在我廠1、2號爐上,使用至今效果良好,徹底解決了驅(qū)動(dòng)端水中轉(zhuǎn)向?qū)л喛晦D(zhuǎn)的缺陷。

圖2 改進(jìn)后導(dǎo)輪外形圖