锅炉捞渣机水中导轮故障分析及改进
陈振声
1 概述
华能福州电厂2台三菱重工制造的“三菱-CE亚临界、单汽包、一次中间再热、强制循环”燃煤锅炉，固态排渣，在其冷灰斗下部有一台水浸式刮板捞渣机。它与其它型式捞渣机比较，虽具有机构简单、工作稳定、检修维护工作量小、可移动、占地面积小等优点，但是在设计上也存在一些不足之处，特别是驱动端水中转向导轮常卡涩不转，在机组投产初期严重威胁其安全运行。
水浸式刮板输送机（SUB-MERGEDSCRAPER CONVEYOR）简述SSC，是三菱重工采用美国CE公司和德国EVT公司的设计制造的。外壳为船形水槽，兼作锅炉底部的水封槽。由冷灰斗落入的灰渣被水冷却后，由链条转动的刮板送出。水封槽、链条、刮板、导轮以及转动变速机构市构成SSC的主要部件。
水封槽的侧板可拆卸往下翻转，使SSC能沿固定轨道往炉后移动，便于锅炉搭设满膛脚手架。
2 水中导轮设计特点及存在缺陷
为了使灰渣能由刮板带出水面，布置在水平槽底与倾斜出料口转角处的驱动端水中转向导轮是一对悬臂式轴承组件。厂家原设计为滑动轴承，悬臂主轴由螺母固定在壳体上，导轮与轮毂之间用8个M10
螺栓连接，轮毂上镶着陶瓷轴瓦，与之间配合的是表面呈镜面的轴套。轴瓦与轴套设计间歇为0～0.02mm。图1为改进前导轮组件的断面图。
图1 改进前导轮组件的断面图、
由于该滑动轴承市浸泡在灰水中，原设计又没有使用密封水，厂家防止轴承卡涩不转的唯一措施只有选用特殊材料制造轴瓦、轴套以及严格控制0～0.02mm的间隙。设计者认为这措施市有效的，还在向中方提供的说明书中提到，这一设计正在申请专利。
可是在设备刚投入运行不久就发现转向导轮卡涩不转，使得由合金钢加工并经淬火处理表面硬度很高的链条与只是普通碳钢加工的
导轮产生摩擦，致使导轮的磨损速度加快。导轮磨损到一定程度就会失去稳定，链条也可能在转角处脱离导轮。另外，由于导轮不转，链条拖动时有很大的作用力施加在导轮与轮毂连接的8个M10的螺栓上，造成螺栓断裂，导轮脱落，捞渣机被迫停止运行，停炉抢修。1989年12月16日1号炉就发生这样的事故。
3 原因分析及改进方案
由于滑动轴承组件市浸泡在灰水中，尽管厂家选用了特殊材料制瓦轴、轴套，以抗腐蚀并减少摩擦力。然而，在0～0.02mm的间隙中始终存在着灰渣颗粒，使之摩擦力逐渐加大，一旦摩擦力超过链条拖动产生的切向拉力，导轮自然就不转了。
这一缺陷暴露后，我们一方面与三菱重工交涉，一方面自己着手考虑改进方案。在比较长的一段时间里，制造厂过分相信自己准备申请专利的所谓最新设计，迟迟未对这一威胁到机组安全运行的缺陷做出有效的回答和改进。在此情况下，华能福州、大连两电厂的同志准备自行着手改进。华能大连电厂首先提出将水中滑动轴承改为滚动轴承，在动静之间进行有效的密封，在外轴端主轴中部通以密封水。由于时间关系暂时选用普通218轴承，以水作为润滑介质。由于该方案改动的工作量小，很快在华能大连电厂与华能福州电厂实施了，并取得一定的效果，使用寿命超过原来的滑动轴承，在比较长的一段时间里，转向导轮转动正常。但其不足之处也显而易见，其一是选用普通轴承又以工业水作为润滑水（兼做密封水 ），轴承腐蚀难以避免；其二是由于加工和材料方面的原因，动静之间的密封不是尽善尽美
的。尽管有密封水，但由于诸如水压、水中悬浮物沉积等方面的原因，难以保证灰水不进入轴承腔室，也会造成轴承滚道之间夹入异物使摩擦力加大、导轮不转。华能福州电厂考虑采用类似与悬臂式风机那样轴承组件，并着手进行选型设计。
三菱重工在中方的多次督促下，于1990年2月向中方提交了改进方案，也是如我们设计的悬臂式结构。一个加工成方形的轴承箱焊接在外壳上，一对滚珠轴承型号分别为22218H（对应国产型号为3218）和UCF215.厂家第一次设计存在的问题，一是对转轴的动静密封未采用密封水，盘根容易被灰水磨损；二是前轴承组与盘根室距离太近，很难添加、更换盘根。这一型式的轴承组于1990年用在2号炉上，使用表明以上两个缺陷确实存在。之后，三菱对设计缺陷进行了改进（见图2），又向中方提供了2套（4组）带密封水和适当加大前轴承和盘根室距离的轴承组件，分别于1991年安装在我厂1、2号炉上，使用至今效果良好，彻底解决了驱动端水中转向导轮卡涩不转的缺陷。
图2 改进后导论外形图
锅炉捞渣机水中导轮故障分析及改进
