二次濾網(wǎng)在膠球清洗裝置運行中損壞的原因及處理分析？

1◆二次濾網(wǎng)運行背景：
原合山電廠#6機B二次濾網(wǎng)為無錫市華東電力設備有限公司設計生產(chǎn)的EPL---1400型排污斗旋轉(zhuǎn)負壓反沖洗二次濾網(wǎng)。該二次濾網(wǎng)是汽輪機凝結(jié)器裝置的重要設備，其作用是過濾凝結(jié)器的冷卻水，除去可能堵塞凝結(jié)器管子的雜物，以提高凝結(jié)器冷卻水管的清潔度，提高換熱效率，改善凝結(jié)器的真空，降低發(fā)電煤耗。
連云港紅盛橡膠制品有限公司

它由電動裝置、傳動桿、二級傳動裝置、水平軸承室、網(wǎng)芯、輻板、殼體、排污斗八大部分組成。該二次濾網(wǎng)，利用負壓產(chǎn)生反沖效果，清理掉水中雜物。冷卻水從弧形網(wǎng)芯內(nèi)部往外部流動，垃圾積在網(wǎng)壁上。網(wǎng)芯分成十二個網(wǎng)格，排污時，排污斗對準某一格，電動排污門打開，形成負壓，冷卻水通過網(wǎng)芯反向從排污斗排出，網(wǎng)格上的垃圾被沖走。間隔一定時間（設定值為2分鐘）后，二級傳動裝置帶動排污斗轉(zhuǎn)動至下一個網(wǎng)格，該網(wǎng)格開始清理12個網(wǎng)格依次清理完為一個清洗周期。
清洗完畢電動排污門關(guān)閉。二次濾網(wǎng)不運行時，垃圾積在網(wǎng)壁上，網(wǎng)芯前后產(chǎn)生壓差，壓差升高時（即網(wǎng)芯后無壓力），表明垃圾聚集較多，需要清理。#6機二次濾網(wǎng)安裝完畢。正式運行后曾多次發(fā)生故障，雖然也頻繁處理缺陷，但是對二次濾網(wǎng)發(fā)生的故障一直未能采取行之有效的解決方法。#6機B二次濾網(wǎng)嚴重損壞，使該二次濾網(wǎng)不能正常排污，大量垃圾堵積在網(wǎng)壁上，導致凝結(jié)器的冷卻水量大大減少, 凝結(jié)器真空下降，#6汽輪機被迫在低負荷運行，經(jīng)濟性變差。對應的單元制鍋爐也要投燃油來穩(wěn)定燃燒，以適應在低負荷運行，這使得油耗增高，導致了廠發(fā)電成本增高。
2◆二次濾網(wǎng)故障情況：
2.1 #6機B二次濾網(wǎng)次故障的情況及檢修時進行的消缺工作
運行人員告知B二次濾網(wǎng)電動裝置的電動機發(fā)熱。機修派人檢查，電動裝置處于電動狀態(tài)時，電動機帶動起來很吃力（運轉(zhuǎn)時可聽到周期性響聲）。把電動裝置切換到手動狀態(tài)，手動狀態(tài)時可以看見外部傳動軸轉(zhuǎn)動。傳動軸每轉(zhuǎn)動一圈，手感覺是周期性的吃力。初步判斷是二次濾網(wǎng)內(nèi)部存在非正常阻力。當天晚上機組降負荷，檢查二次濾網(wǎng)內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)電動裝置軸心線與二級傳動裝置軸心線圓周偏差8mm。
分析認為圓周偏差太大，造成了電動機在運行中要承受額外周期性載荷，故其發(fā)熱。檢修時通過割除和補焊二次濾網(wǎng)殼體來調(diào)整電動裝置地腳螺栓孔的位置，從而達到消除電動裝置軸心與二級傳動裝置軸心線圓周偏差的目的。處理完畢后，手動、電動狀態(tài)不再聽到周期性響聲，電動機也不再發(fā)熱。
2.2 #6機B二次濾網(wǎng)第二次故障的情況及檢修時進行的消缺工作
運行人員告知#6機B二次濾網(wǎng)后壓力0.015Mpa，且電動狀態(tài)排污后，二次濾網(wǎng)網(wǎng)后壓力不見升起。機修派人檢查，發(fā)現(xiàn)二次濾網(wǎng)處于電動狀態(tài)排污時電動裝置不會自動停止（正常工作時：電動裝置轉(zhuǎn)動13秒鐘，讓排污斗對準某一排污格，然后停頓120秒鐘，讓排污斗自動排污）。又切換到手動狀態(tài)，手動狀態(tài)時可以看見外部傳動軸轉(zhuǎn)動，但手感不吃力。手動狀態(tài)排污數(shù)分鐘，二次濾網(wǎng)后壓力也不見升起。
初步判斷二次濾網(wǎng)內(nèi)部有問題。由于當時負荷緊張，不允許停機處理，故二次濾網(wǎng)帶病運行。#6機降負荷，解體B二次濾網(wǎng)內(nèi)部二級傳動裝置，發(fā)現(xiàn)蝸輪室內(nèi)裝滿了泥沙和水，兩只7308軸承的彈珠（滾柱）破碎，蝸輪磨損嚴重，蝸輪輪齒扣不上蝸桿，造成了傳動失效，不能正常排污。由于檢修時間短，故檢修時把蝸輪室內(nèi)的泥沙和水清理干凈后，更換一只新蝸輪和兩只7308軸承，并聯(lián)系熱工人員更換一只時間繼電器后，試轉(zhuǎn)正常。#6機二次濾網(wǎng)第三次故障的情況及檢修時進行的消缺工作
運行中，發(fā)現(xiàn)B二次濾網(wǎng)網(wǎng)后壓力0.01Mpa，且電動狀態(tài)排污后，二次濾網(wǎng)網(wǎng)后壓力不見升起。機修派人檢查，二次濾網(wǎng)處于電動狀態(tài)排污時，看見外部傳動軸不轉(zhuǎn)動，二次濾網(wǎng)后壓力也不見升起。又切換到手動狀態(tài)，手動狀態(tài)時可以看見外部傳動軸轉(zhuǎn)動，手動狀態(tài)時略感吃力。手動狀態(tài)排污數(shù)分鐘，二次濾網(wǎng)網(wǎng)后壓力升起。說明手動狀態(tài)正常，初步判斷問題出在電動裝置上。當天解體電動裝置，發(fā)現(xiàn)一只鋁質(zhì)蝸輪輪齒被磨平，造成傳動失效，不能正常排污。檢修時更換一只材質(zhì)為錫青銅的蝸輪，電動狀態(tài)試轉(zhuǎn)正常。
2.4 #6機二次濾網(wǎng)第四次故障的情況及檢修時進行的消缺工作
運行人員電話告知B二次濾網(wǎng)后壓力0.02Mpa，且電動、手動狀態(tài)排污之后，B二次濾網(wǎng)網(wǎng)后壓力升不起。機修派人檢查，發(fā)現(xiàn)處于電動狀態(tài)時可以看見外部傳動軸轉(zhuǎn)動。又切換到手動狀態(tài)，手動狀態(tài)時也可以看見外部傳動軸轉(zhuǎn)動，但手感不吃力，手動狀態(tài)排污數(shù)分鐘，B二次濾網(wǎng)網(wǎng)芯后壓力也不見升起。初步判斷二次濾網(wǎng)內(nèi)部有問題。#6機降負荷，解體B二次濾網(wǎng)內(nèi)部二級傳動裝置。發(fā)現(xiàn)蝸輪室內(nèi)裝滿了泥沙和水，蝸輪及蝸桿磨損嚴重，但仍能勉強使用。把電動裝置切換到手動狀態(tài)，在二級傳動裝置蝸輪室內(nèi)可以看見蝸輪轉(zhuǎn)動而水平軸不轉(zhuǎn)動，再仔細檢查發(fā)現(xiàn)蝸輪與蝸輪套之間的焊縫已經(jīng)開裂，蝸輪與蝸輪套有相對運動，導致傳動失效，不能正常排污。檢修時把蝸輪室內(nèi)的泥沙和水清理干凈后，從蝸輪室內(nèi)拆下蝸輪與蝸輪套，用磨光機打磨蝸輪和蝸輪套的焊接處，使之形成V坡口，以便焊接時能提高焊接強度。為了安全起見，此次檢修也更換了新蝸輪及蝸桿和兩只7308軸承。處理完畢回裝，試轉(zhuǎn)正常。
2.5 #6機二次濾網(wǎng)第五次故障的情況
運行人員電話告知B二次濾網(wǎng)后壓力0.01Mpa，且電動、手動狀態(tài)排污后壓力升不起。機修派人檢查，發(fā)現(xiàn)處于電動狀態(tài)時電動裝置運轉(zhuǎn)正常。把電動裝置切換到手動狀態(tài)，手動狀態(tài)時可以看見外部傳動軸轉(zhuǎn)動，但手感不吃力，手動狀態(tài)排污數(shù)分鐘，B二次濾網(wǎng)網(wǎng)后壓力也不見升起。初步判斷二次濾網(wǎng)內(nèi)部有問題。#6機降負荷，解體B二次濾網(wǎng)內(nèi)部二級傳動裝置。發(fā)現(xiàn)才過了兩天的時間，蝸輪室內(nèi)又裝滿了泥沙和水。把電動裝置切換到手動狀態(tài)，在二級傳動裝置蝸輪室內(nèi)可以看見蝸輪轉(zhuǎn)動及水平軸也轉(zhuǎn)動，但變側(cè)的排污斗不轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象。
再認真檢查，發(fā)現(xiàn)排污斗與輻板頂處間隙太小，有碰磨現(xiàn)象，并發(fā)現(xiàn)在水平軸與排污斗連接的軸頸處已被扭斷。由于水平軸軸頸已被扭斷，無法把扭矩傳遞給排污斗，導致傳動失效，不能正常排污。再解體水平軸承室，發(fā)現(xiàn)軸承室內(nèi)裝滿了泥沙和水，爐側(cè)那只7316軸承的彈珠（滾柱）破碎，軸承的外圈已破裂。由于此次二次濾網(wǎng)損壞特別嚴重，短時間內(nèi)無法處理好，而負荷又緊張，不允許降負荷太久，故只能人工清理網(wǎng)芯上的垃圾后，扣上人孔門，恢復機組運行。該二次濾網(wǎng)從此用人工清理網(wǎng)芯的垃圾。此人工清理方法一直維持到#6機大修。
3◆二次濾網(wǎng)損壞的原因分析：
針對#6機B二次濾網(wǎng)嚴重損壞的問題，汽機分場組織有關(guān)人員進行了損壞的原因分析。二級傳動裝置軸端部密封結(jié)構(gòu)不合理泥沙和水 聯(lián)軸器 圖。每次解體二級傳動裝置，都發(fā)現(xiàn)蝸由此進入 輪室里裝滿泥沙和水，兩只7308軸承的軸承端蓋 彈珠（滾柱）破碎，蝸輪及蝸桿磨損嚴重。分析認為二級傳動裝置軸端的O型O型膠圈密封膠圈的密封形式屬于動密封形式，蝸輪室 其密封效果差。
它是導致泥沙和水進入蝸桿 蝸輪室的原因。泥沙和水使7308軸承彈7308軸承 珠及外圈失去潤滑而產(chǎn)生銹蝕坑點，進而使軸承在運行中局部受力增大，使彈二級傳動裝置軸端部密封結(jié)構(gòu)圖 珠破碎。彈珠破碎導致蝸桿軸向定位無依靠，使蝸桿軸向竄動量增大，蝸桿與蝸輪嚙合分離，傳動失效。并且泥沙進入蝸輪室，加速了蝸輪及蝸桿的磨損，蝸輪輪齒被磨平后，使蝸輪與蝸桿嚙合不起，造成傳動失效。故二級傳動裝置軸端部密封結(jié)構(gòu)不合理是造成二次濾網(wǎng)傳動失效的主要原因。
3.2 正常排污時排污斗上存在軸向力
根據(jù)EPL---1400二次濾網(wǎng)的工作原理，當電動排污門打開后（即正常排污時），排污斗內(nèi)外壁就形成壓差。根據(jù)排污斗形狀及尺寸，可以算出排污斗的承壓面積。依據(jù)排污斗內(nèi)外壁的壓差和承壓面積可以計算出排污斗在正常排污時約受21.5KN的軸向力作用，軸向力方向由變側(cè)指向爐側(cè)。正常排污時存在如此大的軸向力，該軸向力產(chǎn)生兩個方面的影響。
一個方面，該軸向力的存在總是力圖使排污斗和水平軸朝爐側(cè)方向竄動，這就加劇了爐側(cè)那只7316軸承的載荷，使之更易損壞。另一個方面，該軸向力從排污斗形心平移到排污斗根部軸套時，就會對水平軸軸頸產(chǎn)生彎矩，如果水平軸軸頸直徑太小，在此彎矩作用下，水平軸軸頸就有可能彎斷。該軸向力的存在是由二次濾網(wǎng)的工作原理所決定的，不可能消除它。在改造二次濾網(wǎng)時，應該充分重視該軸向力的影響。
3.3 水平軸承室端蓋密封結(jié)構(gòu)不合理
為水平軸承室密封結(jié)構(gòu)圖。解體水平軸承室，發(fā)現(xiàn)水平軸 軸承室里裝滿了泥沙和水，兩只7316軸承的彈珠破碎及外圈破裂。分析認為軸承室端蓋的毛氈密封效果差，是導致泥沙和水水進入軸承室的原因。爐側(cè)7316軸承 泥沙和水使7316軸承彈珠及外圈失去潤滑而產(chǎn)生銹蝕坑點，進而使軸承在運行中局部端蓋毛氈 排污斗 泥沙和水由此進入 受力增大，使外圈破裂。水平軸承室端部密封結(jié)構(gòu) 那只7316軸承彈珠及外圈破碎使水平軸軸向定位無依靠。當電動排污門打開時，此時作用在排污斗上的軸向力使排污斗和水平軸一起往爐側(cè)竄動。當排污斗往爐側(cè)軸向竄動量超過4mm時，排污斗就與輻板碰磨，碰磨嚴重時就會發(fā)生卡死?？ㄋ篮缶褪棺枇剡h遠超過設計值（102kg.m）。解體檢查發(fā)現(xiàn)排污斗與輻板頂部有碰磨的現(xiàn)象來判斷，排污斗與輻板卡死是造成水平軸軸頸扭斷及二級傳動裝置蝸輪套焊縫開裂的原因。而造成排污斗與輻板卡死的根本原因是水平軸承室密封結(jié)構(gòu)不合理。
4◆二次濾網(wǎng)損壞的處理對策：
根據(jù)對二次濾網(wǎng)損壞的原因的分析，二次濾網(wǎng)損壞的處理對策應該是采用可靠性高的 密封結(jié)構(gòu)來消除二級傳動裝置軸端部及水平軸承室端蓋處漏進泥沙和水，兼顧考慮增大水 平軸軸頸直徑。具體改造是：設計用一種靜密封結(jié)構(gòu)來代替原先的動密封結(jié)構(gòu)。
考慮增大水平軸軸頸直徑。設計用一種骨架密封圈結(jié)構(gòu)來代替原先 的單根毛氈密封結(jié)構(gòu)。大修期間開始進行具體的措施實施。圖1中用虛 線圈著的兩個地方，為要改造的地方。一個目的是，不用解體二次濾網(wǎng)，在二次濾網(wǎng)外面就可以直觀地判斷有無水漏進軸承室。若有水漏進軸承室，水就從排引水管流出，一目了然，以便驗證改造后的密封效果。
另一個目的是，若有微量水漏往軸承室，水則往此排引水管流出，漏水不進入軸承室。保護軸承不銹蝕。 在新加工的水平軸上堆焊不銹鋼焊條。
在水平軸上，把與骨架密封圈接觸的地方預先車小2mm，然后堆焊上不銹鋼焊條，再把該處車光滑。經(jīng)過這樣處理的軸因不生銹，故對骨架密封圈磨損很小，利于延長骨架密封圈的壽命，密封效果。 加工一只新端蓋。根據(jù)裝配尺寸要求，配車一只新端蓋9。
更換軸承型號。為了配合原軸承室改動，故軸承型號也跟著變。采用4只7314軸承代替原設計的2只7316軸承。 加工兩只擋油環(huán)。在水平軸上焊擋油環(huán)，目的是不讓軸承的潤滑脂往軸承室中部流動。
為了檢驗對策實施后二次濾網(wǎng)運行的長期效果。#6機B二次濾網(wǎng)改造后至今一直跟蹤觀察它的運行狀況，這5年以來排引水管沒有發(fā)現(xiàn)水流出。#6機大修，為了進一步確認二次濾網(wǎng)改造后的性能，打開了B二次濾網(wǎng)二級傳動裝置的大端蓋，蝸輪室內(nèi)無泥沙和水，蝸輪及蝸桿無明顯磨損。#6機B二次濾網(wǎng)改造后運行5年里，沒發(fā)生過一次故障。運行檢驗表明#6機B二次濾網(wǎng)改造是成功的。

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