预热器烧损的处理

沙角发电总厂A厂5号炉是上海锅炉公司生产的300 MW亚临界、一次中间再热、控制循环型锅炉，配套2台型号为2－29V1－（CT）－1676三分仓容克式空气预热器，于1993年正式投入生产。
2000年2月7日，该机组第2次大修结束，完成各项试验停运后A空预器发生二次燃烧，造成该空气预热器严重损坏。经初步检查发现，空预器转子扇形仓及波纹板箱烧坏约2／3，底部支承梁被烧损弯曲变形，其它部件也有不同程度的损坏。经过1个月的抢修，该空预器于2000年3月7日抢修完成并投入运行，从A空预器运行的各种参数观察，本次抢修工作相当成功。

1　空预器底部支承梁的修复
1．1　底部支承梁的损坏情况
　　空预器底部支承梁的结构如图1所示，由1块顶板、1块底板及2块侧板焊接组成，长约11 m，高约1．5 m，宽约3．3 m，梁的主要受力部位是2块侧板，其厚度为20 mm，材料是Q235钢。支承轴承座通过18根M30的螺栓吊在梁的底板，空预器整个转动部分共约3．7 MN重量通过支承轴承座作用在整个底梁上。




　　在本次空预器二次燃烧中支承梁损坏严重，经检查发现，整个大梁沿长度方向在中部位置向下弯曲约70 mm，底板在支承轴承座处两侧约倾斜10mm（即左右边水平相差10 mm），2块侧板表面被烧后发生凹凸变形。显然，支梁已发生了严重的塑性变形，支承梁的刚度和强度已不足以支承原重量。
1．2　底部支承梁的修复处理
　　进行底部支承梁修复时，主要从梁的强度及变形两方面考虑。
a）变形的处理
　　底部支承梁的下沉变形主要影响到空预器三向密封（径向密封、轴向密封、旁路密封）的安装调整和支承轴承座安装时的水平度。考虑到其对三向密封的影响可以通过调整扇形板（或弧形板）及密封片进行处理，而对支承轴承座安装水平度的影响可以通过调整轴承座与底板之间的垫片的厚度进行调整（如图1所示），在抢修时间及费用条件不允许的情况下，综合各方面考虑，决定不对底梁的变形进行修复处理。
b）提高梁的强度
　　底梁的强度关系到空预器修复后能否安全地运行。根据梁的结构特点，在本次修复中通过保留底梁原有的2块侧板、另增加2块侧板的方法以提高梁的强度。为了确保底梁修复后其强度高于原有的强度，增加的侧板采用厚为30 mm的Q235钢板。如图2所示。


在修复过程中着重注意了以下两点：
　　1）为了保证梁的强度，增加的侧板采用整板安装焊接，不采用多块小板组装；
　　2）考虑到原侧板的表面已发生变形导致凹凸不平，在焊接前新、旧2块侧板的表面难以很好地相接触，为了确保修复后2块侧板更好地形成一体，在原侧板上均布（在高度及长度方向）分割4个150 mm×150 mm的方孔，然后在开孔位置将新、旧2块侧板焊接。

2　空预器转子的修复
　　空预器的转子直径约10．3 m，高度约2．4 m，共由24件扇形仓组成。在本次燃烧中转子的所有扇形仓除靠中心筒部分未受损坏外，其它部分都已烧毁或损坏，故转子必须重新制作安装。
　　在对烧损的扇形仓割除时，考虑到新扇形仓的安装方便及焊接强度，保留了扇形仓靠中心筒未遭损坏的部分。
　　为了保证转子整体的平面度及椭圆度，先将所有24块扇形仓（扇形仓由若干块径向隔板和横向隔板焊接组装而成）组装制作好，然后逐一将其吊装焊接到空预器的转子中心筒上组装成空预器转子。转子的组装质量很大程度上依赖于扇形仓的组装质量，但因扇形仓径向隔板及横向隔板尺寸过大而对其组装造成困难，为此先按扇形仓的外围尺寸及形状做好一个定位框架，然后按框架的大小及形状将径向隔板及横向隔板组装焊接成扇形仓，从而保证了所有的扇形仓的质量及组装的进度。
　　扇形仓制作好后进行转子的组装工作。先将所有24块扇形仓吊装就位后调整好其中1块的高度及水平度并将其焊接好，然后以该块为标准，调整并焊接其它各块扇形仓。当全部仓格安装好后，安装转子外侧轴向调隙板组件，通过调整各调隙板组件的厚度调整转子的圆度。

3　传动装置的修复
　　空预器转子的传动装置如图3所示。减速箱传动齿轮通过围带销带动空预器转子转动。在本次修复工作中，所有转动围带已同转子一齐被更换，对于空预器减速箱及其传动齿轮则是将原损坏的减速箱及齿轮修复利用。




　　通过以下几项措施确保修复后空预器转动装置工作正常而不发生卡死、碰齿、咬齿等现象：
a）保证传动围带的安装质量
　　空预器传动围带由24节围带节在现场焊接安装而成，组装过程中要确保所有围带销具有一严格的椭圆度要求，其销子跳动的最大值与最小值之差不超过3 mm，且2节围带节之间2个销子的中心距误差不超过0．5 mm。在本次围带的组装过程中采用先定位，再经过多次测量、计算及调整的方法，使其精度逐渐向要求值迫近，直至符合要求。　　
b）保证传动齿轮与围带销之间的良好的线性接触
　　通过调整齿轮的水平度，调整齿轮与围带销的接触状况，使二者之间有良好的线性接触。
c）调整传动齿轮与围带销之间的配合间隙　　

最初按原要求值（如图3中所示，c＝20 mm，a＝13 mm）调整传动齿轮与围带销之间的配合间隙，但在对转子进行试转时发现齿轮与销子之间有明显的碰撞现象。通过对碰撞现象的研究及讨论，认为齿轮的齿接触面已有较大的磨损，其与新的围带销之间的配合间隙已不能再按原要求值调整。在考虑到试运转情况及齿轮接触面的实际磨损量后决定将c值调整为26 mm。再试转后正常，无任何杂音。

4　热端扇形板的调整、修复及径向密封间隙调整　　
　　空预器冷端3块扇形板因烧损已作更换处理，热端3块扇形板轻微损坏要进行修复及调整。
4．1　相对水平度的调整
　　3块扇形板的内端随转子中心筒下沉，而外端位置相对不变，因此3块扇形板的相对水平度已经发生明显变化。
　　3块扇形板相对水平度的调整方法：以空预器转子1块径向隔板的上缘为基准，转动转子，使该径向隔板位于其中1块扇形板的下面，通过调节该块扇形板的调整螺栓使其与径向隔板上缘水平并保持一定的距离。然后用同一方法调整另2块扇形板，使之与该径向隔板上缘水平并调整它们之间距离。这样如果3块扇形板都与径向隔板水平且距离相等，则3块扇形板之间便可以处于同一水平面。
4．2　变形的修复

热端3块扇形板表面都已产生凹凸变形。为了确定其变形情况及找出变形最大点，安装1块密封片，转动转子分别测量该密封片与3块扇形板各点之间的密封间隙，从而间接估算3块扇形板表面的平整度损坏情况，并对各扇形板表面的最凸点采用加热后再用千斤顶顶压的办法进行修复处理。
4．3　热端径向密封间隙调整
　　由于热端3块扇形板表面凹凸变形难以完全修复，因此在调整径向密封片与扇形板之间的密封间隙时，根据3块扇形板的实际变形情况，适当放大密封间隙的值，避免在运行当中密封片与扇形板过度磨擦。

5　轴向弧形板的调整、修复及轴向密封间隙的调整　　
　　同热端3块扇形板一样，3块轴向弧形板也受到损坏必须进行修复处理。
5．1　相对同心度的调整
　　以转子的1个扇形仓外侧边缘为基准点，转动转子分别测量该扇形仓外侧边缘与3块弧形板的相对平行情况及它们之间距离。然后根据测量结果调整3块弧形板的位置，使其与该转子扇形仓外侧边缘平行且距离相等，从而使3块弧形板的相对中心度符合要求。
5．2　变形的修复及轴向密封间隙调整
　　用与热端3块扇形板的修复处理相似的方法，对3块弧形板的变形进行修复处理。同样地，由于3块弧形板表面凹凸变形难以完全修复，因此在调整轴向密封片与弧形板之间的密封间隙时，考虑到3块弧形板的实际情况，适当放大密封间隙的值。

6　结束语
　　在整个空预器的修复过程中，既考虑到了设备日后运行当中的安全性（如底梁及转子的修复），也考虑了检修质量的要求（如转动装置及密封装置的修复）。沙角A电厂5号机组于2000年3月28日满负荷运行，在100％负荷下测量空预器的漏风率为10．21％，较原设计要求的12％要小。