煤粉風(fēng)機軸承改造
煤粉風(fēng)機軸承改造
摘要:介紹了電廠排粉風(fēng)機在軸承改型中的實際應(yīng)用,根據(jù)軸承的壽命理論計算公式,分析了軸承改型使用的理論及實際應(yīng)用的合理性。
1 引言
我公司的5#、6#機組為300MW燃煤機組,分別于1989年和1990年投產(chǎn)。配套鍋爐型式為亞臨界再熱式直流鍋爐。制粉系統(tǒng)采用鋼球磨煤機中間儲倉式,熱風(fēng)送粉。每臺鍋爐配置4組制粉系統(tǒng),每組制粉系統(tǒng)配置1臺排粉風(fēng)機,共4臺,其作用是把細粉分離器分離出來的干燥劑(含10%~15%煤粉)吸送至爐膛燃燒。
排粉風(fēng)機生產(chǎn)廠家為成都電力機械廠,型號:M5-29-11№20D ;其主要技術(shù)參數(shù)為風(fēng)量:3.01~12.02萬m3/h ;風(fēng)壓:14175~10350 Pa ;轉(zhuǎn)速:1450 r/min ;功率:440 kW 。
2 存在的問題
排粉風(fēng)機承力軸承采用32532(舊代號)圓柱滾子軸承,推力軸承采用兩個成對安裝的46232(舊代號)角接觸球軸承。排粉風(fēng)機在運行一段時間后,通常在1~3年,其兩個推力軸承就會不同程度地出現(xiàn)磨損現(xiàn)象,出現(xiàn)推力軸承端振動大、溫度高的情況。拆出檢查發(fā)現(xiàn),軸承滾珠表面脫皮、滾道有壓痕、軸承游隙變大、潤滑油有鐵粉等,出現(xiàn)這種情況都必須得及時更換軸承,因檢修更換工作需1~3天,影響了制粉系統(tǒng)的正常制粉,嚴重時一臺爐有二三臺排粉風(fēng)機會出現(xiàn)這種情況。
3 解決辦法
為保證排粉風(fēng)機安全運行,提高設(shè)備可靠性,技術(shù)人員參照了1#~4#機組(125MW)鍋爐的離心式送、引風(fēng)機,擬對排粉風(fēng)機的推力軸承采用與原軸承內(nèi)、外徑相同的調(diào)心滾子軸承22232。從1999年5~7月6#機組大修時,對4臺排粉風(fēng)機推力軸承進行了改造,由原來的一臺排粉風(fēng)機2個46232軸承更換為1個22232軸承,因軸承寬度不同,新軸承比原來兩個軸承寬度小,因此另外加工了軸承墊圈,以備調(diào)整推力軸承間隙。更換后試運行正常,軸承溫度、振動值都在正常范圍。在以后的檢修中,對5#爐的4臺排粉風(fēng)機也更換了軸承。從排粉風(fēng)機更換軸承后運行至今,運行情況良好,軸承的振動值、溫度均在正常范圍內(nèi),消除了因軸承磨損所引起的風(fēng)機振動。改造取得了成功。
4 應(yīng)用分析
排粉風(fēng)機軸承改造取得的成功,可根據(jù)軸承的額定壽命進行分析,從有關(guān)資料查出的壽命計算公式為
C=(fh/fn )P (1)
式中 fh為壽命系數(shù);fn為轉(zhuǎn)速系數(shù);P為當(dāng)量動載荷,Pa 。
fh、fn值可根據(jù)軸承的使用壽命及轉(zhuǎn)速,由軸承手冊中查得。從實際情況出發(fā),電廠鍋爐通風(fēng)機每年平均運行8000 h,每次大修期都需更換軸承,取保守值5年更換一次,即軸承所期望的Lh為40000 h,查軸承手冊調(diào)心滾子軸承22232的fh為3.72;軸承的轉(zhuǎn)速為1450 r/min ,查得fn為0.322。
而當(dāng)量動載荷P則需通過計算得出,其公式為
P=X Fr+Y Fa (2)
式中X為徑向系數(shù);Y為軸向系數(shù);Fr為徑向載荷,Pa ;Fa為軸向載荷,Pa 。
(1)計算徑向載荷
徑向載荷Fr可通過風(fēng)機軸系靜力平衡計算得出,風(fēng)機軸靜力見圖1。
圖中G1為葉輪重量,N;G2為軸承間軸的重量,N;G3為聯(lián)軸器及懸臂軸的重量,N;FA為推力軸承的反作用力,N;FB為承力軸承的反作用力,N。
查風(fēng)機有關(guān)資料得知:葉輪及懸臂軸質(zhì)量為m1=1100 kg,軸承間軸的質(zhì)量m2=160 kg,聯(lián)軸器及懸臂軸的質(zhì)量m3=85 kg。
G1=m1g=1100×9.8=10780 N
G2= m2g=160×9.8=1568 N
G3= m3g=85×9.8=833 N
由靜力平衡得
∑MB=0 即 G1l1+FAl2-G2l4 - G3(l3+ l2)=0
則 FA= [G2l4 +G3(l3+ l2) -G1l1]/ l2
數(shù)據(jù)代入公式得 FA= -5826 N,即推力軸承所承受的力與圖所表示的相反,取絕對值。FA=5826 N即為軸承的徑向載荷Fr。
(2)計算軸向載荷
Fa=(π/4)D02p
式中 D0——葉輪進口直徑,m ;由風(fēng)機圖紙查出為0.92m
p——風(fēng)機全壓,Pa ;由風(fēng)機技術(shù)參數(shù)得風(fēng)機全壓為14175~10350 Pa,取14175 Pa
數(shù)據(jù)代入公式得 Fa=9418 N
(3)計算當(dāng)量動載荷
從軸承手冊中得知,當(dāng)Fa/Fr≤e時,當(dāng)量動載荷P=Fr+Y1Fa ;當(dāng)Fa/Fr>e時,當(dāng)量動載荷P=0.69Fr+Y2Fa ;e可從軸承手冊中查得,調(diào)心滾子軸承22232的e=0.26 。因Fa/Fr=1.62>e,故當(dāng)量動載荷P=0.69Fr+Y2Fa 。查軸承手冊得知Y2為3.8 ,數(shù)據(jù)代入公式得
P=0.69Fr+Y2Fa=39808 N
鍋爐通風(fēng)機考慮到軸承承受的沖擊載荷,取沖擊載荷系數(shù)fd=1.2,得當(dāng)量動載荷:
Pd=fd P=1.2×39808=47770 N
(4)計算軸承壽命
通過將上述計算所得數(shù)據(jù)代入式(1),求出軸承的額定動載荷值,再與該軸承的基本額定動載荷值比較,基本額定動載荷值應(yīng)大于或等于額定動載荷值,即可滿足使用要求。
額定動載荷C=(fh/fn ) Pd ,前面已得知fh為3.72、 fn為0.322。數(shù)據(jù)代入公式,得C=551877 N。
查軸承手冊得知軸承22232的基本額定動載荷值Cr為825000 N,大于軸承的額定動載荷C,因此,調(diào)心滾子軸承22232作為排粉風(fēng)機推力軸承使用可滿足要求。
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