供熱鍋爐機械故障發(fā)生的形式和原因及防范控制措施

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　　【摘　要】 本文詳細(xì)分析了供熱鍋爐機械故障發(fā)生的形式和原因，并根據(jù)實際運行情況確定了故障頻次較高的幾種情況從施工、運行、管理等方面給出了切實可行的防范控制措施。

      關(guān)鍵詞 ：供熱鍋爐 故障頻率分析 故障原因分析 控制對策

　　一、引　言目前，我國城市供熱熱源的形式主要有熱電廠、區(qū)域鍋爐房、工業(yè)余熱、核能、地?zé)?、太陽能、熱泵、家庭用電暖器和小燃煤？穴油、氣？雪爐等。雖然熱電聯(lián)產(chǎn)和集中鍋爐房越來越普及，但在一些地區(qū)與城市區(qū)域供熱鍋爐房仍占據(jù)著舉足輕重的位置，而隨著供熱鍋爐發(fā)熱量日益趨大型化，配套輔機增多等情況，防治鍋爐及輔機的機械故障已成為供熱行業(yè)的重要課題。

　　二、供熱鍋爐常見故障

　　2.1　故障頻率的不均衡性

　　2.1.1　表現(xiàn)形式：機械故障的外在表現(xiàn)多為機械零件的失效。一般有四種表現(xiàn)形式：整體斷裂、 過大的殘余變形、零件的表面破壞和破壞正常工作條件引起的失效？穴如超載超速？雪。在正常工作條件下，前三種失效形式的發(fā)展與發(fā)生和時間成正比，機械故障頻率也與使用年限成正比。如機械零件的磨損、腐蝕等均屬此種情況。但就單個供熱期而言，鍋爐及其輔機的機械故障頻率是不均衡的。初寒期的機械故障頻率與時間成反比，即供熱初期機械故障發(fā)生率較高，待鍋爐運行調(diào)整一段時間之后，故障頻率將大幅降低，進(jìn)入平穩(wěn)的狀態(tài)。一般情況下，供熱末期機械故障頻率會有所抬頭，但主要與設(shè)備操作者的思想放松有關(guān)，只要加強員工管理即可消除此部分故障的發(fā)生，因此人為的機械故障不在本文論述范圍。（故障頻數(shù)統(tǒng)計分析見圖1）

　　2.1.2　產(chǎn)生后果：故障頻率的不均衡性導(dǎo)致供熱初期搶修較多，往往打亂正常的供熱秩序，搶修不僅需花費大量人力、物力，而且往往形成初寒期用戶不良反映高峰期局面的出現(xiàn)。

　　2.1.3　原因分析：故障頻率的不均衡性表明。其一、供熱設(shè)備“冷態(tài)”維修與“熱態(tài)”運行之間在客觀上存在著較大差異。機械故障與零件互相配合是否達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。前者反映機械零件本身的技術(shù)狀態(tài)，而后者則反映了維修安裝過程工藝標(biāo)準(zhǔn)落實的程度，而機械零件的失效又與零件之間的配合密切相關(guān)，所以機械零件的失效與其之間的配合狀態(tài)在導(dǎo)致機械故障上是相互作用的。其二，供熱初期機械故障過多的情況也說明，既使全面整修后的供熱設(shè)備仍存在可靠性問題，表明維修質(zhì)量驗收手段及質(zhì)量評價與設(shè)備的實際技術(shù)狀態(tài)缺乏內(nèi)在的聯(lián)系，維修過程在落實工藝上仍有較大差距。

　　2.2　機械故障的多樣性

　　2.2.1　以唐山鍋爐供熱公司近兩年供熱期鍋爐故障維修統(tǒng)計分析為依據(jù)，主要問題共16種，見表1.其中影響鍋爐正常運行的機械故障有6種，占故障總數(shù)的73．43％，故障部位及現(xiàn)象見表2.由表l、表2、可以看出機械故障涉及所有輔機，故障造成的后果大多對機構(gòu)零件具有破壞性。

　　2.2.2　再以表l所列數(shù)據(jù)做曲線進(jìn)一步分析圖2，六種主要輔機的機故頻率大體相當(dāng)，累計頻率全部落在A區(qū)，這種情況表明，各種輔機發(fā)生故障是普遍的。機會大體均等，沒有很大的特殊性。

　　從以上曲線分析可以看出，此六種機械的故障問題均應(yīng)視為控制的重點。這種情況對供熱設(shè)備維修的技術(shù)計劃編制、技術(shù)質(zhì)量工作、維修過程的質(zhì)量控制與管理，具有深刻的啟發(fā)意義。

　　2.2.3　機械零件的失效具有突然性，機械零件的磨耗具有漸近性，機械的超載？穴如裝配不當(dāng)引起振動？雪具有破壞性。這里就有一個如何認(rèn)識機械零件表面磨耗破壞與破壞正常工作條件引起機械零件失效的關(guān)系問題，也是機械設(shè)備維修工藝標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該解決的問題。

　　2.3　振動引起的破壞性

　　2.3.1　因機械振動引發(fā)的機械零件失效，是機械零件失效的特殊形式。我單位一車間2．8MW供熱鍋爐引風(fēng)機地腳螺栓因振動發(fā)生疲勞斷裂，以至基礎(chǔ)發(fā)生破壞的情況，說明防止振動對保護(hù)設(shè)備、減少故障具有十分特殊的意義。

　　引風(fēng)機和循環(huán)水泵體積大、質(zhì)量大，驅(qū)動電機功率大、負(fù)荷大、旋轉(zhuǎn)速度高、扭矩大。這些條件容易造成電機與被拖動設(shè)備裝配誤差超限產(chǎn)生振動。

　　2.3.2　振動造成故障或事故累述

　　2.3.2.1　電機與被拖動設(shè)備地腳固定螺栓松脫。致使設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重位移而無法繼續(xù)運行，嚴(yán)重時地腳螺栓發(fā)生疲勞斷裂。

　　2.3.2.2　產(chǎn)生的附加慣性力，使軸承磨損加快，縮短使用壽命。

　　2.3.2.3　使機械設(shè)備聯(lián)軸器的銷鍵緩沖墊、緩沖螺栓磨損加劇，以至聯(lián)軸器斷裂或打齒。

　　2.3.2.4　增大的慣性力會增加電機的拖動負(fù)荷，導(dǎo)致溫升超限，過載保護(hù)裝置動作，保護(hù)裝置若失效，則極易燒毀電機。

　　2.3.2.5　可使設(shè)備基礎(chǔ)發(fā)生破壞，處理需長時間停機，以至造成設(shè)備事故。

　　2.3.2.6　振動噪音污染工作環(huán)境。

　　2.3.3　導(dǎo)致振動以至造成破壞的原因主要是設(shè)備安裝精度不高，嚴(yán)重超過技術(shù)允許限值，如基礎(chǔ)材料松散、地腳螺栓不正或不牢固、電機與被拖動設(shè)備定心不正、聯(lián)軸器間隙超限、電機雙幅振動值超標(biāo)等。因此．在機電設(shè)備安裝、維修保養(yǎng)方面應(yīng)引起高度重視。

　　2.4　鍋爐自身缺陷與后天運行故障之間的關(guān)系

　　2.4.1　作為一個有機的系統(tǒng)，鍋爐本體的先天缺陷與機械故障之間有著十分密切的關(guān)系。如爐體氣密性差，必然導(dǎo)致火床燃燒不正常，煤難以燃盡，出渣量大。不僅容易燒壞爐排？穴往復(fù)爐排鍋爐？雪，除渣機也易堵塞，造成除渣機驅(qū)動電機出力過大，聯(lián)軸器滾鍵或切鍵，以至燒毀電機或損壞電器保護(hù)裝置。

　　2.4.2　從鍋爐先天缺陷與故障的關(guān)系來看，我們在防治設(shè)備故障時，既要重視單機件的質(zhì)量，又要從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，從設(shè)備的整體性、層次性、聯(lián)系性方面予以綜合的認(rèn)識和把握。尤其在維修過程中，更加嚴(yán)格地把握工藝標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的落實。

　　三、控制對策面對鍋爐系統(tǒng)機械故障特性，是被動地看著干，還是主動干、超前干，就有一個管理思路問題?？刂茖Σ呔褪歉鶕?jù)機械故障特性采取相應(yīng)的策略，在不斷的實踐中形成一套行之有效的管理方法。

　　3.1　落實工藝標(biāo)準(zhǔn)控制的三個過程機械故障的不均衡性、多樣性、相關(guān)性，表明維修質(zhì)量與工藝標(biāo)準(zhǔn)要求之間存在著較大差距。因此控制的重點應(yīng)放在預(yù)防和落實維修工藝上。

　　3.1.1　控制維修作業(yè)過程，即首先抓好人的因素。在工序控制上，實施以記名維修制度，寫實現(xiàn)場作業(yè)過程，落實工藝的作業(yè)過程，落實質(zhì)量驗收的檢查過程，使作業(yè)質(zhì)量責(zé)任落實到人頭，而且有維修質(zhì)量問題的可追溯性。實施中實行三按：按工藝要求、按范圍、按技術(shù)要求。

　　3.1.2　控制技術(shù)計劃過程。鍋爐及輔機的維修項目要做到三固定：固定修程、固定周期、固定范圍。并且把常規(guī)維修與整治先天缺陷相結(jié)合、整治先天缺陷與技術(shù)改造相結(jié)合，在年度維修技術(shù)準(zhǔn)備期予以充分控制，在維修過程中狠抓落實。

　　3.1.3　控制運行調(diào)試過程，針對供熱期小修多的客觀情況，在勞動組織上做出適當(dāng)安排，在一段時期集中力量調(diào)試設(shè)備使其盡快進(jìn)入運行穩(wěn)定狀態(tài)。

　　3.2　落實技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)把住三關(guān)機械振動破壞是一種非正常的破壞形式。防治機構(gòu)振動，重要的是嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)鍵是把住三關(guān)。

　　3.2.1　基礎(chǔ)施工關(guān)3.2.1.1　基礎(chǔ)施工除混凝土材料必須達(dá)到設(shè)計強度外，還須重視地基狀態(tài)，以防止沉降造成設(shè)備位移。

　　3.2.1.2　新設(shè)備的基礎(chǔ)，螺栓宜采用預(yù)留孔埋沒。即便于施工又較易保證質(zhì)量。更換已破壞的螺栓可采用鉆孔樹脂？穴膨脹？雪砂漿粘結(jié)法，但無論采取何種方法都必須保證螺栓的位置達(dá)到技術(shù)要求。

　　3.2.2　安裝凋試關(guān)電機與被拖動設(shè)備的安裝與調(diào)試質(zhì)量，是保證機械運行平穩(wěn)、防止振動的至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，必須嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。延長冷運試車時間，也有助于控制運行時故障的發(fā)生概率，防患于未然。

　　3.2.2.1　電機軸向定心必須在兩軸相對轉(zhuǎn)動的條件下進(jìn)行，分0°、90°、180°、和270°四個位置，測量軸向和徑向間隙。取得平均值，其允許偏差見表3. 3.2.2.2　調(diào)整定心的同時必須調(diào)整聯(lián)軸器間隙，兩聯(lián)軸器端面間隙容許值見表4. 3.2.2.3　安裝與調(diào)試中應(yīng)對電機的最大允許振動值、雙幅值進(jìn)行檢測，其允許最大振動值和軸頸跳動最大值符合表5和表6的要求。

　　3.2.2.4　水泵聯(lián)軸器找中心允許偏差應(yīng)滿足表7要求。

　　3.2.3　維修保養(yǎng)、巡視關(guān)日常的維修保養(yǎng)與巡視是養(yǎng)護(hù)工作的重要內(nèi)容，設(shè)備的保養(yǎng)應(yīng)分停熱維修保養(yǎng)和冬季運行保養(yǎng)兩種，并依據(jù)設(shè)備自身的狀況分類保養(yǎng)，運行中還應(yīng)實行定時巡檢制度。無論保養(yǎng)還是巡視均應(yīng)對保養(yǎng)巡視內(nèi)容進(jìn)行寫實，以備追溯。對保養(yǎng)巡視中發(fā)現(xiàn)的問題要及時進(jìn)行糾正，爭取做好預(yù)防工作。

　　3.3　落實管理標(biāo)準(zhǔn)抓好三個環(huán)節(jié)供熱的首要工作是如何確保供熱的安全穩(wěn)定運行，安全的確保重點在于預(yù)防，因此加強供熱設(shè)備運行管理，首先要加強設(shè)備操作人員的管理，加強人員的管理不僅要有科學(xué)的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、系統(tǒng)的相關(guān)的制度，而且要創(chuàng)造各種制度可順暢執(zhí)行的環(huán)境，所以在管理上應(yīng)抓好以下幾個環(huán)節(jié)。

　　3.3.1　創(chuàng)造務(wù)實、和睦、奮進(jìn)的企業(yè)文化、樹立團隊精神是打造一支積極向上、團結(jié)敬業(yè)的職工隊伍的基礎(chǔ)。

　　3.3.2　制定獎懲責(zé)任制。在設(shè)備維修、運行人員中實行獎優(yōu)罰劣管理，對長期穩(wěn)定運行有功人員進(jìn)行獎勵，對責(zé)任事故相關(guān)人員進(jìn)行處罰，使作業(yè)者的獎懲與工作質(zhì)量直接掛鉤，旨在促進(jìn)職工學(xué)技練功、提高安全質(zhì)量意識，進(jìn)而保證維修、運行水平。

　　3.3.3　做好故障分析，對發(fā)生的設(shè)備嚴(yán)重故障或事故本著不找出事故原因不放過，不找出責(zé)任者不放過，不制定出防范措施不放過的精神，從故障統(tǒng)計分析中找教訓(xùn)，提煉升華成制度納入到管理中實施。

　　3.3.4　開展工作質(zhì)量評比。工作質(zhì)量評比在體現(xiàn)集體的勞動價值和經(jīng)濟責(zé)任中，具有不可替代的作用。為挖掘集體勞動的最大合力，我們開展了跨車間、班組的設(shè)備維修、供熱運行質(zhì)量評比，通過評比增強了團隊精神、競爭意識及職工的責(zé)任心。

　　四、效果及結(jié)論經(jīng)過落實上述各方面措施，從04－05供熱季的運行故障統(tǒng)計來看，我公司故障率較去年同期下降26％，初寒期故障率下降36％，減少因故障停熱39小時，保證了供熱質(zhì)量，減少了冬季搶修費用12萬元，取得了經(jīng)濟、社會效益雙豐收。