供热锅炉机械故障发生的形式和原因及防范控制措施

　　【摘　要】 本文详细分析了供热锅炉机械故障发生的形式和原因，并根据实际运行情况确定了故障频次较高的几种情况从施工、运行、管理等方面给出了切实可行的防范控制措施。
      关键词 ：供热锅炉 故障频率分析 故障原因分析 控制对策
　　一、引　言目前，我国城市供热热源的形式主要有热电厂、区域锅炉房、工业余热、核能、地热、太阳能、热泵、家庭用电暖器和小燃煤？穴油、气？雪炉等。虽然热电联产和集中锅炉房越来越普及，但在一些地区与城市区域供热锅炉房仍占据着举足轻重的位置，而随着供热锅炉发热量日益趋大型化，配套辅机增多等情况，防治锅炉及辅机的机械故障已成为供热行业的重要课题。
　　二、供热锅炉常见故障
　　2.1　故障频率的不均衡性
　　2.1.1　表现形式：机械故障的外在表现多为机械零件的失效。一般有四种表现形式：整体断裂、 过大的残余变形、零件的表面破坏和破坏正常工作条件引起的失效？穴如超载超速？雪。在正常工作条件下，前三种失效形式的发展与发生和时间成正比，机械故障频率也与使用年限成正比。如机械零件的磨损、腐蚀等均属此种情况。但就单个供热期而言，锅炉及其辅机的机械故障频率是不均衡的。初寒期的机械故障频率与时间成反比，即供热初期机械故障发生率较高，待锅炉运行调整一段时间之后，故障频率将大幅降低，进入平稳的状态。一般情况下，供热末期机械故障频率会有所抬头，但主要与设备操作者的思想放松有关，只要加强员工管理即可消除此部分故障的发生，因此人为的机械故障不在本文论述范围。（故障频数统计分析见图1）
　　2.1.2　产生后果：故障频率的不均衡性导致供热初期抢修较多，往往打乱正常的供热秩序，抢修不仅需花费大量人力、物力，而且往往形成初寒期用户不良反映高峰期局面的出现。
　　2.1.3　原因分析：故障频率的不均衡性表明。其一、供热设备“冷态”维修与“热态”运行之间在客观上存在着较大差异。机械故障与零件互相配合是否达到技术标准有关。前者反映机械零件本身的技术状态，而后者则反映了维修安装过程工艺标准落实的程度，而机械零件的失效又与零件之间的配合密切相关，所以机械零件的失效与其之间的配合状态在导致机械故障上是相互作用的。其二，供热初期机械故障过多的情况也说明，既使全面整修后的供热设备仍存在可靠性问题，表明维修质量验收手段及质量评价与设备的实际技术状态缺乏内在的联系，维修过程在落实工艺上仍有较大差距。
　　2.2　机械故障的多样性
　　2.2.1　以唐山锅炉供热公司近两年供热期锅炉故障维修统计分析为依据，主要问题共16种，见表1.其中影响锅炉正常运行的机械故障有6种，占故障总数的73．43％，故障部位及现象见表2.由表l、表2、可以看出机械故障涉及所有辅机，故障造成的后果大多对机构零件具有破坏性。
　　2.2.2　再以表l所列数据做曲线进一步分析图2，六种主要辅机的机故频率大体相当，累计频率全部落在A区，这种情况表明，各种辅机发生故障是普遍的。机会大体均等，没有很大的特殊性。
　　从以上曲线分析可以看出，此六种机械的故障问题均应视为控制的重点。这种情况对供热设备维修的技术计划编制、技术质量工作、维修过程的质量控制与管理，具有深刻的启发意义。
　　2.2.3　机械零件的失效具有突然性，机械零件的磨耗具有渐近性，机械的超载？穴如装配不当引起振动？雪具有破坏性。这里就有一个如何认识机械零件表面磨耗破坏与破坏正常工作条件引起机械零件失效的关系问题，也是机械设备维修工艺标准应该解决的问题。
　　2.3　振动引起的破坏性
　　2.3.1　因机械振动引发的机械零件失效，是机械零件失效的特殊形式。我单位一车间2．8MW供热锅炉引风机地脚螺栓因振动发生疲劳断裂，以至基础发生破坏的情况，说明防止振动对保护设备、减少故障具有十分特殊的意义。
　　引风机和循环水泵体积大、质量大，驱动电机功率大、负荷大、旋转速度高、扭矩大。这些条件容易造成电机与被拖动设备装配误差超限产生振动。
　　2.3.2　振动造成故障或事故累述
　　2.3.2.1　电机与被拖动设备地脚固定螺栓松脱。致使设备发生严重位移而无法继续运行，严重时地脚螺栓发生疲劳断裂。
　　2.3.2.2　产生的附加惯性力，使轴承磨损加快，缩短使用寿命。
　　2.3.2.3　使机械设备联轴器的销键缓冲垫、缓冲螺栓磨损加剧，以至联轴器断裂或打齿。
　　2.3.2.4　增大的惯性力会增加电机的拖动负荷，导致温升超限，过载保护装置动作，保护装置若失效，则极易烧毁电机。
　　2.3.2.5　可使设备基础发生破坏，处理需长时间停机，以至造成设备事故。
　　2.3.2.6　振动噪音污染工作环境。
　　2.3.3　导致振动以至造成破坏的原因主要是设备安装精度不高，严重超过技术允许限值，如基础材料松散、地脚螺栓不正或不牢固、电机与被拖动设备定心不正、联轴器间隙超限、电机双幅振动值超标等。因此．在机电设备安装、维修保养方面应引起高度重视。
　　2.4　锅炉自身缺陷与后天运行故障之间的关系
　　2.4.1　作为一个有机的系统，锅炉本体的先天缺陷与机械故障之间有着十分密切的关系。如炉体气密性差，必然导致火床燃烧不正常，煤难以燃尽，出渣量大。不仅容易烧坏炉排？穴往复炉排锅炉？雪，除渣机也易堵塞，造成除渣机驱动电机出力过大，联轴器滚键或切键，以至烧毁电机或损坏电器保护装置。
　　2.4.2　从锅炉先天缺陷与故障的关系来看，我们在防治设备故障时，既要重视单机件的质量，又要从系统的观点出发，从设备的整体性、层次性、联系性方面予以综合的认识和把握。尤其在维修过程中，更加严格地把握工艺标准和技术标准的落实。
　　三、控制对策面对锅炉系统机械故障特性，是被动地看着干，还是主动干、超前干，就有一个管理思路问题。控制对策就是根据机械故障特性采取相应的策略，在不断的实践中形成一套行之有效的管理方法。
　　3.1　落实工艺标准控制的三个过程机械故障的不均衡性、多样性、相关性，表明维修质量与工艺标准要求之间存在着较大差距。因此控制的重点应放在预防和落实维修工艺上。
　　3.1.1　控制维修作业过程，即首先抓好人的因素。在工序控制上，实施以记名维修制度，写实现场作业过程，落实工艺的作业过程，落实质量验收的检查过程，使作业质量责任落实到人头，而且有维修质量问题的可追溯性。实施中实行三按：按工艺要求、按范围、按技术要求。
　　3.1.2　控制技术计划过程。锅炉及辅机的维修项目要做到三固定：固定修程、固定周期、固定范围。并且把常规维修与整治先天缺陷相结合、整治先天缺陷与技术改造相结合，在年度维修技术准备期予以充分控制，在维修过程中狠抓落实。
　　3.1.3　控制运行调试过程，针对供热期小修多的客观情况，在劳动组织上做出适当安排，在一段时期集中力量调试设备使其尽快进入运行稳定状态。
　　3.2　落实技术标准把住三关机械振动破坏是一种非正常的破坏形式。防治机构振动，重要的是严格执行技术标准，关键是把住三关。
　　3.2.1　基础施工关3.2.1.1　基础施工除混凝土材料必须达到设计强度外，还须重视地基状态，以防止沉降造成设备位移。
　　3.2.1.2　新设备的基础，螺栓宜采用预留孔埋没。即便于施工又较易保证质量。更换已破坏的螺栓可采用钻孔树脂？穴膨胀？雪砂浆粘结法，但无论采取何种方法都必须保证螺栓的位置达到技术要求。
　　3.2.2　安装凋试关电机与被拖动设备的安装与调试质量，是保证机械运行平稳、防止振动的至关重要的环节，必须严格执行技术标准。延长冷运试车时间，也有助于控制运行时故障的发生概率，防患于未然。
　　3.2.2.1　电机轴向定心必须在两轴相对转动的条件下进行，分0°、90°、180°、和270°四个位置，测量轴向和径向间隙。取得平均值，其允许偏差见表3. 3.2.2.2　调整定心的同时必须调整联轴器间隙，两联轴器端面间隙容许值见表4. 3.2.2.3　安装与调试中应对电机的最大允许振动值、双幅值进行检测，其允许最大振动值和轴颈跳动最大值符合表5和表6的要求。
　　3.2.2.4　水泵联轴器找中心允许偏差应满足表7要求。
　　3.2.3　维修保养、巡视关日常的维修保养与巡视是养护工作的重要内容，设备的保养应分停热维修保养和冬季运行保养两种，并依据设备自身的状况分类保养，运行中还应实行定时巡检制度。无论保养还是巡视均应对保养巡视内容进行写实，以备追溯。对保养巡视中发现的问题要及时进行纠正，争取做好预防工作。
　　3.3　落实管理标准抓好三个环节供热的首要工作是如何确保供热的安全稳定运行，安全的确保重点在于预防，因此加强供热设备运行管理，首先要加强设备操作人员的管理，加强人员的管理不仅要有科学的、严谨的、系统的相关的制度，而且要创造各种制度可顺畅执行的环境，所以在管理上应抓好以下几个环节。
　　3.3.1　创造务实、和睦、奋进的企业文化、树立团队精神是打造一支积极向上、团结敬业的职工队伍的基础。
　　3.3.2　制定奖惩责任制。在设备维修、运行人员中实行奖优罚劣管理，对长期稳定运行有功人员进行奖励，对责任事故相关人员进行处罚，使作业者的奖惩与工作质量直接挂钩，旨在促进职工学技练功、提高安全质量意识，进而保证维修、运行水平。
　　3.3.3　做好故障分析，对发生的设备严重故障或事故本着不找出事故原因不放过，不找出责任者不放过，不制定出防范措施不放过的精神，从故障统计分析中找教训，提炼升华成制度纳入到管理中实施。
　　3.3.4　开展工作质量评比。工作质量评比在体现集体的劳动价值和经济责任中，具有不可替代的作用。为挖掘集体劳动的最大合力，我们开展了跨车间、班组的设备维修、供热运行质量评比，通过评比增强了团队精神、竞争意识及职工的责任心。
　　四、效果及结论经过落实上述各方面措施，从04－05供热季的运行故障统计来看，我公司故障率较去年同期下降26％，初寒期故障率下降36％，减少因故障停热39小时，保证了供热质量，减少了冬季抢修费用12万元，取得了经济、社会效益双丰收。