摘要: 為(wéi)進一(yī)步減少火力發電廠燒(shāo)瓦現象的發生,就徐塘發電廠62號引(yǐn)風機(jī)試運過程中的軸瓦溫(wēn)度高和燒瓦事故進行了分析,從軸承的結構、潤(rùn)滑油和冷卻(què)方式(shì)等多個方麵對軸瓦溫升原因進行了分析(xī),提出和實施了多種改進措施(shī)。Z終通過設計和實施(shī)強製外循環冷(lěng)卻裝置,改進了軸(zhóu)承潤(rùn)滑和冷卻效果,徹底解決了軸承溫度高的缺陷,保證了設備的安全、經濟運行。 關鍵詞: 軸承;潤(rùn)滑;故障;冷卻(què);循環 1 引風機試轉時軸瓦出現的問(wèn)題 徐塘發(fā)電有限公司2×300MW擴建工程6號機組引風機是成都電力機械廠製造(zào)的型號為AN28e6靜葉可調式軸流風機,風量為268.74m3/s,風(fēng)壓為4711Pa;電機是沈陽電機(jī)股份有限公司提供(gòng)的型號為YKK710-8電機,電機轉速為744r/min,功率為1 800kW,電壓為6000V。電機兩端為滑動軸承結構,瓦寬為220mm,甩油(yóu)環外徑為(wéi)363mm,厚度為11.5mm,寬度為30mm,質(zhì)量為3060g;軸(zhóu)頸外徑為200mm,橢圓度偏差為0.2mm。油室兩側各有一個油位計(jì),軸承座與下軸瓦之間有(yǒu)一(yī)個電加熱器,下(xià)軸瓦下麵有一個測溫元件(jiàn)。電機軸承的冷卻方式(shì)為自然冷卻(què)。 次試轉時,甲側引風機電機推力端軸瓦溫度升高,定值保護停機;乙側引風機電(diàn)機膨脹端軸瓦溫度升至報警值,為了防(fáng)止設備嚴重(chóng)損(sǔn)壞,手動停機。檢查發現甲側引風機電機推力端軸瓦有燒瓦現象,乙側引風(fēng)機電機膨脹端軸瓦(wǎ)局部有磨痕(hén)。現場消缺,重新安裝後(hòu),電機試運轉4h無異常(cháng)現(xiàn)象。鍋爐(lú)空氣動力場試驗時,2台引風機電機的軸瓦溫度穩定在61.9℃(甲)、59.5℃(乙)後略微(wēi)下降,轉動正常。 2005年4月1日,電除塵氣流分布試驗過(guò)程中除電機軸瓦溫度稍高外,其他正常。但是在氣流分布試(shì)驗快結束後,16∶ 00,62號引風機(jī)電機側軸(zhóu)瓦溫(wēn)度(dù)快速攀升至62.4℃時;16∶ 30,61號引風機風機側軸瓦溫度快速攀升至61.2℃,都有進一步上升的趨勢。為了保護設(shè)備,手動停機。2台電機氣流分布試驗時(shí)引風機軸瓦溫升值(zhí)見表1。

4月2日~4月(yuè)5日(rì)對電機軸瓦解體檢查,發現2台電機端外側和風機端外側軸瓦均有磨瓦現象,但內側沒有磨瓦現象。同時發現油擋附近軸(zhóu)頸處油潤滑明顯不足。對瓦(wǎ)麵(miàn)作刮(guā)瓦處理(lǐ)試轉,當溫度達到56~60℃後(hòu),瓦溫快速攀升。前後(hòu)試運轉(zhuǎn)達11次,每次情況都差不多。解瓦檢查發現,瓦麵痕(hén)跡一致。加大冷卻油量後,不再燒瓦,但溫度仍然升(shēng)至(zhì)62℃,並且隨著氣(qì)溫的波動而波動。整個過程(chéng)中,2台風(fēng)機軸係振動很好,Z大(dà)振動均為(wéi)1絲左右。 2 原因分析 打開軸瓦對軸承進行了仔細檢查,如壓力角、間(jiān)隙、橢圓度等,甲、乙側引風機電機軸承檢查數據見表2。所有數據都符合規範和廠家技(jì)術要求,可以排除(chú)安裝不當的原因(yīn)。

由於2台引風機(jī)軸係軸向、水平、垂直方向振動都很小,所以排除了軸係不對中、磁力(lì)線中(zhōng)心、電機基礎等問題。瓦麵沒有被電擊的痕(hén)跡,所以也排除了軸承座絕(jué)緣不夠和(hé)轉子磁通量軸向分布不均等原因。2台風機為同一批(pī)產品,且燒瓦發生的過程和症狀非常相似,所以初步(bù)認定故障原因是一致的。 由這2台引風機電機軸瓦溫升高直至燒瓦整個過(guò)程,通過對原(yuán)始記錄的數據資(zī)料(liào)進(jìn)行(háng)分析,初步判斷故障是由於甩油環轉動帶上(shàng)來的油量太少,在(zài)下(xià)瓦壓力角內無法形成和保持一定厚度(dù)的油膜,導致軸頸與軸瓦接觸摩擦。瓦溫(wēn)、油溫升高後,潤滑油的黏度下降,加劇(jù)了油膜的破(pò)壞,直至軸瓦與(yǔ)軸頸摩擦,溫(wēn)度急劇(jù)升高。當溫度達到某一(yī)臨界數值(zhí)時,油膜承壓能力低於(yú)軸頸壓力(lì),由此將引起惡性循環,導致軸瓦溫度(dù)快速攀升(shēng)。 加大(dà)潤滑冷卻油量後,潤(rùn)滑油位高於軸瓦下瓦麵,這雖然緩解了油膜的破壞,在一定程度上避免了軸與軸瓦的直(zhí)接接觸,但是此時的(de)平衡溫度達到62℃,是一種高位平衡,軸承運行風險太大。 3 改進措施 (1) 更換潤滑油。用46號機械油代替46號透平油,目的是為了提高潤滑油(yóu)的黏(nián)度,使得在甩油(yóu)環轉動時可以帶上更多的油。但高溫時,機械油黏度的下降程度比透平油大。但是試驗證明,效果並不明顯。 (2) 對軸瓦進口油囊作加深處理。在出油側增(zēng)加出油油囊,在瓦麵開網狀油槽(cáo),目的(de)是為了加大軸潤滑冷卻油的循環速度。上述措施沒有(yǒu)起到決定性作用。 (3) 對甩油環進行改進。在粗(cū)糙甩油麵內側開淺斜槽,在(zài)甩油環側麵加(jiā)開幾條淺油槽。該(gāi)措施同時帶來了正、負兩方麵的效(xiào)應。正麵作用是有利(lì)於甩油環在轉動過程中儲油,使得帶油(yóu)量增(zēng)加。負麵作用是(shì)油(yóu)槽加(jiā)深,出油量相對於帶油量(liàng)的比重下降。 (4) 加大潤(rùn)滑油量。將油位實際(jì)高度達到下瓦麵以下(圖紙要求下瓦的2/3高度),這樣雖然緩解了油膜破壞,但油位太高,以致局部換熱效果變差,平衡時溫度太高,風險加大。 (5) 在油室內加設盤管式水(shuǐ)冷卻(què)裝置(zhì)。該方(fāng)法相對比較簡易方便。但是(shì)由於油室結構特殊,且增加冷卻(què)裝置將相對減少油室(shì)中的油量,如果發生冷卻水效率降低或者上層油溫升高現(xiàn)象(冷卻隻能針對下層油),溫度就不能(néng)很好控製。 現場(chǎng)實施效(xiào)果表明,實施上述多種措施(shī)後的效(xiào)果並不明顯,以上方法不能夠從根本上解決軸瓦溫度過高的問題。 在這種情況下,隻有改(gǎi)變(biàn)潤滑(huá)冷卻(què)方式,才能達到軸瓦降溫的目的。在對問題進行分析的基(jī)礎上,決定采用電(diàn)機軸承外循環冷卻(què)裝置。改進前、後軸瓦結(jié)構圖,分別(bié)見圖1、圖2。電機用外循環潤滑係統見圖3。盡管增加了投資,但有效地增加了散熱量和潤滑流(liú)量(liàng)。在選擇油循環的路徑上,采用進油(冷油)噴淋,油室高(gāo)位油溢流回油的方案。在電(diàn)機軸承外(wài)部加裝一套循環潤滑油係統,供2台電機4個軸瓦用。甩油環仍(réng)然保留,在每個軸承上瓦靠進油側裝1根Dg15的進(jìn)油管,安裝1個Dg15的閥門,以便(biàn)調節(jiē)進油量的大(dà)小,0.2MPa壓力對軸頸(jǐng)直接噴淋(lín)。每個軸瓦約有4L/min的潤滑油流經瓦麵,充足的油量形成一定的油膜,確保摩擦麵處於(yú)液體摩擦狀(zhuàng)態,並(bìng)及時帶走軸承產生的熱量。用軸承座的(de)預留接(jiē)口做回油接口(管徑為Dg50),使油室(shì)仍然保持原有的油位(wèi)高度。當(dāng)外循環裝置發生故障或斷電,導(dǎo)致短時間意外事故發生時,甩油環仍然(rán)可以(yǐ)向軸(zhóu)瓦供(gòng)油。值班人員發現瓦溫上升快,溫度高等異常(cháng)情況後,可以及時處理,采取措施以避免燒瓦(wǎ)事(shì)故的(de)發生。

圖1 改進前的軸瓦結構

圖2 改進後的軸瓦結構

圖3 電機用外循(xún)環潤滑(huá)係統圖
為確認(rèn)電機軸承外循環冷(lěng)卻裝置的可靠性,裝置裝好後,將6號鍋爐的一次風機、送風、密封風機(jī)和引風機全部啟(qǐ)動,按照(zhào)設備的額定(dìng)工況進(jìn)行滿負荷運行,運行48h,整個過程中Z高溫度始終保持在37℃左右,說明上(shàng)述方(fāng)案起到(dào)了很好效果。 4 結(jié)論 引起軸瓦溫(wēn)度升高的原因很多。如(rú)果是由振動引起的,可以從轉子動平衡、軸係找中心、基礎(chǔ)剛度、磁力線中心(xīn)等方麵處理。如果是由(yóu)於傳熱等問題引起(qǐ)的溫度升高而導致燒瓦時,僅從機械和結構上分析,往往不易尋找(zhǎo)出根本原因,這(zhè)時必須從潤滑原理上(shàng)分析,尋找原因,從根本上解決軸承溫度高的問題。 我(wǒ)們通過加裝一套(tào)強製外循環冷卻裝置,改進了軸(zhóu)瓦冷卻和潤滑方式,有效(xiào)地解決了軸瓦溫度高的缺(quē)陷。 5 參考文獻 [1] 施維新.汽輪發電機組振動及事故[M].北京(jīng):中國電力出版社,1999. [2] 劉維紅,於國強,袁彥偉.動調式軸流吸風機軸承溫度(dù)高的分(fèn)析與控(kòng)製.潤滑與密封,2005(03):160~162.