楊文奇
（大唐河（hé）北發電有（yǒu）限公（gōng）司馬（mǎ）頭熱電分公司）
【摘 要】針對（duì）某電廠Y4-2×73No26.5F型引風機在脫硫投運期間頻繁出現軸承溫度異常升高問題，通過分析找到解決問題的關鍵點（diǎn），消除設備（bèi）軸（zhóu）承溫度高隱患。
【關鍵詞】引風機（jī）；軸承；溫度；膨脹
某電廠DG670/13.7-8型鍋爐配有兩（liǎng）台雙吸離心引風機，Y4-2×73No26.5F型離心式風機，係雙側吸入式，葉（yè）輪直徑為2650mm，葉片為後彎式（shì）機翼型空心葉片，使用16Mn低合金鋼板製（zhì）成，允許Z高轉速為730轉/分，風量563000-1040000m3/h，風壓為4022-2668pa，效率83%。布置於脫硫後，風機電機采用變頻運（yùn）行，脫硫工藝采用濕法脫硫。自2008年脫硫投運後，機組啟動、脫硫係統投運期間，2號（hào）引風機#3、#4軸承先後發（fā）生4次軸承異（yì）常升高現（xiàn）象，為保證設備安全穩定運行，通過控（kòng）製脫硫入口煙氣（qì）溫度升（shēng）降（jiàng）速率（lǜ）、更換軸承（chéng）等措施（shī），消（xiāo）除了軸承溫度異常升高缺陷。
1、原因分析
（1）風機自身原因
在2號引風機#3、#4軸承溫度異（yì）常（cháng）升高（gāo）過程中，現場檢查確認：軸承油位正常、潤滑油油質化驗（yàn）結果未見劣化、軸（zhóu）承冷卻水量（liàng）正常（cháng）、軸承振動（dòng）值Z大0.02mm、軸承運轉響聲正常，解體檢查軸承無異常、各部間隙均在要求範圍內。結合曆次（cì）發生的異常情況的對比分析（xī），可以排除由引風機軸承自身缺陷引起軸（zhóu）承溫度（dù）異常升高。
（2）載荷波動的影響
當風機的轉速固定時，風機的電流值變化反映出的是作用在風機上的載荷的波動，同（tóng）時載荷（hé）Z終作（zuò）用到軸承上，使軸承動靜部分摩擦力發生變化，摩擦力的增加導致產生熱量增加，軸承徑向間隙（xì）變（biàn）小（xiǎo），進而造成摩擦（cā）力進（jìn）一步（bù）增大，致使軸承溫度異常（cháng）升高。
脫硫係統投運前吸收塔出口煙溫約140℃-150℃，在脫硫係統投運（yùn）的較短的時間段內（小於30min）吸收塔出口溫度降至70-80℃，較脫硫（liú）投運前大幅降低，造成煙氣密度（dù）增加。
脫硫係統投運後煙氣密度大約為投運前的1.22倍，煙氣密度的增加直接導致作用在軸（zhóu）承上（shàng）的載荷增加，作用在軸承上的摩擦力隨之增加並（bìng）使軸承發熱量上升，進而造成溫升幅度變化超出軸承允許的變化範圍，引起軸承溫度升高加劇。
（3）煙氣溫（wēn）度變化的影響
機（jī）組（zǔ）脫硫改造後（hòu），環保（bǎo）部門對脫硫係統的投入（rù）有嚴格規（guī）定，必須保證其與機組同步投運。在機組啟（qǐ）動過程中，由於脫硫係統投運引起煙氣（qì）溫度的（de）變化使風機（jī）軸承先後兩次承受截然相反的熱脹冷縮過程：
次為脫硫係統投運前，煙氣溫度為140-150℃左右，此時風機主軸受熱膨脹，而軸承內圈與主軸為過盈配合，所以內圈（quān）與主軸同時膨脹，而珠粒和外套相對受煙氣溫度影響膨脹的較慢、較小，致使軸承間隙較小，動靜之間摩擦力增加，軸承溫度升高；
第二（èr）次為投入脫硫係統後，煙氣溫度降至70-80℃，由於溫度降低、降溫速度快，風機主軸應為冷（lěng）縮過程，由於主軸（zhóu）在徑向和軸向膨脹和收縮的（de）速度和變化（huà）量（liàng）差異較（jiào）大，溫度變化導致的軸向變化量和（hé）變化速率均明（míng）顯大於徑（jìng）向，因此在受冷收縮的（de）過程（chéng）中，會出現（xiàn）內套連同軸在軸向發生相對較大的（de）滑移，引起軸承珠粒與外套發生軸向偏移的現象，進（jìn）一步造成軸承間隙減小，相對摩擦力增加，軸承溫度進一步升高。
可（kě）見，脫硫係統投運前後軸承將承受超過4mm的軸向位移量，這是導致軸承溫度異常升（shēng）高（gāo）的（de）主要原因（yīn）。
（4）軸承溫度變化（huà）趨勢分析
#4軸承本身設計為自由端，正常運行中可依靠軸承外（wài）套在軸承箱軸向滑移（約20mm）以吸收軸向膨脹量，但當由於載荷增加導致（zhì）軸承溫度異常（cháng）升高時，軸承外套（tào）的（de）膨脹量大於設計承受的徑向膨（péng）脹量，即預留的頂部間隙，外套與軸承箱（xiāng）相對位移量受限，此時，因脫（tuō）硫係統投運導致的軸向伸縮變化對軸承間隙的影響表現（xiàn）更為明顯，進一步造成軸承溫（wēn）度的異常（cháng）升高，形成（chéng）惡性循環。
軸承裝配（pèi）過程中預留頂部間隙按照規程要求為：0.05-0.10mm，為防止變工況下導致的軸承溫（wēn）度（dù）高，實際檢修中掌握在0.15-0.20mm；查閱檢修記錄，乙引風（fēng）機#3軸承頂部間隙0.19mm，#4軸承（chéng）頂（dǐng）部間隙0.16mm。
SKF 22338軸承外套外徑400mm，根據預留頂（dǐng）部間隙可對徑向允許膨脹量計算如下：
L=l×ΔT×λ
l=0.4m（將軸承外（wài）套簡化為線性，可基本反映其實（shí）際變（biàn）化量）
λ=0.012mm/m.℃
L=0.16mm
則ΔT=L/l*λ=33.3℃
設備正常運（yùn）行溫度（簡化認為即（jí）軸承箱溫度）為30℃，可推得：
當軸（zhóu）承溫度（即外套溫度）大於60-65℃，軸承外套與軸承箱之間已無進一步（bù）吸收徑向膨脹的餘量，此時軸向的膨脹變化直接導致軸承內外套之（zhī）間的偏移。
分析認為，這是正常運行中和啟動初期由於載荷增加導致軸承溫度升高（gāo）後，軸承溫度變化趨勢截然相反的主要原因（yīn）。
（5）1、2號引（yǐn）風機差異分析（xī）
目前該爐兩台引風機使用的軸承為瑞典進口的SKF 22338型軸承，按照規程的（de）有關要求其徑向間隙範圍掌握在0.10mm-0.25mm。查閱檢修中的驗收裝配數據顯示：甲吸#3軸（zhóu）承徑向間隙為0.18mm，#4軸承（chéng）徑向間隙為0.20mm，乙吸#3軸承徑向間（jiān）隙為0.11mm，#4軸承徑向間隙為0.13mm，其徑向間隙值均在合格（gé）範圍內。
1、2號引風機相（xiàng）比較，1號引（yǐn）風（fēng）機#3、#4軸承徑向間隙比乙吸略大，當在（zài）負荷及轉速持續拉升、脫硫投運初期煙溫異常工（gōng）況下運行時，在軸承（chéng）溫度升高過程（chéng）中，對於徑向間隙大的軸承要比間隙小的軸承抗交變載荷的能力更強，因溫升導致動靜膨脹不均造成的影響相對較小，同樣（yàng）的特殊工況下（xià）運行時，不至於引起軸承溫（wēn）度（dù）的異常變化。2號引風機軸承因徑向間隙（xì）相對略小，對這（zhè）種變化較敏感，所以軸承溫度異常變化表現突出。這是2號引風機（jī）與1號風機軸承在麵對脫硫投運的特殊工況下影響程度差異較大的主要原因。
（6）運（yùn）行調（diào）整原因分析
機組啟動期間2號引風機（jī）軸承曾於2008年（nián）8月及12月兩（liǎng）次（cì）出現溫度異常升高問題，在（zài）進行（háng）異常分析過程中，均提出啟動升負荷期間控（kòng）製乙吸轉速升速（sù）速率的措施，但未能對乙引風機調整（zhěng）做出明確控製措施（shī），啟動過（guò）程中風機（jī）轉速升速較快（kuài），共（gòng）出現6次（cì）急速（sù）上升段，Z大的一次為5分鍾升了104轉/分，尤其是溫度處於下降期間，再次急速突升造成（chéng）軸承溫度再次升高，#3軸承Z高達104℃、#4軸承溫度高達98℃，致使軸承溫度長時間（jiān）居高不下；此外，脫硫係統投運速度未能（néng）有效控製，引風機前煙溫下降速（sù）率過快（kuài），風（fēng）機主軸膨脹和伸縮速度超出2號引風機軸（zhóu）承承受能力是導致溫度異常升高的關鍵。
2、結論
綜（zōng）合以上分析（xī），2號引風機（jī）軸承溫度異常升高的主要原因為：脫硫設備投運初期（qī），煙氣溫度降低速率快，致使軸承膨脹受阻，Z終導致軸承溫度異常升（shēng）高。經過限脫硫出口煙氣溫度升降速（sù）率、風機轉速調節、更換軸承等手段問題得到徹（chè）底消除，專項防範措施如下：
（1）規範啟動期間負荷升降、風機轉速調節（jiē）、脫硫係統投運等對引風機軸承溫度有影響的（de）相關（guān）操作，規定脫硫煙氣出（chū）口溫度升降速率小於1℃/min。
（2）訂購備用引風機軸承，充分考慮脫硫係統投入及機組啟動初期的特殊工況要求，研究同型號大遊隙係列軸承應用的可行性，新軸承間隙（xì）控製在0.20-0.25mm。
（3）更換2號引風機#3、#4軸承（chéng），頂部間隙選（xuǎn）擇在0.18-0.22mm。軸承更換後專項措（cuò）施仍應執行（háng），並根據啟動（dòng）期間參數進行修訂和優化。
來源：《科技與企業》2013年10期
