鋒速達通風降溫系統(tǒng)
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車間安裝負壓風機_動態(tài)流量平衡閥大型風機軸承燒瓦原因及其處理
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制造的型號為AN28e6靜葉可調(diào)式軸流風機，風量為268.74m3/s，風壓為4711Pa；電機是沈陽電機股份有限公司提供的型號為YKK710-8電機，電機轉(zhuǎn)速為744r/min，功率為1 800kW，電壓為6 000V.電機兩端為滑動軸承結(jié)構(gòu)，瓦寬為220mm，甩油環(huán)外徑為363mm，厚度為11.5mm，寬度為30mm，質(zhì)量為3060g；軸頸外徑為200mm，橢圓度偏差為0.2mm.油室兩側(cè)各有一個油位計，軸承座與下軸瓦之間有一個電加熱器，下軸瓦下面有一個測溫元件。電機軸承的冷卻方式為自然冷卻。
第一次試轉(zhuǎn)時，甲側(cè)引風機電機推力端軸瓦溫度升高，定值保護停機；乙側(cè)引風機電機膨脹端軸瓦溫度升至報警值，為了防止設備嚴重損壞，手動停機。檢查發(fā)現(xiàn)甲側(cè)引風機電機推力端軸瓦有燒瓦現(xiàn)象，乙側(cè)引風機電機膨脹端軸瓦局部有磨痕�，F(xiàn)場消缺，重新安裝后，電機試運轉(zhuǎn)4
h無異�，F(xiàn)象。鍋爐空氣動力場試驗時，2臺引風機電機的軸瓦溫度穩(wěn)定在61.9℃（甲）、59.5℃（乙）后略微下降，轉(zhuǎn)動正常。
2005年4月1日，電除塵氣流分布試驗過程中除電機軸瓦溫度稍高外，其他正常。但是在氣流分布試驗快結(jié)束后，16∶00，62號引風機電機側(cè)軸瓦溫 度快速攀升至62.4℃時；16∶30，61號引風機風機側(cè)軸瓦溫度快速攀升至61.2℃，都有進一步上升的趨勢。為了保護設備，手動停機。2臺電機氣流分布試驗時引風機軸瓦溫升值見表1.
表1 氣流分布試驗時引風機軸瓦溫升值
時間 61號電機軸承溫度/℃ 時間 62號電機軸承溫度/℃
電機側(cè) 風機側(cè) 電機側(cè) 風機側(cè)
12：00 19.0 18.1 12：00 19.9 16.7
13：00 40.1 38.5 13：00 41,負壓風機廠.4 35.7
14：00 48.7 49.1 14：00 53.9 47.2
15：00 50.7 51.9 15：00 56.9 50.3
16：00 53.1 55.8 16：00 59.2 52.9
16：30 54.8 57.9 16：01 62,車間負壓風機.4 53.5
16：31 55.2 61.2
4月2日～4月5日對電機軸瓦解體檢查，發(fā)現(xiàn)2臺電機端外側(cè)和風機端外側(cè)軸瓦均有磨瓦現(xiàn)象，但內(nèi)側(cè)沒有磨瓦現(xiàn)象。同時發(fā)現(xiàn)油擋附近軸頸處油潤滑明顯不足。對瓦面作刮瓦處理試轉(zhuǎn)，當溫度達到56～60℃后，瓦溫快速攀升。前后試運轉(zhuǎn)達11次，每次情況都差不多。解瓦檢查發(fā)現(xiàn)，瓦面痕跡一致。加大冷卻油量后，不再燒瓦，但溫度仍然升至62℃，并且隨著氣溫的波動而波動。整個過程中，2臺風機軸系振動很好，最大振動均為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、間隙、橢圓度等，甲、乙側(cè)引風機電機軸承檢查數(shù)據(jù)見表2.所有數(shù)據(jù)都符合規(guī)范和廠家技術(shù)要求，可以排除安裝不當?shù)脑颉?/p>
表2 甲、乙側(cè)引風機電機軸承檢查數(shù)據(jù)
檢查項目 甲側(cè)引風機電機 乙側(cè)引風機電機
推力端 膨脹端 推力端 膨脹端
電機軸與軸瓦之間側(cè)間隙/mm 0.15 0.15 0.15 0.15
電機軸與軸瓦之間頂間隙 /mm 0.33 0.32 0.32 0.33
電機軸瓦接觸角 75° 75° 75° 75°
電機軸瓦接觸面/點?cm-2 ≥1 ≥1 ≥1 ≥1
軸肩與軸瓦之間間隙/ mm 7.4 7.6 7.5 7.4
由于2臺引風機軸系軸向、水平、垂直方向振動都很小，所以排除了軸系不對中、磁力線中心、電機基礎等問題。瓦面沒有被電擊的痕跡，所以也排除了軸承座絕緣不夠和轉(zhuǎn)子磁通量軸向分布不均等原因。2臺風機為同一批產(chǎn)品，且燒瓦發(fā)生的過程和癥狀非常相似，所以初步認定故障原因是一致的。
由這2臺引風機電機軸瓦溫升高直至燒瓦整個過程，通過對原始記錄的數(shù)據(jù)資料進行分析，初步判斷故障是由于甩油環(huán)轉(zhuǎn)動帶上來的油量太少，在下瓦壓力角內(nèi)無法形成和保持一定厚度的油膜，導致軸頸與軸瓦接觸摩擦。瓦溫、油溫升高后，潤滑油的黏度下降,車間降溫，加劇了油膜的破壞，直至軸瓦與軸頸摩擦，溫度急劇升高。當溫度達到某一臨界數(shù)值時，油膜承壓能力低于軸頸壓力，由此將引起惡性循環(huán)，導致軸瓦溫度快速攀升。
加大潤滑冷卻油量后，潤滑油位高于軸瓦下瓦面，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接接觸，但是此時的平衡溫度達到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的黏度，使得在甩油環(huán)轉(zhuǎn)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，效果并不明顯。
�。�2）對軸瓦進口油囊作加深處理。在出油側(cè)增加出油油囊，在瓦面開網(wǎng)狀油槽，目的是為了加大軸潤滑冷卻油的循環(huán)速度。上述措施沒有起到?jīng)Q定性作用。
�。�3）對甩油環(huán)進行改進。在粗糙甩油面內(nèi)側(cè)開淺斜槽，在甩油環(huán)側(cè)面加開幾條淺油槽。該措施同時帶來了正、負兩方面的效應。正面作用是有利于甩油環(huán)在轉(zhuǎn)動過程中儲油，使得帶油量增加。負面作用是油槽加深，出油量相對于帶油量的比重下降。
（4）加大潤滑油量。將油位實際高度達到下瓦面以下（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(nèi)加設盤管式水冷卻裝置。該方法相對比較簡易方便。但是由于油室結(jié)構(gòu)特殊，且增加冷卻裝置將相對減少油室中的油量，如果發(fā)生冷卻水效率降低或者上層油溫升高現(xiàn)象（冷卻只能針對下層油），溫度就不能很好控制。
現(xiàn)場實施效果表明，實施上述多種措施后的效果并不明顯，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，只有改變潤滑冷卻方式，才能達到軸瓦降溫的目的。在對問題進行分析的基礎上，決定采用電機軸承外循環(huán)冷卻裝置。改進前、后軸瓦結(jié)構(gòu)圖，分別見圖1、圖2.電機用外循環(huán)潤滑系統(tǒng)見圖3.盡管增加了投資，但有效地增加了散熱量和潤滑流量。在選擇油循環(huán)的路徑上，采用進油（冷油）噴淋，油室高位油溢流回油的方案。在電機軸承外部加裝一套循環(huán)潤滑油系統(tǒng)，供2臺電機4個軸瓦用。甩油環(huán)仍然保留，在每個軸承上瓦靠進油側(cè)裝1根Dg15的進油管，安裝1個Dg15的閥門，以便調(diào)節(jié)進油量的大小，0.2MPa壓力對軸頸直接噴淋。每個軸瓦約有4L/min的潤滑油流經(jīng)瓦面，充足的油量形成一定的油膜，確保摩擦面處于液體摩擦狀態(tài)，并及時帶走軸承產(chǎn)生的熱量。用軸承座的預留接口做回油接口（管徑為Dg50），使油室仍然保持原有的油位高度。當外循環(huán)裝置發(fā)生故障或斷電，導致短時間意外事故發(fā)生時，甩油環(huán)仍然可以向軸瓦供油。值班人員發(fā)現(xiàn)瓦溫上升快，溫度高等異常情況后，可以及時處理，采取措施以避免燒瓦事故的發(fā)生。
為確認電機軸承外循環(huán)冷卻裝置的可靠性，裝置裝好后，將6號鍋爐的一次風機、送風、密封風機和引風機全部啟動，按照設備的額定工況進行滿負荷運行，運行48h，整個過程中最高溫度始終保持在37℃左右，說明上述方案起到了很好效果。
4 結(jié)論
引起軸瓦溫度升高的原因很多。如果是由振動引起的，可以從轉(zhuǎn)子動平衡、軸系找中心、基礎剛度、磁力線中心等方面處理。如果是由于傳熱等問題引起的溫度升高而導致燒瓦時，僅從機械和結(jié)構(gòu)上分析，往往不易尋找出根本原因，這時必須從潤滑原理上分析，尋找原因，從根本上解決軸承溫度高的問題。
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