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分析大型引风机轴承烧瓦原因及治理方法

        1 引风机试转时轴瓦出现的问题
    徐塘发电有限公司2×300MW扩建工程6号机组引风机是成都电力机械厂制造的型号为AN28e6静叶可调式轴流风机,风量为268.74m3/s,风压为4711Pa;电机是沈阳电机股份有限公司提供的型号为YKK710-8电机,电机转速为744r/min,功率为1800kW,电压为6000V。电机两端为滑动轴承结构,瓦宽为220mm,甩油环外径为363mm,厚度为11.5mm,宽度为30mm,质量为3060g;轴颈外径为200mm,椭圆度偏差为0.2mm。油室两侧各有一个油位计,轴承座与下轴瓦之间有一个电加热器,下轴瓦下面有一个测?#30053;?#20214;。电机轴承的冷却方式为自然冷却。
    第一次试转时,甲侧引风机电机推力端轴瓦温度升高,定值保护停机;乙侧引风机电机膨胀端轴瓦温度升至报警值,为了防?#32929;?#22791;?#29616;?#25439;坏,手动停机。检查发现甲侧引风机电机推力端轴瓦有烧瓦现象,乙侧引风机电机膨胀端轴瓦局部有磨痕。现场消?#20445;?#37325;新安装后,电机试运转4h无异常现象。锅炉空气动力场试验时,2台引风机电机的轴瓦温度稳定在61.9℃(甲)、59.5℃(乙)后略微下降,转动正常。
      2005年4月1日,电除尘气流分布试验过程中除电机轴瓦温度稍高外,其他正常。但是在气流分布试验快结束后,16∶ 00,62号引风机电机侧轴瓦温 度快速攀升至62.4℃时;16∶ 30,61号引风机风机侧轴瓦温度快速攀升至61.2℃,都有进一步上升的趋势。为了保护设备,手动停机。2台电机气 流分布试验时引风机轴瓦温升值见表1。

表1 气流分布试验时引风机轴瓦温升值


      4月2日~4月5日对电机轴瓦解体检查,发现2台电机端外侧和风机端外侧轴瓦均有磨瓦现象,但内侧没有磨瓦现象。同时发现油挡 附近轴颈处油润滑明?#22278;?#36275;。对瓦面作刮瓦处理试转,当温度达到56~60℃后,瓦温快速攀升。前后试运转达11次,每次情况都差不多。解瓦检查发现,瓦面 痕迹一致。加大冷却油量后,不再烧瓦,但温度仍然升至62℃,并且随着气温的波动而波动。整个过程中,2台风机轴系振动很好,最大振动均为1丝左右。
      2 原因分析
      打开轴瓦对轴承进行了仔细检查,如压力角、间隙、椭圆度等,甲、乙侧引风机电机轴承检查数据见表2。所有数据都符合规范和厂家技术要求,可以排除安?#23433;坏?#30340;原因。

表2 甲、乙侧引风机电机轴承检查数据

 

  由于2台引风机轴系轴向、水平、垂直方向振动都很小,所以排除了轴系不对中、磁力线中心、电机基础等问题。瓦面没有被电击的痕迹,所以?#25165;?#38500;了 轴承座绝?#25377;?#22815;和转子磁通量轴向分布不均等原因。2台风机为同一批产品,且烧瓦发生的过程?#26925;?#29366;非常相似,所以初步认定?#25910;?#21407;因是一致的。

  ?#28903;?台引风机电机轴瓦温升高直至烧瓦整个过程,通过对原?#25216;?#24405;的数据资料进行分析,初步判断?#25910;?#26159;由于甩油环转动带上来的油量太少,在下瓦压力角内 无法形成和保持一定厚度的油膜,导致轴颈与轴瓦接触摩擦。瓦温、油温升高后,润滑油的黏度下降,加剧了油膜的破坏,直至轴瓦与轴颈摩擦,温度急剧升高。当 温度达到某一临界数值时,油膜承压能力低于轴颈压力,由此将引起恶性循环,导致轴瓦温度快速攀升。
      加大润滑冷却油量后,润滑油位高于轴瓦下瓦面,这虽然?#33322;?#20102;油膜的破坏,在一定程度上避免了轴与轴瓦的直接接触,但是此时的平衡温度达到62℃,是一种高位平衡,轴承运行风险太大。
      3 改进措施
      (1) 更换润滑油。用46号机械油代替46号透平油,目的是为了提高润滑油的黏度,?#27807;?#22312;甩油环转动时可?#28304;?#19978;更多的油。但高温时,机械油黏度的下降程度比透平油大。但是试验证明,效果并不明显。
      (2) 对轴瓦进口油囊作加深处理。在出油侧增加出油油囊,在瓦面开网状油槽,目的是为了加大轴润滑冷却油的循环速度。上述措施没有起到决定性作用。
      (3) 对甩油?#26041;?#34892;改进。在粗糙甩油面内侧开?#25215;?#27133;,在甩油环侧面加开几条浅油槽。该措施同时带来了正、负两方面的效应。正面作用是有利于甩油环在转动过程中储油,?#27807;?#24102;油量增加。负面作用是油槽加深,出油量相对于带油量的比重下降。
      (4) 加大润滑油量。将油位实际高度达到下瓦面以下(图纸要求下瓦的2/3高度),这样虽然?#33322;?#20102;油膜破坏,但油位太高,以致局部换热效果变差,平衡时温度太高,风险加大。
      (5) 在油室内加设盘管式水冷却装置。该方法相对比较简易方便。但是由于油室结构特殊,且增加冷却装置将相对减少油室中的油量,如果发生冷却水效?#24335;?#20302;或者上层油温升高现象(冷却只能针对下层油),温度就不能很?#27599;?#21046;。
      现场实施效果表明,实施上述多种措施后的效果并不明显,以上方法不能够从根本上解决轴瓦温度过高的问题。
      在这种情况下,只有改变润滑冷却方式,才能达到轴瓦降温的目的。在对问题进行分析的基础上,决定采用电机轴?#22411;?#24490;环冷却装置。改进前、后轴瓦结构?#36857;?#20998; 别见图1、图2。电机用外循环润滑系统见图3。尽管增加了投资,但有效地增加了散热量和润滑流量。在选择油循环的路径上,采用进油(冷油)喷淋,油室高位 油溢流回油的方案。在电机轴?#22411;?#37096;加装一套循环润滑油系统,供2台电机4个轴瓦用。甩油环仍然保留,在每个轴承上瓦靠进油侧装1根Dg15的进油管,安装 1个Dg15的阀门,以便调节进油量的大小,0.2MPa压力对轴颈直接喷淋。每个轴瓦约有4L/min的润滑油流经瓦面,充足的油量形成一定的油膜,确 保摩擦面处于液体摩擦状态,并及时带走轴承产生的热量。用轴承座的预留接口做回油接口(管径为Dg50),使油室仍然保持原有的油位高度。当外循环装置发 生?#25910;?#25110;断电,导致短时间意外事故发生时,甩油环仍然可以向轴瓦供油。值班人员发现瓦温上升快,温度高等异常情况后,可以及时处理,采取措施以避免烧瓦事 故的发生。

 

图2 改进后的轴瓦结构

  图3 电机用外循环润滑系统图


   为确认电机轴?#22411;?#24490;环冷却装置的可靠性,装置装好后,将6号锅炉的一次风机、送风、密封风机和引风机全部启动,按照设备的额定工况进?#26032;?#36127;荷运行,运行48h,整个过程中最高温度始终保持在37℃左右,说明上述方案起到了很好效果。
   4 结论
   引起轴瓦温度升高的原因很多。如果是?#28903;?#21160;引起的,可?#28304;?#36716;子动平衡、轴系找中心、基 础刚度、磁力线中心等方面处理。如果是由于传热等问题引起的温度升高而导致烧瓦时,仅从机械和结?#32929;?#20998;析,往往不易寻找出根本原因,这时必须从润滑原理上 分析,寻找原因,从根本上解决轴承温度高的问题。
   我们通过加装一套强制外循环冷却装置,改进了轴瓦冷却和润滑方式,有效地解决了轴瓦温度高的缺陷。

 

 

 

关于轴承润滑脂安定性的重要性
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轴承润滑与维护
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