鋒速達通風降溫系統
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車間安裝負壓風機_動態流量平衡閥大型風機軸承燒瓦原因及其處理
徐塘發電有限公司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，電機轉速為744r/min，功率為1 800kW，電壓為6 000V.電機兩端為滑動軸承結構，瓦寬為220mm，甩油環外徑為363mm，厚度為11.5mm，寬度為30mm，質量為3060g；軸頸外徑為200mm，橢圓度偏差為0.2mm.油室兩側各有一個油位計，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。檢查發現甲側引風機電機推力端軸瓦有燒瓦現象，乙側引風機電機膨脹端軸瓦局部有磨痕�，F場消缺，重新安裝后，電機試運轉4
h無異�，F象。鍋爐空氣動力場試驗時，2臺引風機電機的軸瓦溫度穩定在61.9℃（甲）、59.5℃（乙）后略微下降，轉動正常。
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束后，16∶00，62號引風機電機側軸瓦溫 度快速攀升至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 風機側 電機側 風機側
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，發現2臺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頸處油潤滑明顯不足。對瓦面作刮瓦處理試轉，當溫度達到56～60℃后，瓦溫快速攀升。前后試運轉達11次，每次情況都差不多。解瓦檢查發現，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、乙側引風機電機軸承檢查數據見表2.所有數據都符合規范和廠家技術要求，可以排除安裝不當的原因。
表2 甲、乙側引風機電機軸承檢查數據
檢查項目 甲側引風機電機 乙側引風機電機
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子磁通量軸向分布不均等原因。2臺風機為同一批產品，且燒瓦發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據資料進行分析，初步判斷故障是由于甩油環轉動帶上來的油量太少，在下瓦壓力角內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值時，油膜承壓能力低于軸頸壓力，由此將引起惡性循環，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，效果并不明顯。
（2）對軸瓦進口油囊作加深處理。在出油側增加出油油囊，在瓦面開網狀油槽，目的是為了加大軸潤滑冷卻油的循環速度。上述措施沒有起到決定性作用。
�。�3）對甩油環進行改進。在粗糙甩油面內側開淺斜槽，在甩油環側面加開幾條淺油槽。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在轉動過程中儲油，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。但是由于油室結構特殊，且增加冷卻裝置將相對減少油室中的油量，如果發生冷卻水效率降低或者上層油溫升高現象（冷卻只能針對下層油），溫度就不能很好控制。
現場實施效果表明，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冷卻裝置。改進前、后軸瓦結構圖，分別見圖1、圖2.電機用外循環潤滑系統見圖3.盡管增加了投資，但有效地增加了散熱量和潤滑流量。在選擇油循環的路徑上，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潤滑油系統，供2臺電機4個軸瓦用。甩油環仍然保留，在每個軸承上瓦靠進油側裝1根Dg15的進油管，安裝1個Dg15的閥門，以便調節進油量的大小，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，并及時帶走軸承產生的熱量。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。當外循環裝置發生故障或斷電，導致短時間意外事故發生時，甩油環仍然可以向軸瓦供油。值班人員發現瓦溫上升快，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生。
為確認電機軸承外循環冷卻裝置的可靠性，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，僅從機械和結構上分析，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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