表1 氣流分佈試驗時引風機軸瓦溫升值
4月2日~4月5日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。前後試運轉達11次,每次情況都差不多。解瓦檢查發現,瓦面痕迹一致。加大冷卻油量后,不再燒瓦,但溫度仍然升至62℃,並且隨著氣溫的波動而波動。整個過程中,2颱風機軸系振動很好,最大振動均為1絲左右。
2 原因分析
表2 甲、乙側引風機電機軸承檢查數據
由於2台引風機軸系軸向、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迹,所以也排除了軸承座絕緣不夠和轉子磁通量軸向分佈不均等原因。2颱風機為同一批產品,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台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,初步判斷故障是由於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,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,油膜承壓能力低於軸頸壓力,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,潤滑油位高於軸瓦下瓦面,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,效果並不明顯。
(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。在粗糙甩油麵內側開淺斜槽,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。正面作用是有利於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,出油量相對於帶油量的比重下降。
(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。但是由於油室結構特殊,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,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,決定採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。儘管增加了投資,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,採用進油(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台電機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,確保摩擦面處於液體摩擦狀態,並及時帶走軸承產生的熱量。用軸承座的預留介面做回油介面(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,採取措施以避免燒瓦事故的發生。
圖1 改進前的軸瓦結構
圖2 改進后的軸瓦結構
圖3 電機用外循環潤滑系統圖
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
5 參考文獻