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劉維紅?。ㄈA北電力大學科技學院)
摘 要:通過對造成軸承溫度升高的幾個主要因素的分析提出相對應的一些控制方法和措施,從而保證了引風機能在正常工況下安全穩(wěn)定地運行。
關鍵詞:軸流式通風機;軸承;溫度
1 引言
引風機是發(fā)電廠非常重要的輔機設備。張家口發(fā)電廠8臺引風機機組是上海鼓風機廠生產的SAF28-16-1型動葉可調式軸流引風機。軸流引風機具有運行平穩(wěn)、調節(jié)特性穩(wěn)定、通風量大、維修工作量小等優(yōu)點。
由于引風機輸送的是高溫煙氣,而其結構特點是軸承箱布置在風機內部(圖1)。高溫煙氣對軸承進行傳熱,所以引風機軸承溫度要高出同結構特點的鼓風機軸承溫度20℃左右。特別是在夏季大負荷期間,嚴重地影響了機組的安全穩(wěn)定運行。軸承溫度高還會造成控制油溫度升高,使動葉可調頭密封件老化加重,縮短動葉可調頭的使用壽命。為了徹底解決引風機軸承超溫這一重大隱患,廠里做了大量的工作,通過不斷地摸索和努力終于使超溫現象得到了基本控制。

圖1 引風機本體
2 影響引風機軸承溫度的因素及控制方法
2.1 環(huán)境溫度的變化對引風機軸承溫度的影響
環(huán)境溫度是指引風機室內的溫度。由于引風機輸送的是室內的空氣,所以室內溫度的高低對引風機軸承溫度影響很大。從表1的數據中可以看出環(huán)境溫度與軸承溫度的變化規(guī)律是成正比的。
表1

其中影響環(huán)境溫度的因素主要有以下幾個方面。
2.1.1 季節(jié)因素
由于本廠地區(qū)地理位置的原因,四季差別非常明顯,冬季氣溫在零下10~20℃,雖然引風機室內有暖氣,但溫度Z高也只有19℃;而夏季Z高氣溫達到38℃,這時的引風機室內溫度高達40℃以上,所以一般情況下引風機軸承溫度高只發(fā)生在夏季高溫季節(jié)。
2.1.2 引風機室的結構以及風機本體的保溫效果對環(huán)境溫度的影響
該廠一期機組的引風機室由于電除塵結構改造等原因,造成引風機室通風效果差,環(huán)境溫度較高。所以一期引風機軸承溫度普遍比二期引風機軸承溫度高。另外由于引風機輸送的是高溫煙氣,風機本身也在向外散熱,所以風機保溫效果也是決定環(huán)境溫度的重要因素。解決手段主要是在通風效果差的引風機室內加裝機械通風設備,強制循環(huán)。另外完善機體的保溫,選用保溫性能高的材料。這些都能對降低環(huán)境溫度起到積極的作用。
2.1.3 電動機散熱因素
從圖2可以看出電動機散熱溫度的高低對環(huán)境溫度的影響也很大。電機散熱溫度的高低與電動機的功率以及結構有一定的關系,另外電機定子線圈的部分開焊以及電機密封不嚴密也會造成散熱溫度高。目前該廠一期引風機電機的散熱溫度比二期高,所以一期機組引風機室溫要比二期相對高一些。

圖2 鍋爐引風機室結構與溫度的關系
2.2 機組負荷與排煙溫度對軸承溫度的影響
引風機內輸送的是高溫煙氣,由于軸承箱布置在機殼內部,高溫煙氣從軸承箱周圍流過,這樣就對軸承產生熱交換。一般機組鍋爐的排煙溫度為140~150℃,而1#爐由于吹灰器未全部投入、煙氣擋板拆除、燃燒器不能調節(jié)、爐膛集灰嚴重等原因使排煙溫度Z高達到175℃,這樣煙氣傳給軸承的熱量也就相對較多,所以1#爐引風機軸承溫度比其它機組高15℃左右(見圖3)。

圖3 300MW鍋爐引風機結構對溫度的影響
2.3 軸承箱及潤滑油的冷卻效果對引風機軸承溫度的影響
冷卻效果的好壞是影響軸承溫度的一個非常重要的因素,也是所能控制的Z有效的手段。所以提高引風機的冷卻效果對降低軸承溫度有著極其重要的作用。目前引風機的冷卻手段主要有以下幾個方面。
2.3.1 利用冷卻風機對軸承箱進行冷卻
冷卻風機是引風機的重要冷卻設備,其作用是將外界的冷空氣通過機殼底部孔洞輸送到機殼內部軸承箱部位,進行冷卻。熱交換后由機殼上部的孔洞排出。冷卻風機的冷卻效果的好壞除了與引風機室內的環(huán)境溫度有很重要的關系外,還與冷卻風機本身因素有關系。例如,1#機組引風機出現過4臺冷卻風機全部倒轉的現象。冷卻風機倒轉后的輸出風量、風壓幾乎為零,也就是軸承箱無冷卻風冷卻,造成1#機組引風機軸承溫度Z高時達到95℃,即使在冬季寒冷季節(jié)也高達80℃左右。經過處理后,溫度明顯下降。所以提高冷卻風機的冷卻風量是控制軸承溫度的重要手段。另外冷卻風機的檢修安裝也很關鍵。在冷卻風機轉子的安裝過程中,如果集流器與轉子入口的配合不當也是造成冷卻風量、風壓低的主要原因。
2.3.2 控制油站油冷卻器對潤滑油進行冷卻
控制油站冷油器是進入軸承箱內的潤滑油的冷卻源,所以也是控制軸承溫度的重要部件。冷油器的冷卻效果主要取決于冷卻水溫度的高低、冷油器冷卻面積以及冷油器是否堵塞。在冷卻面積和冷卻水溫一定的情況下,判斷冷卻效果主要是測量冷油器進口和出口的溫度,其差值越大說明冷卻效果越好,一般應在10℃左右。否則應及時清理冷油器。當然也有特殊情況:當潤滑油溫與冷卻水溫越接近的時候冷卻效果也就越不明顯,這主要體現在機組開機過程中。更換冷卻面積大的冷油器是降低軸承溫度的重要手段。
2.3.3 利用控制油站的溫度控制器調節(jié)潤滑油溫
控制油站的溫度控制器是調節(jié)進入軸承箱潤滑油溫度高低的部件。其工作原理:當機組剛剛啟動引風機轉動時,潤滑油的油溫較低,溫度控制器內的彈簧彈性較大而將滑閥頂起,潤滑油直接從溫度控制器中部出口管路進入到軸承箱內,這時冷油器處于短路狀態(tài)。隨著風機運行時間的延長,潤滑油溫不斷地升高,這時溫度控制器內的彈簧由于溫度升高而彈性變小,滑閥在上部進油口潤滑油壓力作用下向下移動,將中部出口堵住,這時的潤滑油全部由溫控器下部出口進入到冷油器中進行冷卻后再進入到軸承箱內,以達到冷卻目的。雖然溫度控制器在機組剛開機的時候對潤滑油溫度有一定的控制作用,但在機組正常運行時軸承溫度升高,潤滑油需要全部進入到冷油器中進行冷卻,由于制造工藝等原因,滑閥與中部出口密封不嚴密,實際上有一部分潤滑油仍從中部出口流出并與冷油器出口的潤滑油混合到一起,由于這部分潤滑油未經過冷卻溫度仍較高,這樣就造成了進入到軸承箱內的潤滑油溫度升高,嚴重地降低了軸承的冷卻效果。為了徹底消除這一隱患,在低油溫時對風機運行無任何影響的情況下拆除了溫度控制器,這樣所有潤滑油全部進入冷油器進行冷卻,使軸承箱的冷卻效果大大提高?,F在所有機組引風機控制油站溫度控制器的拆除工作正在逐臺進行。以后還要對送風機控制油站的溫控器進行拆除,以確保風機軸承的冷卻效果。
2.3.4 冷卻水溫的影響
冷卻水溫的高低直接影響到冷油器的冷卻效果,目前該廠工業(yè)水溫為19℃左右,在管路不堵塞的情況下完全能夠滿足潤滑油的冷卻要求。
2.4 潤滑油壓力、流量及油管路的因素
因潤滑油系統造成溫度升高主要由于潤滑油質差,潤滑油流量過大或過小、壓力過高或過低等因素。潤滑油質差,雜物過多會使軸承在轉動中加劇摩擦,導致溫度升高。目前該廠風機油站濾油器運用情況良好,濾網清理也及時。潤滑油質差的因素基本可以不用考慮。如果潤滑油流量過大,經過冷油器的潤滑油不能全部與冷卻介質充分接觸,也就不能完全冷卻,冷油器出口油溫仍較高,導致軸承溫度升高。如果潤滑油流量過小,進入軸承箱內的潤滑油與原軸承箱內的潤滑油交換不充分,軸承溫度也會升高。同樣壓力過低也會使軸承箱內潤滑油冷卻交換效果差。而潤滑油壓力過高會使油管路負荷過大容易造成泄漏。所以要對潤滑油的流量、壓力進行控制。通常壓力控制在0.4~0.5MPa,而流量則要通過控制油站上的回油窗進行觀察,流量要適中。另外在潤滑油壓力、流量都正常的情況下,潤滑油管路堵塞也是造成軸承溫度升高的主要原因。潤滑油是通過軸承箱兩側進油管直接噴到軸承上進行冷卻的(圖4),進油管為直徑10mm的孔洞,比較容易造成堵塞。6#和1#爐引風機軸承箱一側進油管曾出現堵塞,造成兩側軸承溫度偏差達15℃。所以在檢修中應對進油管進行清理,保證暢通。

圖4
2.5 軸承質量及檢修安裝因素
軸承箱在組裝過程中軸承外套與軸承箱內筒間隙要適當。由于運行中引風機軸承要產生熱膨脹,如果間隙過小,會影響軸承的軸向和徑向的膨脹位移,從而加大軸承滾珠與外套的摩擦力,軸承溫度就會升高。這時要及時處理,否則將會使軸承損壞。如果軸承外套與軸承箱內筒間隙過大,運行中聯軸器側軸承外套會隨軸承一起轉動,因為溫度測點是與軸承外套直接接觸的,所以外套轉動會造成溫度測點的磨損。引風機軸承外套與軸承內筒的間隙應為0.10mm。另外由于軸承本身的質量問題:如間隙小(正常應為0.20~0.25mm)、保持架損壞等也會造成運行中軸承溫度升高。所以選擇質量可靠的軸承非常重要。
來源:《風機技術》2005年第6期