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云浮發(fā)電廠雙支撐風機軸承燒壞原因分析及處理辦法

2013-12-09

曾德琦
(云浮發(fā)電廠，廣東云浮 527200）
　　摘　要：從軸承質(zhì)量、檢修調(diào)整工藝、水平度、軸承座等方面分析了可能引起云浮發(fā)電廠引風機軸承燒壞的原因。分析認為，軸承燒壞主要是承力端軸承座瓦口處間隙過小，使軸承不能自由移動，轉(zhuǎn)子熱膨脹受阻而產(chǎn)生的熱應力所致。對承力軸承座瓦口進行修刮處理后，問題得以解決。
　　關鍵詞：引風機；軸承；熱應力；云浮發(fā)電廠
　　云浮發(fā)電廠1990年12月至2000年底，曾發(fā)生多起引風機軸承發(fā)熱繼而燒壞的現(xiàn)象，其中1號爐乙引風機每年發(fā)生此類事故1～2次，尤其在1998年6月1號爐電除塵器投運以后，由于煙氣溫度發(fā)生了變化，這種現(xiàn)象就更為嚴重（1998年7月到2000年4月，相繼發(fā)生了7次燒軸承事故），嚴重影響到電廠的安全生產(chǎn)。
　　云浮發(fā)電廠引風機型號為Y42×6001N024F，所使用的軸承型號3540（進口軸承型號22240），正常時引風機軸承運行溫度約為35℃；從每次燒壞的軸承外觀來看，都是軸承遠離葉輪側(cè)的軸承外圈或彈珠過熱脫皮，彈夾磨損，而且都是在機組停運時間較長（約1星期以上），并在開爐（8～14）h后開始出現(xiàn)軸承發(fā)熱現(xiàn)象。
　　1　原因分析
　　（1）對于軸承發(fā)熱開始考慮可能是軸承質(zhì)量問題，故在1998年7月到1999年5月采用瑞士進口的22240型軸承，其游隙在（0.18～0.22）mm之間，但在運行中還是發(fā)生了軸承燒壞；1999年5月以后，又采用國產(chǎn)（瓦房店）型號為3540的軸承，其游隙在（0.25～0.29）mm之間，但在運行中依然燒壞軸承。由此可見，乙引風機軸承的燒壞應該不是軸承的質(zhì)量問題所致。
　?。?）有關燒壞軸承軸向預留的膨脹間隙見圖1，軸承及軸承座上下蓋壓鉛絲（圖2），并且在軸承座中分面上加0.06mm墊，即軸承頂部間隙為0.1mm；對輪中心校正數(shù)據(jù)見圖3。根據(jù)以上記錄分析如下：1）推力端的軸向膨脹間隙為1.55+1.00=2.55mm，大于《電力建設施工及驗收技術(shù)規(guī)范》的0.40mm；2）根據(jù)測量，引風機內(nèi)部介質(zhì)溫度為120℃（改電除塵器后），兩軸承跨距為4.46m，承力端的軸向膨脹依公式計算為9.1mm，而軸向預留有30mm的間隙，故軸向膨脹間隙足夠；3）根據(jù)《電力建設施工及驗收技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，可游動軸承的頂部間隙為（-0.01～0.03）mm，而實際預留0.10mm，因此，頂部間隙足夠。另外，在每次拆開軸承時未發(fā)現(xiàn)有軸承外圈轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象，而且在運行中測得兩軸承座的振動值都在0.05mm以下，這說明轉(zhuǎn)子平衡沒有問題，且頂部間隙能滿足風機正常運行的需要。
　?。?）檢修中測量轉(zhuǎn)軸的水平度發(fā)現(xiàn)有2.65mm的偏差（推力端高），故在承力端軸承座底部加2mm墊，Z后得水平度為0.14/1000，小于0.3/1000的要求，但在引風機投運后，還是發(fā)生了燒壞軸承事故，這說明水平度也不是造成軸承溫度高的主要原因。
　?。?）在排除軸承質(zhì)量、檢修調(diào)整工藝、水平度等可能引起軸承發(fā)熱的原因之后，推測問題可能出在軸承座上，故對兩軸承座的瓦口與軸承外圈之間的間隙（軸承的膨脹間隙）進行了測量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)端站軸承座的瓦口與軸承外圈的間隙用0.02mm的塞尺無法塞入(（測量部位見圖4），同時還發(fā)現(xiàn)端部軸承座底有一小痕。1999年11月檢修時在軸承底部加一0.10mm厚、90mm寬、300mm長的銅墊（圖5），以消除軸承座底部小痕并增加瓦口與軸承外圈的間隙，此時軸承的徑向膨脹間隙只能在一側(cè)剛好塞入0.02mm的塞尺，即軸承的徑向膨脹間隙約為0.02mm，軸承的運行情況較為穩(wěn)定。運行4個月后的機組小修中取出墊片發(fā)現(xiàn)墊片兩端和軸承外圈的接觸點密集，而中間的接觸點卻很稀疏，這說明軸承外圈和軸承座的接觸不良，接觸點都集中在瓦口，而底部卻幾乎沒有接觸。軸承的熱膨脹和軸承座瓦口之間產(chǎn)生的應力及轉(zhuǎn)子自身重量加大了軸承外圈與軸承座瓦口的摩擦，抱死了軸承外圈，使軸承的熱膨脹受阻（圖6），這樣在引風機運行（8～14）h后，轉(zhuǎn)子由于充分受熱繼續(xù)向兩端膨脹，而在此過程中受到端部軸承因膨脹受限的影響不能自由移動，軸承承受推力增加，同時兩軸承外圈及彈珠（遠離葉輪側(cè)）也因熱膨脹受阻（在瓦口附近）而承受大的應力，使得遠離葉輪側(cè)的軸承外圈及彈珠過載而發(fā)熱，繼而燒壞軸承。特別是在水膜除塵器改為電除塵器之后，介質(zhì)的溫度由65℃提高到120℃，轉(zhuǎn)軸的膨脹量由1.8mm增加到4.8mm，大大增加了轉(zhuǎn)子軸向的推力，使得軸承發(fā)熱燒壞的現(xiàn)象增多。
　　綜上所述，承力端軸承座瓦口處間隙過小，限制軸承不能自由移動，轉(zhuǎn)子熱膨脹受阻產(chǎn)生的熱應力是導致該廠1號爐乙引風機軸承過載發(fā)熱而燒壞的主要原因。
　　2　處理辦法
　　針對云浮發(fā)電廠1號爐乙引風機承力軸承座瓦口處存在的問題，所采取的解決辦法是對其進行修刮并使其達到以下要求：
　?。?）軸承座底部和軸承外圈的接觸角在75°～90°，而且在這一區(qū)域內(nèi)軸承座底部和軸承外圈接觸達到85%以上。
　?。?）瓦口有（0.05～0.08）mm的徑向膨脹間隙，即用0.02mm或0.03mm的塞尺可在瓦口處塞入深度（4～60）mm。
　?。?）軸承座與軸承外圈的接觸面應平滑，并用金相砂紙拋光，光潔度達到6級（粗糙度達到1.6），同時不允許有毛刺、臺階、槽痕等缺陷。
　　3　效果
　　2000年8月底，用以上辦法對云浮電廠1號爐乙引風機軸承座進行了處理，同年9月4日開始運行至今，風機軸承運行情況良好，再沒有發(fā)生過軸承發(fā)熱現(xiàn)象。后來采用同樣方法對1號爐甲引風機和2號爐甲引風機進行了處理，均收到很好的效果。
來源：《熱力發(fā)電》2003年09期