于國強(qiáng)/保定電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉維紅/華北電力大學(xué)科技學(xué)院
摘 要:通過對(duì)造成軸承溫度升高的幾個(gè)主要因素的分析提出相對(duì)應(yīng)的一些控制方法和措施,從而保證了引風(fēng)機(jī)能在正常工況下安全穩(wěn)定地運(yùn)行。
關(guān)鍵詞:軸流式引風(fēng)機(jī);軸承;溫度
1 引言
引風(fēng)機(jī)是發(fā)電廠非常重要的輔機(jī)設(shè)備。張家口發(fā)電廠8臺(tái)機(jī)組引風(fēng)機(jī)是上海鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的SAF28-16-1型動(dòng)葉可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)。軸流引風(fēng)機(jī)具有運(yùn)行平穩(wěn)、調(diào)節(jié)特性穩(wěn)定、通風(fēng)量大、維修工作量小等優(yōu)點(diǎn)。
由于引風(fēng)機(jī)輸送的是高溫?zé)煔猓浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)是軸承箱布置在風(fēng)機(jī)內(nèi)部(圖1)。高溫?zé)煔鈱?duì)軸承進(jìn)行傳熱,所以引風(fēng)機(jī)軸承溫度要高出同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的鼓風(fēng)機(jī)軸承溫度20℃左右。特別是在夏季大負(fù)荷期間,嚴(yán)重地影響了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。軸承溫度高還會(huì)造成控制油溫度升高,使動(dòng)調(diào)頭密封件老化加重,縮短動(dòng)調(diào)頭的使用壽命。為了徹底解決引風(fēng)機(jī)軸承超溫這一重大隱患,廠里做了大量的工作,通過不斷的摸索和努力終于使超溫現(xiàn)象得到了基本控制。

圖1 引風(fēng)機(jī)本體
2 影響引風(fēng)機(jī)軸承溫度的因素及控制方法
2.1環(huán)境溫度的變化對(duì)引風(fēng)機(jī)軸承溫度的影響
環(huán)境溫度是指引風(fēng)機(jī)室內(nèi)的溫度。由于對(duì)引風(fēng)機(jī)軸承箱進(jìn)行冷卻的冷卻風(fēng)機(jī)輸送的是吸風(fēng)機(jī)室內(nèi)的空氣,所以室內(nèi)溫度的高低對(duì)引風(fēng)機(jī)軸承溫度影響很大。從表1中數(shù)據(jù)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(gè)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(fēng)機(jī)室內(nèi)有暖氣,但溫度Z高也只有19℃;而夏季Z高氣溫達(dá)到38℃,這時(shí)的引風(fēng)機(jī)室內(nèi)溫度高達(dá)40℃以上,所以一般情況下引風(fēng)機(jī)軸承溫度高只發(fā)生在夏季高溫季節(jié)。
2.1.2引風(fēng)機(jī)室的結(jié)構(gòu)以及風(fēng)機(jī)本體的保溫效果對(duì)環(huán)境溫度的影響
該廠一期機(jī)組的引風(fēng)機(jī)室由于電除塵結(jié)構(gòu)改造等原因,造成引風(fēng)機(jī)室通風(fēng)效果差,環(huán)境溫度較高。所以一期引風(fēng)機(jī)軸承溫度普遍比二期引風(fēng)機(jī)軸承溫度高。另外由于引風(fēng)機(jī)輸送的是高溫?zé)煔?,風(fēng)機(jī)本身也在向外散熱,所以風(fēng)機(jī)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(fēng)效果差的引風(fēng)機(jī)室內(nèi)加裝機(jī)械通風(fēng)設(shè)備,強(qiáng)制循環(huán)。另外完善機(jī)體的保溫,選用保溫性能高的材料。這些都能對(duì)降低環(huán)境溫度起到積極的作用。
2.1.3電動(dòng)機(jī)散熱因素
從圖2可以看出電動(dòng)機(jī)散熱溫度的高低對(duì)環(huán)境溫度的影響也很大。電機(jī)散熱溫度的高低與電動(dòng)機(jī)的功率以及結(jié)構(gòu)有一定的關(guān)系,另外電機(jī)定子線圈的部分開焊以及電機(jī)密封不嚴(yán)密也會(huì)造成散熱溫度高。目前該廠一期吸風(fēng)機(jī)電機(jī)的散熱溫度比二期高,所以一期機(jī)組引風(fēng)機(jī)室溫要比二期相對(duì)高一些。

圖2 鍋爐引風(fēng)機(jī)室結(jié)構(gòu)與溫度的關(guān)系
2.2機(jī)組負(fù)荷與排煙溫度對(duì)軸承溫度的影響
引風(fēng)機(jī)內(nèi)輸送的是高溫?zé)煔猓捎谳S承箱布置在機(jī)殼內(nèi)部,高溫?zé)煔鈴妮S承箱周圍流過,這樣就對(duì)軸承產(chǎn)生熱交換。一般機(jī)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(diào)節(jié)、爐膛集灰嚴(yán)重等原因使排煙溫度Z高達(dá)到175℃,這樣煙氣傳給軸承的熱量也就相對(duì)較多,所以1#爐引風(fēng)機(jī)軸承溫度比其它機(jī)組高15℃左右(見圖3)。

圖3 300MW鍋爐引風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)對(duì)溫度的影響
2.3軸承箱及潤滑油的冷卻效果對(duì)引風(fēng)機(jī)軸承溫度的影響
冷卻效果的好壞是影響軸承溫度的一個(gè)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(fēng)機(jī)的冷卻效果對(duì)降低軸承溫度有著極其重要的作用。目前引風(fēng)機(jī)的冷卻手段主要以下幾個(gè)方面。
2.3.1利用冷卻風(fēng)機(jī)對(duì)軸承箱進(jìn)行冷卻
冷卻風(fēng)機(jī)是引風(fēng)機(jī)的重要冷卻設(shè)備,其作用是將外界的冷空氣通過機(jī)殼底部孔洞輸送到機(jī)殼內(nèi)部軸承箱部位,進(jìn)行冷卻。熱交換后由機(jī)殼上部的孔洞排出。冷卻風(fēng)機(jī)的冷卻效果的好壞除了與引風(fēng)機(jī)室內(nèi)的環(huán)境溫度有很重要的關(guān)系外,還與冷卻風(fēng)機(jī)本身因素有關(guān)系。例如,1
#機(jī)組引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)過4臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)全部倒轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。冷卻風(fēng)機(jī)倒轉(zhuǎn)后的輸出風(fēng)量、風(fēng)壓幾乎為零,也就是軸承箱無冷卻風(fēng)冷卻,造成1
#機(jī)組引風(fēng)機(jī)軸承溫度Z高時(shí)達(dá)到95℃,即使在冬季寒冷季節(jié)也高達(dá)80℃左右。經(jīng)過處理后,溫度明顯下降。所以提高冷卻風(fēng)機(jī)的冷卻風(fēng)量是控制軸承溫度的重要手段。另外冷卻風(fēng)機(jī)的檢修安裝也很關(guān)鍵。在冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子安裝過程中,如果集流器與轉(zhuǎn)子入口的配合不當(dāng)也是造成冷卻風(fēng)量、風(fēng)壓低的主要原因。
2.3.2控制油站油冷卻器對(duì)潤滑油進(jìn)行冷卻
控制油站冷油器是進(jìn)入軸承箱內(nèi)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(jìn)口和出口的溫度,其差值越大說明冷卻效果越好,一般應(yīng)在10℃左右。否則應(yīng)及時(shí)清理冷油器。當(dāng)然也有特殊情況:當(dāng)潤滑油溫與冷卻水溫越接近的時(shí)候冷卻效果也就越不明顯,這主要體現(xiàn)在機(jī)組開機(jī)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(diào)節(jié)潤滑油溫
控制油站的溫度控制器是調(diào)節(jié)進(jìn)入軸承箱潤滑油溫度高低的部件。其工作原理:當(dāng)機(jī)組剛剛啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),潤滑油的油溫較低,溫度控制器內(nèi)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(jìn)入到軸承箱內(nèi),這時(shí)冷油器處于短路狀態(tài)。隨著風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間的延長,潤滑油溫不斷地升高,這時(shí)溫度控制器內(nèi)的彈簧由于溫度升高而彈性變小,滑閥在上部進(jìn)油口潤滑油壓力作用下向下移動(dòng),將中部出口堵住,這時(shí)的潤滑油全部由溫控器下部出口進(jìn)入到冷油器中進(jìn)行冷卻后再進(jìn)入到軸承箱內(nèi),以達(dá)到冷卻目的。雖然溫度控制器在機(jī)組剛開機(jī)的時(shí)候?qū)櫥蜏囟扔幸欢ǖ目刂谱饔?,但在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)軸承溫度升高,潤滑油需要全部進(jìn)入到冷油器中進(jìn)行冷卻,由于制造工藝等原因,滑閥與中部出口密封不嚴(yán)密,實(shí)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(jīng)過冷卻溫度仍較高,這樣就造成了進(jìn)入到軸承箱內(nèi)的潤滑油溫度升高,嚴(yán)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(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)運(yùn)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(jìn)入冷油器進(jìn)行冷卻,使軸承箱的冷卻效果大大提高?,F(xiàn)在所有機(jī)組引風(fēng)機(jī)控制油站溫度控制器的拆除工作正在逐臺(tái)進(jìn)行。以后還要對(duì)鼓風(fēng)機(jī)控制油站的溫控器進(jìn)行拆除,以確保風(fēng)機(jī)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(tǒng)造成溫度升高主要由于潤滑油質(zhì)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(zhì)差,雜物過多會(huì)使軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)中加劇摩擦,導(dǎo)致溫度升高。目前該廠風(fēng)機(jī)油站濾油器運(yùn)用情況良好,濾網(wǎng)清理也及時(shí)。潤滑油質(zhì)差的因素基本可以不用考慮。如果潤滑油流量過大,經(jīng)過冷油器的潤滑油不能全部與冷卻介質(zhì)充分接觸,也就不能完全冷卻,冷油器出口油溫仍較高,導(dǎo)致軸承溫度升高。如果潤滑油流量過小,進(jìn)入軸承箱內(nèi)的潤滑油與原軸承箱內(nèi)的潤滑油交換不充分,軸承溫度也會(huì)升高。同樣壓力過低也會(huì)使軸承箱內(nèi)潤滑油冷卻交換效果差。而潤滑油壓力過高會(huì)使油管路負(fù)荷過大容易造成泄漏。所以要對(duì)潤滑油的流量、壓力進(jìn)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(jìn)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(cè)進(jìn)油管直接噴到軸承上進(jìn)行冷卻的(圖4),進(jìn)油管為直徑10mm的孔洞,比較容易造成堵塞。6
# 和1
#爐引風(fēng)機(jī)軸承箱一側(cè)進(jìn)油管曾出現(xiàn)堵塞,造成兩側(cè)軸承溫度偏差達(dá)15℃。所以在檢修中應(yīng)對(duì)進(jìn)油管進(jìn)行清理,保證暢通。

圖4
2.5軸承質(zhì)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(nèi)筒間隙要適當(dāng)。由于運(yùn)行中引風(fēng)機(jī)軸承要產(chǎn)生熱膨脹,如果間隙過小,會(huì)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(huì)升高。這時(shí)要及時(shí)處理,否則將會(huì)使軸承損壞。如果軸承外套與軸承箱內(nèi)筒間隙過大,運(yùn)行中聯(lián)軸器側(cè)軸承外套會(huì)隨軸承一起轉(zhuǎn)動(dòng),因?yàn)闇囟葴y點(diǎn)是與軸承外套直接接觸的,所以外套轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)造成溫度測點(diǎn)的磨損。引風(fēng)機(jī)軸承外套與軸承內(nèi)筒的間隙應(yīng)為0.10mm。另外由于軸承本身的質(zhì)量問題:如,間隙?。ㄕ?yīng)為0.20~0.25mm)、保持架損壞等也會(huì)造成運(yùn)行中軸承溫度升高。所以選擇質(zhì)量可靠的軸承非常重要。
來源:《潤滑與密封》2005年03期