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云浮发电厂双支撑风机轴承烧坏原因分析及处理办法

2013-12-09

曾德琦
(云浮发电厂，广东云浮 527200）

　　摘　要：从轴承质量、检修调整工艺、水平度、轴承座等方面分析了可能引起云浮发电厂引风机轴承烧坏的原因。分析认为，轴承烧坏主要是承力端轴承座瓦口处间隙过小，使轴承不能自由移动，转子热膨胀受阻而产生的热应力所致。对承力轴承座瓦口进行修刮处理后，问题得以解决。
　　关键词：引风机；轴承；热应力；云浮发电厂
　　云浮发电厂1990年12月至2000年底，曾发生多起引风机轴承发热继而烧坏的现象，其中1号炉乙引风机每年发生此类事故1～2次，尤其在1998年6月1号炉电除尘器投运以后，由于烟气温度发生了变化，这种现象就更为严重（1998年7月到2000年4月，相继发生了7次烧轴承事故），严重影响到电厂的安全生产。
　　云浮发电厂引风机型号为Y42×6001N024F，所使用的轴承型号3540（进口轴承型号22240），正常时引风机轴承运行温度约为35℃；从每次烧坏的轴承外观来看，都是轴承远离叶轮侧的轴承外圈或弹珠过热脱皮，弹夹磨损，而且都是在机组停运时间较长（约1星期以上），并在开炉（8～14）h后开始出现轴承发热现象。
　　1　原因分析
　　（1）对于轴承发热开始考虑可能是轴承质量问题，故在1998年7月到1999年5月采用瑞士进口的22240型轴承，其游隙在（0.18～0.22）mm之间，但在运行中还是发生了轴承烧坏；1999年5月以后，又采用国产（瓦房店）型号为3540的轴承，其游隙在（0.25～0.29）mm之间，但在运行中依然烧坏轴承。由此可见，乙引风机轴承的烧坏应该不是轴承的质量问题所致。
　　（2）有关烧坏轴承轴向预留的膨胀间隙见图1，轴承及轴承座上下盖压铅丝（图2），并且在轴承座中分面上加0.06mm垫，即轴承顶部间隙为0.1mm；对轮中心校正数据见图3。根据以上记录分析如下：1）推力端的轴向膨胀间隙为1.55+1.00=2.55mm，大于《电力建设施工及验收技术规范》的0.40mm；2）根据测量，引风机内部介质温度为120℃（改电除尘器后），两轴承跨距为4.46m，承力端的轴向膨胀依公式计算为9.1mm，而轴向预留有30mm的间隙，故轴向膨胀间隙足够；3）根据《电力建设施工及验收技术规范》规定，可游动轴承的顶部间隙为（-0.01～0.03）mm，而实际预留0.10mm，因此，顶部间隙足够。另外，在每次拆开轴承时未发现有轴承外圈转动的现象，而且在运行中测得两轴承座的振动值都在0.05mm以下，这说明转子平衡没有问题，且顶部间隙能满足风机正常运行的需要。

　　（3）检修中测量转轴的水平度发现有2.65mm的偏差（推力端高），故在承力端轴承座底部加2mm垫，Z后得水平度为0.14/1000，小于0.3/1000的要求，但在引风机投运后，还是发生了烧坏轴承事故，这说明水平度也不是造成轴承温度高的主要原因。
　　（4）在排除轴承质量、检修调整工艺、水平度等可能引起轴承发热的原因之后，推测问题可能出在轴承座上，故对两轴承座的瓦口与轴承外圈之间的间隙（轴承的膨胀间隙）进行了测量。结果发现端站轴承座的瓦口与轴承外圈的间隙用0.02mm的塞尺无法塞入(（测量部位见图4），同时还发现端部轴承座底有一小痕。1999年11月检修时在轴承底部加一0.10mm厚、90mm宽、300mm长的铜垫（图5），以消除轴承座底部小痕并增加瓦口与轴承外圈的间隙，此时轴承的径向膨胀间隙只能在一侧刚好塞入0.02mm的塞尺，即轴承的径向膨胀间隙约为0.02mm，轴承的运行情况较为稳定。运行4个月后的机组小修中取出垫片发现垫片两端和轴承外圈的接触点密集，而中间的接触点却很稀疏，这说明轴承外圈和轴承座的接触不良，接触点都集中在瓦口，而底部却几乎没有接触。轴承的热膨胀和轴承座瓦口之间产生的应力及转子自身重量加大了轴承外圈与轴承座瓦口的摩擦，抱死了轴承外圈，使轴承的热膨胀受阻（图6），这样在引风机运行（8～14）h后，转子由于充分受热继续向两端膨胀，而在此过程中受到端部轴承因膨胀受限的影响不能自由移动，轴承承受推力增加，同时两轴承外圈及弹珠（远离叶轮侧）也因热膨胀受阻（在瓦口附近）而承受大的应力，使得远离叶轮侧的轴承外圈及弹珠过载而发热，继而烧坏轴承。特别是在水膜除尘器改为电除尘器之后，介质的温度由65℃提高到120℃，转轴的膨胀量由1.8mm增加到4.8mm，大大增加了转子轴向的推力，使得轴承发热烧坏的现象增多。

　　综上所述，承力端轴承座瓦口处间隙过小，限制轴承不能自由移动，转子热膨胀受阻产生的热应力是导致该厂1号炉乙引风机轴承过载发热而烧坏的主要原因。
　　2　处理办法
　　针对云浮发电厂1号炉乙引风机承力轴承座瓦口处存在的问题，所采取的解决办法是对其进行修刮并使其达到以下要求：
　　（1）轴承座底部和轴承外圈的接触角在75°～90°，而且在这一区域内轴承座底部和轴承外圈接触达到85%以上。
　　（2）瓦口有（0.05～0.08）mm的径向膨胀间隙，即用0.02mm或0.03mm的塞尺可在瓦口处塞入深度（4～60）mm。
　　（3）轴承座与轴承外圈的接触面应平滑，并用金相砂纸抛光，光洁度达到6级（粗糙度达到1.6），同时不允许有毛刺、台阶、槽痕等缺陷。
　　3　效果
　　2000年8月底，用以上办法对云浮电厂1号炉乙引风机轴承座进行了处理，同年9月4日开始运行至今，风机轴承运行情况良好，再没有发生过轴承发热现象。后来采用同样方法对1号炉甲引风机和2号炉甲引风机进行了处理，均收到很好的效果。

来源：《热力发电》2003年09期

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