動葉可調式軸流引風機軸承溫度高的(de)分析與控製

2014-07-21

於國強 (保定電力職業技術學院)
劉維紅 (華北(běi)電力(lì)大學科技學院)
  摘 要:通過對造成軸承溫度升高的(de)幾個主(zhǔ)要因(yīn)素的分析提出相對應的一些控製(zhì)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(dìng)地運行。
  關鍵詞:軸流式通風機;軸(zhóu)承;溫度
  1 引言
  引風機(jī)是發電廠非常重要的輔機設備。張家口發(fā)電廠8台引風機機組是上海(hǎi)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(jù)有運行平穩、調節特性穩定、通風量大、維修工作量小等優點。
  由於引(yǐn)風機輸送的是高溫煙氣(qì),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(fēng)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(zài)夏季大負荷(hé)期間,嚴重(chóng)地影(yǐng)響了機組的安全穩定運行。軸承溫度高(gāo)還會(huì)造成控製油溫度升高,使動(dòng)葉可調頭密封件老化加重,縮短動葉可調頭的使(shǐ)用壽命。為了徹(chè)底解決引(yǐn)風機軸承超溫這一重(chóng)大隱(yǐn)患,廠裏做(zuò)了大量的工作,通過不斷地摸索和努力(lì)終於使超溫現象(xiàng)得到了基(jī)本控製。

圖1 引風機本體(tǐ)
  2 影(yǐng)響引風機軸承溫度的因素及控製方法
  2.1 環境溫度的變化對引風機軸承溫度的影響(xiǎng)
  環(huán)境溫度是指引風機室內的溫度。由於引風機輸送的是室內的(de)空氣,所以室內溫度的高低對引風機軸承溫(wēn)度影響很大。從表1的數據中可以看出環境溫度與(yǔ)軸承溫度的變(biàn)化規律是(shì)成正比的。
表1
  其中影(yǐng)響環境溫度的因素主要(yào)有以下幾個方麵(miàn)。
  2.1.1 季節因素
  由於本廠地區地理位置的(de)原因,四(sì)季差別非常明(míng)顯,冬季氣溫在零下10~20℃,雖然引風機室內有暖氣,但(dàn)溫度Z高也隻有19℃;而夏季Z高氣溫達到38℃,這時的引風(fēng)機室內溫(wēn)度高達40℃以上,所以一(yī)般情況下引風機軸承(chéng)溫度高隻發(fā)生在夏季高溫季節(jiē)。
  2.1.2 引風機室的結(jié)構(gòu)以及風機本體的保溫效果對環境溫度的影響
  該廠一期機組(zǔ)的引風機(jī)室由於電除塵結構改(gǎi)造(zào)等原因,造成引風機室通風效果差,環境溫度較高。所以一期(qī)引風機軸承溫度普遍(biàn)比二期引風機軸承(chéng)溫度高。另外由於引風機輸送的是高溫煙氣,風機本身(shēn)也在(zài)向外散熱,所以風機保溫效果也(yě)是決(jué)定環(huán)境溫度的重要因素。解決手段主(zhǔ)要是在通風(fēng)效果差(chà)的引風機(jī)室內加裝機械通風設備,強製循環。另外完善機(jī)體的保溫,選用保溫性能高的材料。這些都能對降低環境溫度起到積(jī)極的作用。
  2.1.3 電動機散熱因素
  從(cóng)圖2可以看出電動機散熱溫度(dù)的高低對環(huán)境溫度(dù)的影響(xiǎng)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係,另外電機定子線圈的部分開焊(hàn)以及電機密封不嚴密也會(huì)造成散熱溫度高。目前該廠一期(qī)引(yǐn)風(fēng)機電機的散熱溫度比二期高,所以一期機(jī)組引風機室(shì)溫要比二(èr)期相對(duì)高一(yī)些。

圖2 鍋爐(lú)引風機室結構與溫度的關係
  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(sòng)的是高溫煙(yān)氣,由於軸承箱布置在機殼內部,高溫煙(yān)氣從軸承箱周圍流過(guò),這樣(yàng)就對軸承產生熱交換。一般機組鍋爐的排煙溫度(dù)為(wéi)140~150℃,而1#爐由於吹灰器未全(quán)部投入、煙(yān)氣擋板拆除、燃燒器不能(néng)調節、爐膛集(jí)灰嚴重等(děng)原因使排煙溫度(dù)Z高達到175℃,這樣煙氣傳給軸承的熱量也就相對(duì)較多,所以(yǐ)1#爐引風機軸承溫度比其它機(jī)組高15℃左右(見圖3)。

圖3 300MW鍋爐引風(fēng)機結構(gòu)對溫度的影(yǐng)響
  2.3 軸承箱(xiāng)及潤滑油的冷卻效果對引風機軸承溫(wēn)度的(de)影響
  冷(lěng)卻(què)效果的好壞是影響軸承溫度的一個非常重要(yào)的因素,也是所能控製(zhì)的Z有效的手段。所以提(tí)高(gāo)引風機(jī)的冷卻效果(guǒ)對降低(dī)軸承溫度有著極其重(chóng)要的作用(yòng)。目前引風機的冷卻手段主要有以下幾個方麵。
  2.3.1 利用冷卻風機對軸承箱進行冷卻
  冷卻(què)風機是引風機的重要冷卻設備,其作用(yòng)是將外界的冷空(kōng)氣通過機殼底部孔洞輸送到(dào)機殼內部軸承箱部位,進行冷(lěng)卻。熱交換後由機殼(ké)上部的孔洞(dòng)排出。冷卻(què)風(fēng)機的冷卻效果的好壞除了與引風機室內的環境溫度有很重要的關係(xì)外,還與冷卻風機本身(shēn)因素有關係。例如,1#機組引風機出現(xiàn)過4台冷卻風機全部倒轉的現象。冷卻風機倒轉後的輸出風量、風壓幾乎為零,也就是軸(zhóu)承箱無冷(lěng)卻風冷卻,造成1#機組引風機(jī)軸承溫度Z高時達到95℃,即使在冬季寒冷季節也高達80℃左右。經過處理後,溫度明顯下降。所以提(tí)高冷卻風(fēng)機的冷卻風量是控製軸承溫度的重要手(shǒu)段(duàn)。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(guò)程中,如(rú)果集流(liú)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 控製油站油冷卻器對潤滑油進行冷卻
  控製油(yóu)站冷(lěng)油(yóu)器是進入軸承箱內(nèi)的潤滑油的冷卻源,所以也(yě)是控製軸承溫度(dù)的重要部件。冷油器的冷卻效果主要取決於冷卻水溫度的高低、冷油器冷卻麵積以及冷油(yóu)器是否堵塞。在冷卻麵積和冷(lěng)卻水溫一(yī)定(dìng)的情況下(xià),判斷冷卻效(xiào)果主要是測(cè)量冷油器進口和出口的溫度,其差值(zhí)越大說明冷卻(què)效果越好,一般應在10℃左右。否則應及時清(qīng)理冷油器。當然也有特殊情況:當(dāng)潤(rùn)滑油溫與(yǔ)冷卻水溫越接近的時候(hòu)冷卻效果也就越不(bú)明顯(xiǎn),這(zhè)主要體現在機組開機過程中。更換冷卻(què)麵積大的冷油器是降低軸承溫度的重要手段。
  2.3.3 利用(yòng)控製油站的溫度控製器調節潤滑油溫
  控製油站的溫度控製器是(shì)調節進(jìn)入軸承箱潤滑油溫度高低的部件(jiàn)。其工作原理:當機組剛剛啟動引風機轉動時,潤滑(huá)油的(de)油溫(wēn)較低,溫度控製器內的彈簧彈性較大而將滑閥頂起,潤滑油直接從溫度控製器中部出口管路進入到軸承箱內,這時(shí)冷(lěng)油器處於(yú)短路(lù)狀態。隨著風(fēng)機運行時間的延長,潤滑油溫(wēn)不斷地升高,這時溫度控製(zhì)器內的彈簧由於溫度(dù)升(shēng)高而彈性變小(xiǎo),滑閥在(zài)上(shàng)部進油口潤滑油壓(yā)力作用下向下(xià)移動,將(jiāng)中(zhōng)部出口堵住,這時的潤(rùn)滑油全部由溫控器下部出口進入到冷油器(qì)中進行冷卻後再進入到軸承箱內,以達到(dào)冷(lěng)卻目的。雖然溫(wēn)度控製器在機組剛開機的(de)時候對潤滑油溫度有一定的控製作用,但在機組正常運行時軸承溫度升高,潤(rùn)滑油需要全部(bù)進(jìn)入到冷(lěng)油器中進行冷卻,由於製造工藝(yì)等原因,滑閥與中部出口密封不(bú)嚴密,實際上有一部分潤滑油仍從中部出口流出並與冷油器出口的潤(rùn)滑油混合到一起,由於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(xiāng)內(nèi)的(de)潤滑油溫度升高,嚴重地降低(dī)了軸承的冷(lěng)卻效果。為了(le)徹底消除這一(yī)隱患,在低油溫時(shí)對風機運(yùn)行無任何(hé)影響的情(qíng)況下拆除了溫度控製器,這樣(yàng)所有潤滑油(yóu)全部進入冷(lěng)油器進(jìn)行(háng)冷卻,使軸承箱的冷卻效果大(dà)大提高。現在(zài)所有機組引風機控製油站溫度控製器的拆除工作正(zhèng)在逐台進行。以後還要(yào)對送風機(jī)控製油站的溫控器進行拆除,以(yǐ)確保風機軸承的冷卻效(xiào)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(chǎng)工(gōng)業水溫(wēn)為19℃左右,在管路不堵(dǔ)塞的情況(kuàng)下完全能夠滿足潤滑油的冷卻要求。
  2.4 潤(rùn)滑油壓力、流量及(jí)油管路的因(yīn)素
  因潤滑油係統造成溫度升高主(zhǔ)要由於潤滑(huá)油質差,潤滑油流量過大或過小、壓力過高或過低(dī)等(děng)因(yīn)素。潤滑(huá)油質差,雜(zá)物過多會(huì)使軸承在轉動中加劇摩擦,導致溫度升高。目前該廠風機油(yóu)站濾油器運用情況良(liáng)好,濾網清理也及時。潤滑(huá)油質差的因素基本可以不用考(kǎo)慮。如果潤滑油流量過大,經過冷油器的潤滑油(yóu)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(yóu)與原軸承箱內的潤滑油交換不充(chōng)分,軸承溫度也會升高。同樣壓(yā)力過低也會使軸承箱內潤(rùn)滑油冷卻交換效(xiào)果差。而潤(rùn)滑油壓力過高會使油(yóu)管路負荷過(guò)大容易造成泄漏。所以要對潤滑油的流量、壓力進行控(kòng)製。通常壓力(lì)控製在0.4~0.5MPa,而流量則要通過控製油站上的回油窗進行觀察,流量(liàng)要適中。另外在潤滑油壓力、流量都(dōu)正常的情況下,潤滑油管路堵塞也是造(zào)成軸承溫度升高(gāo)的主要原因。潤滑油是通過軸承箱兩側(cè)進油管直(zhí)接噴到軸承上(shàng)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(hé)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(lǐ),保證暢通。

圖4
  2.5 軸承(chéng)質量及檢(jiǎn)修安裝因(yīn)素
  軸(zhóu)承(chéng)箱在組裝過程中軸承外套與軸承箱內筒間隙要(yào)適(shì)當。由於運行中引風機軸承(chéng)要產生熱膨脹,如(rú)果(guǒ)間隙過小,會影響軸承的軸向和徑向(xiàng)的膨脹位移,從而加大軸承滾珠(zhū)與外套(tào)的摩(mó)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(sǔn)壞。如果(guǒ)軸承外套與軸承箱內筒間隙(xì)過大,運(yùn)行中聯軸(zhóu)器(qì)側軸(zhóu)承(chéng)外套會隨軸承(chéng)一起轉(zhuǎn)動,因為溫度測點是與軸承外套直接接觸的,所以(yǐ)外套轉動會造成溫度測點的磨損。引風機軸承外套(tào)與軸承內筒(tǒng)的間(jiān)隙應為0.10mm。另外由於軸承本身的質量問題:如間隙小(xiǎo)(正常(cháng)應為0.20~0.25mm)、保持架損壞等也會造成運行中軸承溫度(dù)升高。所以選擇質量(liàng)可靠的軸承非(fēi)常重要。

來源:《風(fēng)機技術》2005年第6期
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