於(yú)國(guó)強/保定電力職業技術學(xué)院 劉維紅/華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(yào)因素的分析提出相對應的一(yī)些控製方法(fǎ)和措施,從(cóng)而保證了引風機能在正常工況下(xià)安全穩(wěn)定地運行。
關鍵詞:軸流式引風機(jī);軸承;溫度
1 引言
引(yǐn)風機是發電廠非常重要的輔機設備。張家口發電(diàn)廠8台機組引風機是(shì)上海鼓風機廠生產的SAF28-16-1型動葉可調式軸流(liú)風機。軸流引風機具有運行平穩、調節特性穩定、通風量大、維修工作量小等優點(diǎn)。
由於引風機輸送的是高溫煙氣,而其結構特點是軸承箱布(bù)置在風機內部(圖1)。高溫煙氣對軸承進行(háng)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(qī)間,嚴重地影響了機組的安全穩定運行。軸承溫度高還會造成控製(zhì)油溫度升高,使動調頭密封件老化加重,縮短(duǎn)動調頭的使用壽命。為了徹(chè)底解決引風機軸承超溫這一重大隱(yǐn)患,廠裏做了大量的工作,通過不斷的摸索和努力終於(yú)使超溫現象得到了基本控製。

圖1 引風(fēng)機本體
2 影響引(yǐn)風機軸(zhóu)承溫度的因素及控製方法
2.1環境溫度的變(biàn)化對引風機軸(zhóu)承溫度的影響
環境溫度是指引風機室內的溫度。由於對引風機軸承箱進行冷卻的冷卻風機輸送(sòng)的是吸風機室內的空氣,所以室內溫度的高低對引風機軸承(chéng)溫度影響很大。從表1中數據中可以看出環境溫度(dù)與軸(zhóu)承溫度的變化規(guī)律是成正比的。
表1

其中影響環境溫度的因(yīn)素(sù)主要有以下(xià)幾個方麵。
2.1.1季節因素
由於本廠地區地理位置的原因,四季差別非常明顯,冬(dōng)季氣溫在零下(xià)10~20℃,雖然引風機室內有暖(nuǎn)氣,但溫度Z高也隻有19℃;而夏季(jì)Z高氣溫達到38℃,這時的引風機室內溫度高達40℃以上,所(suǒ)以一般情況下引風機軸承溫度高隻發生在夏季高溫季節。
2.1.2引風機(jī)室的結構以及風機本體的保溫(wēn)效果對環境溫度的影響(xiǎng)
該廠(chǎng)一(yī)期機組的引風機室由於電除塵結構改造等原因,造成引風機室通風效(xiào)果差,環境溫度較高。所以一(yī)期引風機軸承溫度普遍比二期引風機軸承溫度高。另外由於引風機輸送的是高溫(wēn)煙氣(qì),風機本身也在向外散熱,所以風機保溫效(xiào)果也是(shì)決定環境溫度的重要因素。解決手段(duàn)主要是在通風效果差的引風機室內加裝機械(xiè)通(tōng)風設備,強(qiáng)製循環。另外完善機體的保溫,選(xuǎn)用(yòng)保溫性能高的材料。這些都能對降低(dī)環境溫(wēn)度起到積極(jí)的作用。
2.1.3電動機散熱因素
從圖(tú)2可以看(kàn)出(chū)電動機散熱溫度的高低對環境溫度的影響也很大。電機散熱溫度的高低與(yǔ)電動機的功率以及結(jié)構有一定的關係,另外(wài)電機定子線圈的部分開焊(hàn)以及電機密封不嚴密也會造成散熱溫度高。目(mù)前該廠一期吸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(jié)構與(yǔ)溫度的關係(xì)
2.2機組負荷與排煙溫(wēn)度對軸承溫度的影響
引風機內輸送的是高溫煙氣,由於(yú)軸承(chéng)箱布置在機殼內部,高溫煙氣從軸承箱周圍流過,這樣就對(duì)軸承產生熱交換。一般(bān)機組鍋爐的(de)排煙溫度為140~150℃,而1
#爐由於吹灰器未全部投入、煙氣擋板拆除、燃燒器不能調節、爐膛集灰嚴重(chóng)等原因使排煙溫度Z高達到175℃,這樣煙氣傳(chuán)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(yòu)(見圖(tú)3)。

圖3 300MW鍋爐引風(fēng)機結構(gòu)對溫度的影響
2.3軸(zhóu)承箱及潤滑油的冷卻效果對引風機軸承(chéng)溫度的(de)影響
冷卻效果的(de)好(hǎo)壞是影響軸承溫度的一個非常重要的因素(sù),也是所能控製的Z有效的手段。所以提高引風機的冷卻效果對降低軸承溫(wēn)度有著極其重要的作用。目前引風機(jī)的冷卻手段主要(yào)以(yǐ)下幾個方麵(miàn)。
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(qí)作用是(shì)將外界的冷空氣通過機殼底部(bù)孔洞輸送到機殼(ké)內部軸承箱部位,進行冷卻。熱交換後由機(jī)殼上部的孔洞(dòng)排出。冷卻風機的冷卻效果的好(hǎo)壞除了與引風機室內的環境溫度有很重要的關係外,還與冷卻風機本身因素有關係。例如,1
#機組引風機出現過4台冷卻風機全部倒轉的現象。冷卻風機倒轉後的(de)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(zǔ)引(yǐn)風機軸承溫度Z高時達到95℃,即使在冬季寒(hán)冷季節也高達80℃左右。經過處理後,溫度明顯下降。所以提高冷卻風機的冷卻(què)風量是控製軸承溫度的重要手(shǒu)段。另外冷卻風機的檢修安裝也很關鍵。在冷卻風機的轉子安裝過(guò)程中,如果集流器(qì)與轉子(zǐ)入口的配合不(bú)當也(yě)是造(zào)成冷卻(què)風量、風壓低的主要原因。
2.3.2控(kòng)製油站油冷卻器對潤滑油進行冷卻(què)
控製(zhì)油站冷油器是進入軸承箱(xiāng)內的潤滑油的冷(lěng)卻源,所以也是控製軸承(chéng)溫度的重要部件。冷油器的冷卻(què)效果主要取決於冷卻水溫度的高低、冷油器(qì)冷卻麵積以及冷油器是否堵塞。在冷卻麵積和冷卻水(shuǐ)溫一定的情(qíng)況下,判斷冷卻效果主要是測量冷油器進口和出口的溫度(dù),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(lěng)卻水溫越接近的時候冷卻效果也就越(yuè)不(bú)明顯,這主要體現在機組開機過(guò)程中。更換冷卻麵積大的冷油器是(shì)降低(dī)軸承溫度的重要手段。
2.3.3利用控製(zhì)油站的溫度控製器調節潤滑油溫(wēn)
控製油(yóu)站的溫度控製器(qì)是調節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(rùn)滑油的油(yóu)溫較低,溫度控(kòng)製器內(nèi)的彈(dàn)簧(huáng)彈性較大而將滑閥頂起,潤滑油直接從溫度控製(zhì)器(qì)中部出口管路進入(rù)到軸(zhóu)承(chéng)箱內,這時(shí)冷油器處於短路狀態。隨著風機運行時間(jiān)的(de)延長(zhǎng),潤滑油(yóu)溫不斷地升高,這時(shí)溫度控製器內的彈簧由於(yú)溫度升高而彈性變小,滑閥(fá)在上部進油口潤滑油壓(yā)力作用下向下移動,將中部出口堵(dǔ)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後再進入到軸承箱內,以達到冷卻目的。雖然溫度控製器在機組剛開機的時(shí)候對潤(rùn)滑油溫度(dù)有一定的控製作用,但在機組正常運(yùn)行時軸承溫(wēn)度升高,潤滑油(yóu)需要全部進入到冷油器中進行冷卻(què),由(yóu)於製造工藝等(děng)原(yuán)因,滑閥(fá)與中部(bù)出口(kǒu)密封不嚴密,實際上有一部分潤滑油仍從中部出口流出並(bìng)與冷油器出口的潤滑油混合到(dào)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內的潤滑油溫度升高,嚴重地(dì)降低了軸承的冷卻效果。為了徹底消除(chú)這一(yī)隱(yǐn)患,在低油溫時對(duì)風機(jī)運行無任何影響的情況下拆除了溫度控(kòng)製器,這樣所有潤滑油全部進入(rù)冷油器進行冷卻,使軸承(chéng)箱的冷(lěng)卻效果大大提高。現在所有(yǒu)機組引風機控製油站溫度控製器的拆除工作正在逐(zhú)台進行。以後還要對鼓風機控製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(de)影響
冷卻(què)水溫的高低(dī)直接影響到冷油器的冷卻效(xiào)果,目前該廠工業水溫(wēn)為19℃左右,在管路(lù)不(bú)堵塞的情況(kuàng)下(xià)完全能夠滿足潤滑油(yóu)的(de)冷卻要求。
2.4潤滑油壓力、流量及油管路的(de)因素
因潤滑油係(xì)統造成溫度升高主要由於潤滑油質差,潤滑油流量過大或(huò)過小(xiǎo)、壓力過高或過低等(děng)因素。潤滑油質差(chà),雜物過多會使軸承在轉動中加劇摩擦,導致溫(wēn)度升高。目前(qián)該廠風機油站濾油(yóu)器運用情況良(liáng)好,濾網清理也及(jí)時。潤滑油質差(chà)的因素基本可以不用考慮。如果潤滑(huá)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(jiào)高,導致軸承溫度(dù)升高。如果潤滑油流量過小,進(jìn)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(yā)力過低也會使軸承箱內潤滑油冷卻交換效果差。而潤(rùn)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、壓力進行控製。通常壓力控製在0.4~0.5MPa,而流量則要通過控製油站上的(de)回油窗進行觀察(chá),流量要適中。另外在潤滑油壓力、流量都正常的情(qíng)況下,潤(rùn)滑油管路堵塞(sāi)也是造成軸承溫度升高的主要原因。潤滑油是(shì)通過軸承箱兩側進油管直接(jiē)噴到軸承上進行冷卻的(圖4),進油管為直徑10mm的孔洞(dòng),比較容(róng)易造成堵塞(sāi)。6
# 和(hé)1
#爐引風機軸承箱一側進油管曾(céng)出現堵塞,造成兩側軸(zhóu)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(zhóu)承箱在組裝過程中軸承外(wài)套與軸承箱內筒間隙(xì)要適當。由於運行中引(yǐn)風機軸承要產生熱膨脹,如果(guǒ)間隙過小,會影響(xiǎng)軸承的軸向和徑向的膨脹位移,從而加大(dà)軸承滾珠(zhū)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(cè)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(de)間隙(xì)應為0.10mm。另外(wài)由於軸承本身的質量問題:如,間隙小(正常應為0.20~0.25mm)、保持架(jià)損壞等也會造(zào)成運行中軸承溫(wēn)度升高。所以選擇(zé)質量可靠的軸承非常重要。
來源:《潤滑與密封》2005年03期