动调式轴流吸风机轴承温度高的分析与控制

佰联轴承网 2018-03-27 08:39:43


于国强/保定电力职业技术学院 刘维红/华北电力大学科技学院

  

  摘 要:通过对造成轴承温度升高的几个主要因素的分析提出相对应的一些控制方法和措施,从而保证了引风机能在正常工况下安全稳定地运行。


  关键词:轴流式引风机;轴承;温度


  1 引言


  引风机是发电厂非常重要的辅机设备。张家口发电厂8台机组引风机是上海鼓风机厂生产的SAF28-16-1型动叶可调式轴流风机。轴流引风机具有运行平稳、调节特性稳定、通风量大、维修工作量小等优点。


  由于引风机输送的是高温烟气,而其结构特点是轴承箱布置在风机内部(图1)。高温烟气对轴承进行传热,所以引风机轴承温度要高出同结构特点的鼓风机轴承温度20℃左右。特别是在夏季大负荷期间,严重地影响了机组的安全稳定运行。轴承温度高还会造成控制油温度升高,使动调头密封件老化加重,缩短动调头的使用寿命。为了彻底解决引风机轴承超温这一重大隐患,厂里做了大量的工作,通过不断的摸索和努力终于使超温现象得到了基本控制。




图1 引风机本体


  2 影响引风机轴承温度的因素及控制方法


  2.1环境温度的变化对引风机轴承温度的影响


  环境温度是指引风机室内的温度。由于对引风机轴承箱进行冷却的冷却风机输送的是吸风机室内的空气,所以室内温度的高低对引风机轴承温度影响很大。从表1中数据中可以看出环境温度与轴承温度的变化规律是成正比的。


表1


  

  其中影响环境温度的因素主要有以下几个方面。


  2.1.1季节因素


  由于本厂地区地理位置的原因,四季差别非常明显,冬季气温在零下10~20℃,虽然引风机室内有暖气,但温度最高也只有19℃;而夏季最高气温达到38℃,这时的引风机室内温度高达40℃以上,所以一般情况下引风机轴承温度高只发生在夏季高温季节。


  2.1.2引风机室的结构以及风机本体的保温效果对环境温度的影响


  该厂一期机组的引风机室由于电除尘结构改造等原因,造成引风机室通风效果差,环境温度较高。所以一期引风机轴承温度普遍比二期引风机轴承温度高。另外由于引风机输送的是高温烟气,风机本身也在向外散热,所以风机保温效果也是决定环境温度的重要因素。解决手段主要是在通风效果差的引风机室内加装机械通风设备,强制循环。另外完善机体的保温,选用保温性能高的材料。这些都能对降低环境温度起到积极的作用。


  2.1.3电动机散热因素


  从图2可以看出电动机散热温度的高低对环境温度的影响也很大。电机散热温度的高低与电动机的功率以及结构有一定的关系,另外电机定子线圈的部分开焊以及电机密封不严密也会造成散热温度高。目前该厂一期吸风机电机的散热温度比二期高,所以一期机组引风机室温要比二期相对高一些。




图2 锅炉引风机室结构与温度的关系


  2.2机组负荷与排烟温度对轴承温度的影响


  引风机内输送的是高温烟气,由于轴承箱布置在机壳内部,高温烟气从轴承箱周围流过,这样就对轴承产生热交换。一般机组锅炉的排烟温度为140~150℃,而1#炉由于吹灰器未全部投入、烟气挡板拆除、燃烧器不能调节、炉膛集灰严重等原因使排烟温度最高达到175℃,这样烟气传给轴承的热量也就相对较多,所以1#炉引风机轴承温度比其它机组高15℃左右(见图3)。




图3 300MW锅炉引风机结构对温度的影响


  2.3轴承箱及润滑油的冷却效果对引风机轴承温度的影响


  冷却效果的好坏是影响轴承温度的一个非常重要的因素,也是所能控制的最有效的手段。所以提高引风机的冷却效果对降低轴承温度有着极其重要的作用。目前引风机的冷却手段主要以下几个方面。


  2.3.1利用冷却风机对轴承箱进行冷却


  冷却风机是引风机的重要冷却设备,其作用是将外界的冷空气通过机壳底部孔洞输送到机壳内部轴承箱部位,进行冷却。热交换后由机壳上部的孔洞排出。冷却风机的冷却效果的好坏除了与引风机室内的环境温度有很重要的关系外,还与冷却风机本身因素有关系。例如,1#机组引风机出现过4台冷却风机全部倒转的现象。冷却风机倒转后的输出风量、风压几乎为零,也就是轴承箱无冷却风冷却,造成1#机组引风机轴承温度最高时达到95℃,即使在冬季寒冷季节也高达80℃左右。经过处理后,温度明显下降。所以提高冷却风机的冷却风量是控制轴承温度的重要手段。另外冷却风机的检修安装也很关键。在冷却风机的转子安装过程中,如果集流器与转子入口的配合不当也是造成冷却风量、风压低的主要原因。


  2.3.2控制油站油冷却器对润滑油进行冷却


  控制油站冷油器是进入轴承箱内的润滑油的唯一冷却源,所以也是控制轴承温度的重要部件。冷油器的冷却效果主要取决于冷却水温度的高低、冷油器冷却面积以及冷油器是否堵塞。在冷却面积和冷却水温一定的情况下,判断冷却效果主要是测量冷油器进口和出口的温度,其差值越大说明冷却效果越好,一般应在10℃左右。否则应及时清理冷油器。当然也有特殊情况:当润滑油温与冷却水温越接近的时候冷却效果也就越不明显,这主要体现在机组开机过程中。更换冷却面积大的冷油器是降低轴承温度的重要手段。


  2.3.3利用控制油站的温度控制器调节润滑油温


  控制油站的温度控制器是调节进入轴承箱润滑油温度高低的部件。其工作原理:当机组刚刚启动引风机转动时,润滑油的油温较低,温度控制器内的弹簧弹性较大而将滑阀顶起,润滑油直接从温度控制器中部出口管路进入到轴承箱内,这时冷油器处于短路状态。随着风机运行时间的延长,润滑油温不断地升高,这时温度控制器内的弹簧由于温度升高而弹性变小,滑阀在上部进油口润滑油压力作用下向下移动,将中部出口堵住,这时的润滑油全部由温控器下部出口进入到冷油器中进行冷却后再进入到轴承箱内,以达到冷却目的。虽然温度控制器在机组刚开机的时候对润滑油温度有一定的控制作用,但在机组正常运行时轴承温度升高,润滑油需要全部进入到冷油器中进行冷却,由于制造工艺等原因,滑阀与中部出口密封不严密,实际上有一部分润滑油仍从中部出口流出并与冷油器出口的润滑油混合到一起,由于这部分润滑油未经过冷却温度仍较高,这样就造成了进入到轴承箱内的润滑油温度升高,严重地降低了轴承的冷却效果。为了彻底消除这一隐患,在低油温时对风机运行无任何影响的情况下拆除了温度控制器,这样所有润滑油全部进入冷油器进行冷却,使轴承箱的冷却效果大大提高。现在所有机组引风机控制油站温度控制器的拆除工作正在逐台进行。以后还要对鼓风机控制油站的温控器进行拆除,以确保风机轴承的冷却效果。


  2.3.4冷却水温的影响


  冷却水温的高低直接影响到冷油器的冷却效果,目前该厂工业水温为19℃左右,在管路不堵塞的情况下完全能够满足润滑油的冷却要求。


  2.4润滑油压力、流量及油管路的因素


  因润滑油系统造成温度升高主要由于润滑油质差,润滑油流量过大或过小、压力过高或过低等因素。润滑油质差,杂物过多会使轴承在转动中加剧摩擦,导致温度升高。目前该厂风机油站滤油器运用情况良好,滤网清理也及时。润滑油质差的因素基本可以不用考虑。如果润滑油流量过大,经过冷油器的润滑油不能全部与冷却介质充分接触,也就不能完全冷却,冷油器出口油温仍较高,导致轴承温度升高。如果润滑油流量过小,进入轴承箱内的润滑油与原轴承箱内的润滑油交换不充分,轴承温度也会升高。同样压力过低也会使轴承箱内润滑油冷却交换效果差。而润滑油压力过高会使油管路负荷过大容易造成泄漏。所以要对润滑油的流量、压力进行控制。通常压力控制在0.4~0.5MPa,而流量则要通过控制油站上的回油窗进行观察,流量要适中。另外在润滑油压力、流量都正常的情况下,润滑油管路堵塞也是造成轴承温度升高的主要原因。润滑油是通过轴承箱两侧进油管直接喷到轴承上进行冷却的(图4),进油管为直径10mm的孔洞,比较容易造成堵塞。6# 和1#炉引风机轴承箱一侧进油管曾出现堵塞,造成两侧轴承温度偏差达15℃。所以在检修中应对进油管进行清理,保证畅通。




图4


  2.5轴承质量及检修安装因素


  轴承箱在组装过程中轴承外套与轴承箱内筒间隙要适当。由于运行中引风机轴承要产生热膨胀,如果间隙过小,会影响轴承的轴向和径向的膨胀位移,从而加大轴承滚珠与外套的摩擦力,轴承温度就会升高。这时要及时处理,否则将会使轴承损坏。如果轴承外套与轴承箱内筒间隙过大,运行中联轴器侧轴承外套会随轴承一起转动,因为温度测点是与轴承外套直接接触的,所以外套转动会造成温度测点的磨损。引风机轴承外套与轴承内筒的间隙应为0.10mm。另外由于轴承本身的质量问题:如,间隙小(正常应为0.20~0.25mm)、保持架损坏等也会造成运行中轴承温度升高。所以选择质量可靠的轴承非常重要。


来源:《润滑与密封》2005年03期