电厂电动机常见故障及对策

中电国际姚电培训 2018-05-06 06:50:14


导读

电动机是发电厂生产过程中应用最广的驱动设备,结合某火电厂设备的特点和现场实际情况,介绍了火电厂电动机运行中最常见故障的诊断、处理方法以及预防措施,确保电动机安全稳定运行。电动机故障归纳起来主要分为机械故障和电气故障,对不同的故障应采取不同的诊断和处理方法。

机械故障


轴承故障

轴承承载着电动机转子不停地转动以带动负载运行。

对于滚动轴承,电动机运行时的正常声音为较细的“嗡嗡”声,日常检查电动机声音时,可用听针的一端接触轴承盖,另一端贴在耳朵上,听电机内部的声音变化,不同的部位、不同的故障会发出不同的声音。“嘎吱嘎吱”声,是轴承内滚珠不规则运动产生的,它与轴承的间隙、润滑脂状态有关;“咝咝”声是金属摩擦声,一般由轴承缺油所致,需要马上给轴承补充润滑脂,并密切关注轴承状态。当油温升到80℃左右时,可以外接轴流风扇直接给轴承降温,使温度逐渐稳定,轴承声音也会趋于正常。如果发出异常的、甚至是刺耳的响声,说明轴承已损坏,需要停机更换新轴承。出现这种情况主要是轴承间隙过大或严重磨损导致的,此时轴承小盖会流出黑色的稀油。

对于滑动轴承,要检查轴瓦出人口温度、冷却水温度、冷却器温度,轴瓦温度一般不超过80℃。要注意滑动轴承转动声音和滚动轴承转动声音的差别,因为电机转动时会在轴瓦表面形成一层油膜,轴与轴瓦基本不接触,轴处在悬空状态,只有“嗡嗡”的摩擦油膜的声音。对于工作环境差的现场,要采用电动机自身带小盖的油脂轴承,而尽量不用带有轴承盖的轴承。这样可将电动机小盖改成两半的小盖,不需解开靠背轮就可以较清晰地检查轴承以及加换油。轴承运行1500 h后要更换润滑油脂,更换时特别要注意油脂不要加得过多。油脂过多,容易造成轴承发热。当轴承温度在70℃以上时,油脂的使用寿命会减少一半,同时也会影响轴承的使用寿命。具体要求为:2极电机的油脂不超过轴承腔的1/3,4极及以上电机的油脂以达到轴承腔的1/2为宜。


轴颈磨损

轴承的轴颈是易磨损的部位。最常见的磨损原因是轴颈与滚动轴承表面配合不合理。轴颈磨损后, 轴承就会走圈;若走内圈,就会进一步使轴颈磨损,导致转子不同心。轴承损坏严重时会引起定转子与铁芯摩擦,烧毁电机,这是电机常见的故障。所以每次检修都要用千分尺测量轴承内径、外径尺寸,轴颈尺寸,端盖内径尺寸。轴与轴承应该采用动配合,端盖与轴承外径应采用过渡配合,配合公差可参照国标规定的转轴配合标准。此外,还应检查轴颈表面是否光滑,椭圆度相差不超过1%。

若轴径磨损不严重,对于小型电机,可在轴颈结合面涂厌氧胶粘接进行处理,24 h后就可以继续 正常使用。多年的实践证明:这种处理方法效果良好。对于大中型电机,可采用在轴颈表面镀铬、镶套和金属喷涂3种方法处理。


键槽磨损

键槽损伤多发生在重载隋况下,如磨煤机电动机启动负载很大,键槽两边很容易磨损,因此键槽两侧一定要有0.03 mm的间隙。频繁启动的正反转电机很容易出现键槽磨损,如斗轮机、输煤电机等大型低压电机。由于设计原因,输煤滚轴筛电机输出轴与机械轴不是表面对轮链接,而是插孔式的链接,所以紧力不能很大,以减少滚键。

修复方法: 

若键槽损坏严重,可以在损坏的键槽处堆焊,再开键槽;也可在旧键槽对面的位置重新开键槽。


联轴器间隙过小

一般电机与负载联轴器之间应有3~5 mm的间隙,特别是多级泵、高转速泵,间隙一定要控制准确。如燃油泵房的3台供油泵电机(75 kW,2极),所带负载是高速多级油泵,启动瞬间转矩很大,电机会往联轴器侧窜动约4 mm。如果间隙小,因电机使用的是推力轴承,电机轴承滚珠顶住轴承滑道侧面,很快就会出现异常声音,使轴承使用寿命缩短。为避免这种情况的发生,可以适当加大轴承与联轴器的距离,且电动机轴输出侧轴承采用滚柱式轴承;也可将联轴器采用软连接方式。


振动

振动会使电机绝缘损伤、定子绕组端部连接线开焊、接线盒瓷瓶震裂、轴承寿命缩短、机械零件疲劳、负载机械损伤。火电厂锅炉引风机和一次风机的风轮直径为1.5 m左右,很容易出现这类问题。若安装过程中机械和电机中心线不重合或底盘压接不实,会导致台板产生共振。这很难分辨是电机问题还是机械问题。维修人员首先要检查对轮销钉、电机地脚和前后轴承是否有问题,然后再检查风机平衡块是否有脱落,是否有异响等。检查时,振动测量仪要按垂直、水平、轴向3个方面进行感触,不同转速有不同的振动标准,即2极振 幅为0.05 mm,4极振幅为0.08 mm,6极振幅为0.12 mm,8极振幅为0.16 mm。

电气故障


电动机电流增大、电机发热

电动机电流增大、电机发热的主要原因有:

(1)电动机过载运行时,电流会升高,使电动机严重过热,可能会烧坏电动机。这时要及时调整负载,避免电动机长期过载运行。 

(2)三相电源中只要有一相断路,就会引起电动机断相运行;如果断相运行时间过长,将会烧坏电动机。因此,要经常检查电源电路。 

(3)电动机内油污、灰尘太多,电动机通风孔堵塞都会影响散热效果,引起电动机过热。要及时清除阻塞物,改善散热条件;情况紧急时可以用轴流风扇吹风降温。
此外,还可利用嗅觉分析判断故障。电动机在正常运行中是没有异味的,环境温度高时略有些油脂气味,温度达到155℃以上会有异味产生。若有焦糊味,极有可能是引线绝缘过热引起的,应该马上停止运行,检查引线。现在高压电动机绕组绝缘等级一般为F级,允许最高温度为155℃,超过此温度,将损害电机绝缘。


电动机引线问题

6kV高压电动机接线盒内接头发热问题较少见,因为它的电流较小,每8kW仅产生1A电流;其主要问题是绝缘低。而接线盒密封可以减少其绝缘损伤、老化问题。大型低压电动机引线问题较多,主要是引线鼻子发热。三相异步电动机启动电流达到额定电流的5~7倍,220kW低压电机的启动瞬时电流可以达到1500A,引线接触面稍有接触不良,接线鼻子就会发热。

根据电动机的特点和运行经验,可以采取以下措施:

(1)电源电缆采用开口线鼻子,可以增加电缆的柔韧性,选用长短合适的电缆线,避免交叉;

(2)加大电机电缆盒尺寸,增加窥视孔;

(3)贴蜡片纸,以便于日常检查接头是否发热;

(4)电缆鼻子与电机引线接头涂导电膏或凡士林,使金属表面不易被腐蚀; 

(5)从绕组引出来的引线下边要用铜质螺母固定,且使用铜质接线板螺丝。


恶劣环境造成电动机损坏

(1)高转速电机,如锅炉引风机冷却风机电机被保温材料包围,长期处在高温环境下,经常出现缺油、振动、轴承烧毁,而在电机前侧又无法加油。应对措施:可以加大前侧小盖含油量,加装加油孔, 随时补充油脂;还应缩短检修周期。 

(2)脱硫吸收塔搅拌器电机虽然容量不大,但恶劣的工作环境易使电缆接线盒腐蚀、线圈绝缘降低、前轴承密封圈老化,石膏水容易渗进轴承,造成设备损坏。输煤系统因煤尘很多,启动设备中的交流接触器触点易堆积煤粉,造成触点虚接、拉弧、粘连,开关触头发热着火,电机缺相烧损。因此,应该对接线盒、控制箱加强密封,对启动控制设备加强检查处理,以预防和减少电机烧毁故障的发生。

(3)高温环境下的脱硫氧化风机、潮湿环境下的凝结水泵、粉尘堆积的输煤皮带电机和电源箱、要作为重点对象每天清扫。要使用密封胶密封电动机接线盒,其胶皮衬垫要定期更换,确保电机不受潮、不进灰。电机表面灰尘要定期清理,同时要整治设备环境,使设备处于良好的工作环境中。 

(4)确保电动机在正常的冷却条件下运行。大型电动机冷却器要经常检查清理,定期通刷,保持 冷却水管路畅通,冷却器出入口周围要清洁。开启 式电机要加装防护网,防止杂物被吸人电机内部。