索銅亭

（華能德州電廠，山東 德州 253024）

1 DT M350/600磨煤機概況

華能德州電廠Ⅰ，Ⅱ期4臺300MW燃煤汽輪發(fā)電機組，單機制粉系統(tǒng)采用4臺低速鋼球磨煤機，型號為DT M350/600，轉(zhuǎn)速為17.69r/mIn。磨煤機主軸承為半瓦形式，軸承蓋為焊接件，上有噴油嘴，能對軸頸連續(xù)均勻地供油。軸承襯為鑄鐵件，內(nèi)掛巴氏合金與光潔度為△7的空心軸頸配合，外與軸承座呈球面結(jié)合，能抵消兩軸頸之間的不同心偏差。軸承襯通水冷卻，并裝設銅熱電阻，以便控制軸承溫度。

該磨煤機自1991年7月投產(chǎn)以來，經(jīng)常發(fā)生主軸承溫度高的問題，尤其是在夏季天氣炎熱時尤為突出。雖然經(jīng)過多年的運行探索和實驗，總結(jié)出一定的運行規(guī)律，但到夏季來臨，磨煤機主軸承溫度高的狀況還是時有發(fā)生。在其溫度上升至52℃時，不得不被迫停運，造成機組高負荷帶不上去，直接影響到發(fā)電量。尤其是該廠將機組增容至330MW后，磨煤機運行狀況對機組帶負荷的影響更顯突出。

2 主軸承溫度高原因分析

通過統(tǒng)計并認真分析，找到了造成溫度高的多種因素。比如：主軸承冷卻水中斷；供油管路或噴油嘴堵塞造成潤滑油量減少；潤滑油站冷卻器堵塞造成的潤滑油供油溫度高；磨煤機本體部分振動造成潤滑油膜不穩(wěn)定；主軸承烏金瓦損壞、主軸頸光潔度低造成潤滑油膜建立不好；前后兩主軸承不同心；主軸承與主軸頸甩油環(huán)之間的膨脹間隙過小等原因。

3 制定對策

為解決主軸承溫度高的問題，必須針對每一種影響因素制定對策，采取從易到難的方法來解決。由于潤滑油膜的不穩(wěn)定性和油膜震蕩不易判定，所以先排查冷卻水、潤滑油、振動等原因，最后再考慮潤滑油膜問題。由此制定了相應的對策見表1。

表1 排查主軸承溫度高對策

對照表1中的要因和實施措施，不難看出，前6項均需要將磨煤機停運，對各項可能存在的問題進行逐一解決處理。然而電廠通常把以上項目列為機組大小修的標準項目或檢查項目，因此基本上排除了機組正常運行中以上所列問題的發(fā)生。但是每到夏季，磨煤機主軸承溫度高的現(xiàn)象仍時有發(fā)生，如果采用傳統(tǒng)方法來解決此類問題，就要進行磨煤機的頂大罐，對主軸承烏金面進行刮研或更換主軸承的工作。通過對磨煤機運行中潤滑油膜的形成過程和最小油膜厚度，以及油膜建立不好和油膜震蕩的原因分析，不難發(fā)現(xiàn)完全可以在磨煤機正常運行中對軸頸進行研磨，達到潤滑油膜穩(wěn)定建立起來的目的。

從圖1可以看出磨煤機主軸承(流體動力潤滑滑動軸承)動壓油膜的形成過程可分為幾個階段：

(1) 軸頸靜止(圖a)。因軸頸與軸瓦之間為間隙配合，因而軸頸兩側(cè)自然形成楔形間隙。

(2) 軸頸開始轉(zhuǎn)動(圖b)。作用于軸頸上的摩擦力的方向與其表面上的圓周速度方向相反，迫使軸頸沿軸承孔內(nèi)壁向上爬。

(3) 軸頸轉(zhuǎn)速逐漸升高至一定值(圖c)。潤滑油順著旋轉(zhuǎn)方向被不斷帶入右側(cè)楔形間隙。根據(jù)流體通過管道時流量不變原理，則潤滑油通過收斂的楔形間隙時流速漸大，潤滑油被擠壓從而產(chǎn)生油膜壓力。楔形油膜動壓力逐漸將軸頸向左托起，使軸頸和軸承的金屬接觸面積不斷減少，呈現(xiàn)不完全液體潤滑狀態(tài)。當軸頸轉(zhuǎn)速進一步升高時，油膜壓力也進一步升高，當油膜壓力與外載荷F達到平衡時，將軸頸完全托起，形成將兩表面完全隔開的油膜厚度。此時，軸承開始工作在完全液體潤滑狀態(tài)下。

由此可知，只有軸在軸承中轉(zhuǎn)動才能形成油膜，所以軸承油膜建立的好壞，必須在磨煤機正常運轉(zhuǎn)的情況下才能做出正確的判定。在這里所說的軸承油膜厚度，是指磨煤機運行時,其轉(zhuǎn)動部分與軸瓦之間由于軸承的偏心值,使一定的油量流入瓦間形成楔形油膜,以保證軸承的可靠運行。由于磨煤機啟動后，軸頸與軸瓦間的楔形油膜動壓力將軸頸不斷抬高，使軸承偏心距不斷減少，導致兩表面形成的楔形角減少，楔形角減小會降低油的擠壓，使油膜壓力下降；然而，油膜壓力下降，又將使軸心下移，增大楔形角，使油壓升高。如此反復，直至油膜壓力的合力與外載荷達到新的平衡為止，這時的油膜厚度就是最小油膜厚度。為確保軸承能處于液體潤滑狀態(tài)，最小油膜厚度必須等于或大于許用油膜厚度。否則完整的液體潤滑將遭到破壞，磨煤機的主軸承溫度就會升高。這時就應考慮軸頸與軸承表面粗糙度的影響。由于主軸承的潤滑表面是巴氏合金，材質(zhì)較軟，所以完全可以在磨煤機正常運轉(zhuǎn)的情況下利用油石來研磨軸頸，提高軸頸的光潔度。同時，軸頸的研磨會在其表面附著一層因油石研磨而脫落的細微沙粒，從而形成類似研磨砂的作用，達到軸頸研磨主軸承的目的。通過油石與軸頸、軸頸與主軸承不斷的研磨，降低了軸頸和軸承的表面粗糙度，使?jié)櫥湍さ靡灾匦陆⑵饋?，從而解決了因油膜建立不好造成磨煤機主軸承得不到良好潤滑致使其溫度高的問題。

4 方案實施

對軸頸研磨的方法，具體實施如下：

(1) 準備工具：油石1塊，10英寸活口扳手1把，平刮刀1把，破布1Kg，密封膠1盒；

(2) 清理軸承上蓋灰塵、油污，打開噴油嘴上蓋；

(3) 確認軸頸上溫度高的部位。該部位一般潤滑油較少或不沾油，用手觸摸也可確定；

(4) 用油石對該處進行研磨。將油石用手抓牢，施加一定壓力，隨磨煤機的轉(zhuǎn)動而進行周向研磨；

(5) 油石研磨速度較慢，貴在堅持，直至溫度降下來為止；

(6) 噴油嘴上蓋清理干凈，將其恢復。

5 具體要求

為保證軸頸研磨順利，并在盡可能短的時間內(nèi)達到最佳效果，具體要求如下：

(1) 工作人員要扎好安全帶，戴手套，必要時可搭設腳手架。

(2) 噴油嘴上蓋清理要干凈、徹底。打開上蓋要緩慢，防止雜物、灰塵落入軸頸，也可打開上蓋的觀察窗。具體情況可根據(jù)現(xiàn)場情況或工作人員的工作便利程度而定。

(3) 工作人員要面對著軸頸旋轉(zhuǎn)的方向。如是在觀察窗處研磨，應打開逆旋轉(zhuǎn)方向側(cè)的觀察窗。

(4) 研磨時，工作人員要抓牢油石，使油石與水平面成30°～50°角。若角度太小，施加在軸頸上的力偏小，會增加研磨時間，影響研磨效果；若角度太大，油石會隨軸頸的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生輕微振動，在軸頸上形成振痕，易造成主軸承油膜震蕩。

(5) 保持正確的研磨姿勢，整個研磨過程用力均勻。

(6) 恢復噴油嘴上蓋或觀察窗時，結(jié)合面要清理干凈，用密封膠密封，做好防止雜物落入軸頸的措施。

(7) 由于此項工作時間較長，且一般處在炎熱的夏季，可2人交替進行。

(8) 注意做好防暑措施。

6 結(jié)束語

(1) 在確認磨煤機的潤滑油量、供油溫度和冷卻水正常的情況下,磨煤機主軸承溫度高的根本原因在于潤滑油膜建立不好。

(2) 減小磨煤機轉(zhuǎn)動部分的振動，避免潤滑油膜震蕩發(fā)生。

(3) 用油石對軸頸進行研磨的同時，也間接地對主軸承烏金面進行了研磨，使其光潔度提高，對潤滑油膜的建立起到了決定性的作用。

(4) 通過研磨，最小油膜厚度和許用油膜厚度相接近，潤滑油膜的穩(wěn)定性得到提高。

(5) 采用在磨煤機正常運行方式下進行研磨，軸頸的旋轉(zhuǎn)代替了油石的往復運動。正確的研磨方法是確保研磨工作安全、可靠的前提。

(6) 采用此種方法比傳統(tǒng)的大瓦刮研方法大大節(jié)約了時間，減輕了工作人員的勞動強度，節(jié)約了大量的人力、財力。

(7) 此種研磨方法簡單易行，不受機組負荷的影響，可以隨時進行。

(8) 采用此種研磨方法，避免了因磨煤機停運而影響機組出力，從而提高了機組運行的安全性、可靠性和經(jīng)濟性。