周黎明

(神華廣東國華粵電臺山發(fā)電有限公司，廣東 臺山 529228)

0 引言

某1000 MW機組投產(chǎn)后運行狀態(tài)正常，因設(shè)備試驗需要，進行A側(cè)空氣預(yù)熱器(以下簡稱空預(yù)器)快速減負(fù)荷(RB)試驗。機組RB正常動作后，聯(lián)跳A側(cè)風(fēng)組，機組RB控制動作正常。在RB試驗后，停運4 h的A引風(fēng)機熱態(tài)再次啟動，發(fā)現(xiàn)該引風(fēng)機電機非驅(qū)動端軸承溫度逐步升高且不能穩(wěn)定下來。由此斷定該軸瓦已經(jīng)損壞，須進行處理［1］，停運A引風(fēng)機檢查。

1 引風(fēng)機軸系調(diào)整原理

該引風(fēng)機為AN42e6型靜葉可調(diào)軸流式風(fēng)機，轉(zhuǎn)速595r/min，電機功率6400 kW，聯(lián)軸器為剛撓性聯(lián)軸器。風(fēng)機配有推力球軸承(推力端)和圓柱滾柱軸承(承力端)，電機驅(qū)動端及非驅(qū)動端均為滑動軸承，采用油環(huán)供油及壓力供油復(fù)合潤滑方式。

靜葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機轉(zhuǎn)子軸系由主電機軸、傳扭中間軸、傳扭短軸、葉輪、軸承座和膜片聯(lián)軸器等部件組成(如圖1所示)，該型引風(fēng)機軸系較長，在安裝中要精心找正，嚴(yán)格控制聯(lián)軸器軸向及徑向偏差［2］。

使用膜片聯(lián)軸器，可補償平衡軸系運行過程中一定量的軸向、徑向位移，對于保證軸系的穩(wěn)定性作用顯著。

靜葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機的介質(zhì)為130℃的煙氣，由于煙氣加熱使風(fēng)機支承部件標(biāo)高上揚，同時，由于電機軸、傳扭軸、短軸受熱膨脹伸長，將使對輪端面發(fā)生軸向位移，在冷態(tài)找中心時須對聯(lián)軸器進行預(yù)拉處理［3］。故引風(fēng)機軸系在軸向、徑向都會有很大的膨脹位移量。

圖1 引風(fēng)機轉(zhuǎn)動部件裝配示意

熱態(tài)運行時，風(fēng)機軸、中間軸、電機軸應(yīng)在一條直線上，聯(lián)軸器膜片回復(fù)至自由狀態(tài)，電機轉(zhuǎn)子在磁力中心線運行，電機驅(qū)動端及非驅(qū)動端軸瓦側(cè)面與軸肩無動、靜摩擦。

引風(fēng)機軸系徑向冷態(tài)調(diào)整:在保證引風(fēng)機軸承箱主軸水平度和電機主軸水平度的前提下，冷態(tài)時讓風(fēng)機軸系高度低于電機軸系一個修正量［4］，將電機主軸中心線標(biāo)高預(yù)先抬高3～4 mm。此項調(diào)整通過在兩端聯(lián)軸器架設(shè)百分表、盤動轉(zhuǎn)子的方式，測量軸系連接的中心偏差得以實現(xiàn)，通過加減電機基座底部墊片的方式進行調(diào)整，最終使上、下張口間隙達(dá)到0.20～0.35 mm(電機側(cè)上張口、風(fēng)機側(cè)下張口間隙之和小于0.55mm)，左右張口軸向偏差小于0.15 mm。但需要注意，調(diào)整過程中電機主軸水平度≤0.15 mm/m，調(diào)整原理如圖2所示(圖中①②均為百分表)。

引風(fēng)機軸系軸向冷態(tài)調(diào)整:單組膜片聯(lián)軸器要從自然間隙向電機端預(yù)拉開1.5～3.0 mm，此時膜片聯(lián)軸器的軸向熱膨脹補償量為3～6 mm，電機轉(zhuǎn)子應(yīng)在磁力中心位置。

通過以上調(diào)整，使電機空轉(zhuǎn)、風(fēng)機冷態(tài)試轉(zhuǎn)、風(fēng)機熱態(tài)運行3種工況下電機軸瓦都能安全、穩(wěn)定運行。

圖2 引風(fēng)機軸系徑向調(diào)整原理示意

2 故障原因分析

最近一次檢修作業(yè)中，檢查引風(fēng)機及電機軸系各部數(shù)據(jù)見表1。

表1 引風(fēng)機及電機軸系各部檢修數(shù)據(jù)

上次檢修數(shù)據(jù)符合標(biāo)準(zhǔn)。機組RB試驗前的電機單體試運、風(fēng)機冷態(tài)試運、風(fēng)機熱態(tài)3種工況下引風(fēng)機能穩(wěn)定運行，說明引風(fēng)機風(fēng)機軸、中間軸、電機軸應(yīng)在一條直線上，聯(lián)軸器膜片回復(fù)至自由狀態(tài)，電機轉(zhuǎn)子在磁力中心線運行，電機驅(qū)動端及非驅(qū)動端軸瓦側(cè)面與軸肩軸向無動、靜摩擦。

由于引風(fēng)機軸系的水平、垂直和軸向振動都很小，所以排除了軸系對中、磁力線中心、電機基礎(chǔ)等方面的問題［5］。故障發(fā)生前后，工況差異只是風(fēng)機熱態(tài)停運了4 h，所以，故障原因分析集中在熱態(tài)停運過程中引風(fēng)機軸系變化方面。是否軸系長度變化導(dǎo)致電機軸瓦端面摩擦，需對設(shè)備進一步解體檢查方可確認(rèn)。

故障后對電機軸瓦解體檢查發(fā)現(xiàn)，A引風(fēng)機電機非驅(qū)動端軸肩與油擋支撐架端面有摩擦情況。觀察軸瓦表面帶有磨損痕跡而非燒毀痕跡，判斷軸瓦表面在運行中發(fā)生磨損［6］。同時發(fā)現(xiàn)軸瓦浮動密封環(huán)損壞，電機磁力中心間隙為108 mm，風(fēng)機軸系向后膨脹約6 mm。

由此可判斷，故障確實與熱態(tài)停運過程中引風(fēng)機軸系變化有關(guān)。

機組RB試驗后，因處理機組電除塵整流變壓器故障，導(dǎo)致機組RB后恢復(fù)正常運行時間推延了4 h。在此期間，6 A引風(fēng)機在熱態(tài)停運過程中由于煙氣倒流，在風(fēng)壓作用下，風(fēng)機中心筒由正常運行時微負(fù)壓轉(zhuǎn)為微正壓，返回的熱煙氣將軸系在原先熱態(tài)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)向電機端軸向膨脹，按照被加熱軸系長8.39 m、溫升60℃計算，最大膨脹量在6 mm左右。軸系長度增大，所以出現(xiàn)了膨脹間隙過小的情況［7］。電機廠設(shè)計的電機非驅(qū)動端軸肩與油擋支撐架預(yù)留間隙不滿足運行要求，導(dǎo)致風(fēng)機熱態(tài)再次啟動后，在非正常工況下，風(fēng)機軸系受熱，轉(zhuǎn)子熱膨脹受阻［8］，受熱膨脹變形，軸系的實際運行工況與設(shè)計工況產(chǎn)生了較大差距，最終影響軸瓦的溫度變化［9］。具體表現(xiàn)為，電機非驅(qū)動端軸肩與油擋支撐架端面間隙減小，電機非驅(qū)動端軸肩與油擋支撐架端面摩擦發(fā)熱，軸瓦溫度升高，軸瓦浮動密封環(huán)變形損壞。

3 處理過程

由于故障原因為電機廠生產(chǎn)的電機結(jié)構(gòu)存在設(shè)計缺陷，電機非驅(qū)動端軸肩與油擋支撐架預(yù)留間隙過小，未考慮非正常運行工況下(熱態(tài)停運時間較長)再次啟動時所需動、靜間隙。故處理過程中，對電機非驅(qū)動端油擋支撐架端面進行車削8mm處理。

檢查電機非驅(qū)動端軸瓦，軸瓦與軸接觸面無損傷，因為短時發(fā)熱到100℃左右的軸承，只要軸承不缺油，停運及時，軸承的材質(zhì)不會發(fā)生變化，軸承冷卻后也不影響正常使用［10－11］。故對電機非驅(qū)動端軸瓦側(cè)面進行打磨處理。

故障處理后，風(fēng)機啟動試運正常。

機組停機期間及時對機組其他引風(fēng)機電機非驅(qū)動端油擋支撐架端面車削，防止再次發(fā)生引風(fēng)機熱態(tài)停運再次啟動時，熱煙氣將軸系加熱使之膨脹磨損軸瓦、浮動密封環(huán)。

在處理過程中，將停運引風(fēng)機入口擋板打開一定開度，使風(fēng)機中心筒由微正壓轉(zhuǎn)為微負(fù)壓，同時通入壓縮空氣強化冷卻，使額外被加熱膨脹的軸逐漸被冷卻回復(fù)至正常位置，為檢修后再次啟動贏得了時間。

4 結(jié)束語

風(fēng)機是發(fā)電廠的重要輔機之一，對電廠安全運行影響很大。靜葉可調(diào)軸流式風(fēng)機軸系調(diào)整工藝較為復(fù)雜，需同時考慮電機空轉(zhuǎn)、引風(fēng)機冷態(tài)運行、引風(fēng)機熱態(tài)運行、引風(fēng)機熱態(tài)停運后再次啟動等各種工況運行要求。此次故障比較少見，在滿足以上軸系調(diào)整工藝之后，引風(fēng)機軸系特殊工況下被額外加熱，導(dǎo)致膨脹受限造成電機軸瓦溫度異常升高。通過分析、處理及提出預(yù)防措施，有效提高了同類型引風(fēng)機的軸系可靠性，為同類設(shè)備的檢修、維護提供了寶貴的經(jīng)驗。

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