1000 MW机组引风机电机轴瓦温度异常升高原因分析

周黎明

(神华广东国华粤电台山发电有限公司，广东 台山 529228)

0 引言

某1000 MW机组投产后运行状态正常，因设备试验需要，进行A侧空气预热器(以下简称空预器)快速减负荷(RB)试验。机组RB正常动作后，联跳A侧风组，机组RB控制动作正常。在RB试验后，停运4 h的A引风机热态再次启动，发现该引风机电机非驱动端轴承温度逐步升高且不能稳定下来。由此断定该轴瓦已经损坏，须进行处理［1］，停运A引风机检查。

1 引风机轴系调整原理

该引风机为AN42e6型静叶可调轴流式风机，转速595r/min，电机功率6400 kW，联轴器为刚挠性联轴器。风机配有推力球轴承(推力端)和圆柱滚柱轴承(承力端)，电机驱动端及非驱动端均为滑动轴承，采用油环供油及压力供油复合润滑方式。

静叶可调轴流式引风机转子轴系由主电机轴、传扭中间轴、传扭短轴、叶轮、轴承座和膜片联轴器等部件组成(如图1所示)，该型引风机轴系较长，在安装中要精心找正，严格控制联轴器轴向及径向偏差［2］。

使用膜片联轴器，可补偿平衡轴系运行过程中一定量的轴向、径向位移，对于保证轴系的稳定性作用显著。

静叶可调轴流式引风机的介质为130℃的烟气，由于烟气加热使风机支承部件标高上扬，同时，由于电机轴、传扭轴、短轴受热膨胀伸长，将使对轮端面发生轴向位移，在冷态找中心时须对联轴器进行预拉处理［3］。故引风机轴系在轴向、径向都会有很大的膨胀位移量。

图1 引风机转动部件装配示意

热态运行时，风机轴、中间轴、电机轴应在一条直线上，联轴器膜片回复至自由状态，电机转子在磁力中心线运行，电机驱动端及非驱动端轴瓦侧面与轴肩无动、静摩擦。

引风机轴系径向冷态调整:在保证引风机轴承箱主轴水平度和电机主轴水平度的前提下，冷态时让风机轴系高度低于电机轴系一个修正量［4］，将电机主轴中心线标高预先抬高3～4 mm。此项调整通过在两端联轴器架设百分表、盘动转子的方式，测量轴系连接的中心偏差得以实现，通过加减电机基座底部垫片的方式进行调整，最终使上、下张口间隙达到0.20～0.35 mm(电机侧上张口、风机侧下张口间隙之和小于0.55mm)，左右张口轴向偏差小于0.15 mm。但需要注意，调整过程中电机主轴水平度≤0.15 mm/m，调整原理如图2所示(图中①②均为百分表)。

引风机轴系轴向冷态调整:单组膜片联轴器要从自然间隙向电机端预拉开1.5～3.0 mm，此时膜片联轴器的轴向热膨胀补偿量为3～6 mm，电机转子应在磁力中心位置。

通过以上调整，使电机空转、风机冷态试转、风机热态运行3种工况下电机轴瓦都能安全、稳定运行。

图2 引风机轴系径向调整原理示意

2 故障原因分析

最近一次检修作业中，检查引风机及电机轴系各部数据见表1。

表1 引风机及电机轴系各部检修数据

上次检修数据符合标准。机组RB试验前的电机单体试运、风机冷态试运、风机热态3种工况下引风机能稳定运行，说明引风机风机轴、中间轴、电机轴应在一条直线上，联轴器膜片回复至自由状态，电机转子在磁力中心线运行，电机驱动端及非驱动端轴瓦侧面与轴肩轴向无动、静摩擦。

由于引风机轴系的水平、垂直和轴向振动都很小，所以排除了轴系对中、磁力线中心、电机基础等方面的问题［5］。故障发生前后，工况差异只是风机热态停运了4 h，所以，故障原因分析集中在热态停运过程中引风机轴系变化方面。是否轴系长度变化导致电机轴瓦端面摩擦，需对设备进一步解体检查方可确认。

故障后对电机轴瓦解体检查发现，A引风机电机非驱动端轴肩与油挡支撑架端面有摩擦情况。观察轴瓦表面带有磨损痕迹而非烧毁痕迹，判断轴瓦表面在运行中发生磨损［6］。同时发现轴瓦浮动密封环损坏，电机磁力中心间隙为108 mm，风机轴系向后膨胀约6 mm。

由此可判断，故障确实与热态停运过程中引风机轴系变化有关。

机组RB试验后，因处理机组电除尘整流变压器故障，导致机组RB后恢复正常运行时间推延了4 h。在此期间，6 A引风机在热态停运过程中由于烟气倒流，在风压作用下，风机中心筒由正常运行时微负压转为微正压，返回的热烟气将轴系在原先热态的基础上，继续向电机端轴向膨胀，按照被加热轴系长8.39 m、温升60℃计算，最大膨胀量在6 mm左右。轴系长度增大，所以出现了膨胀间隙过小的情况［7］。电机厂设计的电机非驱动端轴肩与油挡支撑架预留间隙不满足运行要求，导致风机热态再次启动后，在非正常工况下，风机轴系受热，转子热膨胀受阻［8］，受热膨胀变形，轴系的实际运行工况与设计工况产生了较大差距，最终影响轴瓦的温度变化［9］。具体表现为，电机非驱动端轴肩与油挡支撑架端面间隙减小，电机非驱动端轴肩与油挡支撑架端面摩擦发热，轴瓦温度升高，轴瓦浮动密封环变形损坏。

3 处理过程

由于故障原因为电机厂生产的电机结构存在设计缺陷，电机非驱动端轴肩与油挡支撑架预留间隙过小，未考虑非正常运行工况下(热态停运时间较长)再次启动时所需动、静间隙。故处理过程中，对电机非驱动端油挡支撑架端面进行车削8mm处理。

检查电机非驱动端轴瓦，轴瓦与轴接触面无损伤，因为短时发热到100℃左右的轴承，只要轴承不缺油，停运及时，轴承的材质不会发生变化，轴承冷却后也不影响正常使用［10－11］。故对电机非驱动端轴瓦侧面进行打磨处理。

故障处理后，风机启动试运正常。

机组停机期间及时对机组其他引风机电机非驱动端油挡支撑架端面车削，防止再次发生引风机热态停运再次启动时，热烟气将轴系加热使之膨胀磨损轴瓦、浮动密封环。

在处理过程中，将停运引风机入口挡板打开一定开度，使风机中心筒由微正压转为微负压，同时通入压缩空气强化冷却，使额外被加热膨胀的轴逐渐被冷却回复至正常位置，为检修后再次启动赢得了时间。

4 结束语

风机是发电厂的重要辅机之一，对电厂安全运行影响很大。静叶可调轴流式风机轴系调整工艺较为复杂，需同时考虑电机空转、引风机冷态运行、引风机热态运行、引风机热态停运后再次启动等各种工况运行要求。此次故障比较少见，在满足以上轴系调整工艺之后，引风机轴系特殊工况下被额外加热，导致膨胀受限造成电机轴瓦温度异常升高。通过分析、处理及提出预防措施，有效提高了同类型引风机的轴系可靠性，为同类设备的检修、维护提供了宝贵的经验。

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