托克托电厂空压机电机运行研究实践

摘 要： 内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司二、三期上海英格索兰生产的空压机电机自投运以来，频繁发生电机驱动端轴承损坏及由此产生的转子断轴、电机定子扫堂造成绕组烧损事故，给托电的安全生产带来极大的隐患，浪费了大量的人力、物力、财力，通过分析近几年的电机出现的事故，提出该空压机配置的电机存在一些设计上的缺陷，通过分析论证和技术改造有效的提高了空压机电机运行的可靠性。

关键词：电机端盖 电机风扇 功率 油脂润滑

Abstract： Inner Mongolia Datang International Tuoketuo Power Co.， Ltd. second， third Shanghai Ingersoll production air compressor motor since it has been put into operation， the frequent occurrence of motor drive end bearing damage and the resulting rotor broken shaft， a motor stator sweep church winding burning accident， bring great risks to support the safe production of electric waste a lot of manpower， material and financial resources， through the analysis of the accident of motor in recent years， put forward some design flaws of the configuration of the air compressor motor， through analysis and technological transformation effectively improves the reliability of motor operation of air compressor.

Key words： Motor end cover， motor fan， power， grease lubrication

中图分类号：TM621.3 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）09-0284-02

引言

内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司（以下简称托电公司）二、三期上海英格索兰生产的空压机电机自投运以来，频繁发生由于电机驱动端轴承损坏造成的转子断轴、电机定子扫堂、绕组绝缘损坏事故，给托电公司的安全生产带来极大的隐患，浪费了大量的人力、物力、财力，通过近几年的运行检查发现，上海英格索兰配置的IY355-4型电机存在一些设计上的缺陷，根据相关标准，调研取证对该型号电机进行了局部改造，起到了良好的作用，现总结归纳如下。

一、影响电机轴承损坏原因分析

由图1中可以看出电机驱动端和非驱动端轴承外小盖，在设计和加工时均留有注油返回槽，该设计造成电机在补油脂时，大部分油脂不能通过油道进入电机轴承内小盖，油脂再从电机内小盖返到轴承，经过轴承排出到电机外小盖的正常循环。只有少部分油脂能够进入内小盖，再经过轴承返回到外小盖进行给油脂循环。这种设计一方面造成油脂的浪费，另一方面造成无法正常补油脂，补油脂量少了达不到目的，补油量多了会造成轴承过渡发热，影响安全运行。

由图2中可以看出电机驱动端和非驱动端的端盖上在设计和加工补油脂油道时，所加工的孔道在轴向方向上加工成通孔，这就造成了上面所说的补油脂时大多数的油脂不能参与正常的润滑而浪费，同时也会造成轴承欠润滑和轴承过热。

电机驱动端和非驱动端端盖上的排油油道设计和加工时孔径过小，路径太长。在正常进行补油脂时，由于油道过长、较细，只有当补油脂达到一定量且达到一定的压力时才能排出到轴承端盖外，势必会造成轴承由于油脂过多而发生的过热，甚至会造成轴承转内套或轴承烧损事故的发生。

由图3中可以看出该型空压机配置的电机风扇装设在电机的驱动端，在轴承内小盖处由热风形成的正压会使轴承温度升高，润滑条件变差，影响轴承的使用寿命，电机风扇为离心式风扇，运行中在电机驱动端轴承内小盖处会形成一个正压区，通过电机尾端进入电机内部冷却各部分，后从该处排出的热风中夹杂的灰尘、腐蚀性气体会通过内小盖与转轴的间隙（双侧间隙约0.55mm）进入到轴承中，导致润滑条件恶劣，大大缩短轴承的使用寿命而造成轴承过早失效损坏。

另外风扇安装在驱动端，风筒与端部线圈的距离在60mm左右，这样大的间隙会造成轴向流动的冷却空气，大部分会从阻力较小的定子铁芯背部空腔通过，而发热及温度最高的转子表面及定子线圈流过的冷却空气会较少，冷却达不到最佳效果。

电机两侧轴承均装设了双支Pt100的铂热电阻温度测点，但在控制面板上未安装轴承温度监视巡检仪，给运行和维护带来极大的不便。一方面该型空压机的设计，造成电机驱动端轴承温度、声音和振动均无法正常监测，尤其是在给油脂过程中无法对轴承温度进行有效的监测是非常不安全的。

二、电机功率原因分析

压机购买合同及技术协议中明确提出空压机所需轴功率为275Kw，所配用电机功率为285Kw，而实际提供的电机功率250Kw，明显存在小马拉大车的情况，即使用托电实际厂用电压6300V来核算电机实际功率，也仅为275Kw，不存在设计规范中提到服务系数，或者说服务系数是占用了电机的过载系数。而实际测定的电机运行电流已达到或接近额定电流（额定电流为29A，实际测定的运行电流为28A左右），换句话说，也就是电机处于满载运行状态，对于这样的配置，势必会造成电机运行时定子绕组及转子温度过高，转子铁芯会过热（已发现个别电机的转子铁芯出现发蓝现象）和定子绕组过热（外壳温度将近90度，换算到定子线圈温度约为130度左右，已接近B级绝缘的极限运行温度。注：该电机为F级绝缘，按B级考核），会缩短电机定子绕组的使用寿命。

三、综合改造方案

电机驱动端和非驱动端轴承外小盖，在设计和加工时均留有注油返回槽，将该注油返回槽进行封堵，与该处的密封面持平，阻断给油脂时进入到轴承外小盖的通道，以利于给油脂的正常进行。在电机两端轴承外小盖下部通过铣去一部分而形成自然的排油槽，以利于给油脂时的正常排油。驱动端轴承外小盖的排油槽不需要进行封堵，非驱动端外小盖的排油槽需进行防护，同时应考虑在给油脂时便于拆装。

将电机冷却风扇改装到电机非驱动端，这样改进一方面可以降低驱动端轴承的温度，提高轴承的运行寿命（该轴承为滚柱轴承，润滑条件较非驱动端的深沟球轴承差得多，而且载荷较大），另一方面风扇改装到非驱动端后电机的热端就变为非驱动端，而非驱动端轴承在维护、检查、给油脂以至检修过程中都较驱动端方便得多，在事故时对主机造成的损害也小得多。

风扇改装到非驱动端后，风筒与端部线圈的间隙会大大减小，约为10mm左右（此距离要求最小不得低于3mm），在离心风扇的作用下，通过定子铁芯背部空腔的冷却空气流量由于阻力增大会大大减少，而流过转子表面及定子线圈的冷却空气会增加，提高了整体冷却效果，可降低电机各部分的运行温度。

电机两侧轴承均装设了双支Pt100的铂热电阻温度测点，但在控制面板上未安装轴承温度监视巡检仪，给运行和维护带来极大的不便。一方面该型空压机的设计，造成电机驱动端轴承温度、声音和振动均无法正常监测，尤其是在给油脂过程中无法对轴承温度进行有效的监测是非常不安全的。所以建议在该型空压机控制面板上安装一个温度巡检仪，以便于轴承温度的监测。

电机两侧的进排风口的百叶式防护网对于进风和风扇排风均有一定的阻碍，不利于电机的通风散热，建议改为用钢板网制作的防护网，以提高电机的通风散热能力，降低电机的运行温度。

签于转子风扇改到非驱动端后，冷却电机后的热风排出机外后会进入到隔音罩内，再次进入机组的冷却循环，会被再次吸入电机进行冷却循环，造成电机运行温度升高或将前述的增强冷却效果大打折扣，建议从风扇侧的出风口处安装排风风道，将电机排出的热风排到隔音罩外，使其不再参与冷却循环，这样可提高电机的冷却效果。

四、结论

针对二、三期上海英格索兰生产的空压机电机效果不理想问题，有针对性的研究问题所在，结合新技术进行综合改造及可靠性治理后，二、三期上海英格索兰生产的空压机电机未出现电机驱动端轴承损坏及由此产生的断轴、电机定子绕组烧损事故。

参考文献

[1]JB/T 5271-2010 Y系列（IP23）三相异步电动机技术条件

[2]JB/T 5231-2005 热量法测定电机的损耗和功率

[3]JB/T 18613-2006 中小型三相异步电动机能效等级

[4]JB/T 21205-2007 旋转电机整修规范

[5]JB/T 7593-1994 Y系列高压三相电动机技术条件

[6]JB/T 5089-2003 交流电风扇电动机通用技术条件

[7]JB/T 1993-1993 旋转电机冷却方法

作者简介：赛虎（1986.1.16-）男，助理工程师，长期从事发电厂电动机检修与维护的管理及技术监督工作。