高压电机轴承温度过高与振动异常的处理

2022-11-16何赵亮

科技与创新 2022年1期

何赵亮

（国能九江发电有限公司，江苏淮安223001）

在高压电机实际运行过程中，轴承温度过高或者振动异常是一种比较常见的故障问题。并且导致这一故障问题的原因也比较多变，为进行更有效的处理，有必要加强对上述这一故障的影响因素分析，提出一些针对性的应对处理措施。

1 高压电机轴承温度过高和振动异常故障造成的影响

通常情况下，高压电机额定电压都会超过1 kV，当前中国常用的高压电机额定电压普遍为6～10 kV，一般都可以满足各个领域的生产需求。但高压电机的功率较大，所以一般在运行中还会承载较大的冲击，保持良好的稳定性。高压电机一般应用在商业设施、工业生产线和基础设施建设等多个领域中，由于轴承温度较高以及异常振动，都会造成生产环境出现较大的影响，从而不利于高压电机的稳定运行，影响实际生产安全。为此，针对高压电机轴承温度过高和异常振动产生的实际影响进行分析，具体包括以下几点：①中国的高压电机一般都应用在重要的领域中，同时基于信息化手段的支持，也逐步向实现高效化、智能化、轻量化和便捷性方向靠近，逐步提升高压电机运行的可靠性。但是高压电机运行依然会发生轴承温度过高以及异常振动故障等现象，不利于电机的正常应用，也影响电机应用范围的拓展。②由于高压电机运行过程中出现轴承温度过高或者异常振动的故障还会对周围的生产环境造成巨大的负面影响，倘若轴承温度过高，最直接的就是影响电机内部环境，对一些高温敏感的设备正常运行产生影响，甚至还会导致高温电机出现各类故障，而如果高温电机发生异常振动，还会伴随着巨大的噪声污染，不但对生产环境造成严重的影响，还会影响系统内设备的运行质量。③当发生高压电机轴承温度过高和异常振动现象时，还会给作业人员带来严重的影响，进而影响生产效率，甚至会对人体健康造成一定的损害。

2 高压电机轴承温度过高和振动异常影响因素分析

高压电机会出现轴承温度过高与振动异常问题，通常受多种因素的影响，具体包含以下几种：①轴承存在氧化锈蚀、磨损、裂纹等问题，如果没有及时更换，将会导致轴承出现发热、振动以及运转声音异常等问题；与此同时，如果拆卸轴承不当，设备地脚螺栓松动，引发高压电机运行振动问题，将会在轴承滚道表面造成压痕，导致轴承内、外座圈的开裂，从而引发轴承温度过高与振动异常问题。②当轴承径向游隙以及内圈公差较小时，将会导致轴承的径向配合变得非常紧，从而影响轴承的径向游隙。当轴承处于热态运行的状态下，内圈会产生很大的膨胀，出现负游隙问题。如果负游隙较小，反而更有利于高压电机轴承正常运行，但若负游隙较大，则会增大轴承运行压力，导致温度过度升高。因此必须要及时放松轴承外圈，合理做好负游隙程度控制[1]。③轴向窜动的影响。如果高压电机转子有着较大的轴向窜动量，将会导致轴承磨损加重，引发温度过高问题。④密封圈因素影响。在一些YB系列中型高压电机之中，在其轴承结构之上，一般采用的都是轴向密封圈，通过密封圈与轴承外盖的弹性挤压接触，用于促使轴承结构防护性能得到有效增强。然而由于当下在实际装配密封圈，缺乏专用合适的工具，导致整个装配过程对操作人员经验比较依赖，很容易致使密封圈不合适、硬度大、尺寸偏差、弹性小等问题的出现，上述问题会进一步加重密封圈与轴承外盖的摩擦，产生大量热量，引发高压电机轴承温度过高问题。⑤轴承润滑影响。轴承在实际运作时，必须要进行润滑，通过在轴承两侧及内部，做好润滑脂的涂抹，能够显著提升轴承运行性能。但如果没有控制好润滑脂涂抹量，同样会导致轴承出现温度过高问题。通常情况下，规定油量2P时为轴承室的1/2，4P及以上为2/3，但在实际操作上，经常会存在很大的偏差问题，并且一旦润滑油脂本身出现了污染变质问题，同样会导致轴承出现温度过高问题。⑥轴承装配质量的影响。在实际进行轴承装配时，需要在装配工艺的指导下，严格按照相应规程进行装配操作，在这一过程中，需要注意不要出现冲击、磕碰、定位差、轴承滚道混入杂质等问题，否则都会对轴承最终装配质量造成不利影响，从而引发轴承温度过高。联轴器找正工艺差，不符合要求，在实际运行时，存在对轮磨损问题，导致轴承发热、振动，滚道严重磨损，直至破坏。⑦发电机轴承磨损。发电机后轴承经常会出现变形的状态，从而造成配合的径力比较小，发电机轴承一般都是滚动轴承，所以倘若轴承出现滑动，就会导致一定的磨损。而如果发电机轴承发生磨损，就会影响表面的质量，从而引发轴承孔隙的出现，导致电机振动和噪声的出现，另外，发电机正常运行中还会出现轴承温度上升，这主要是轴承的内径膨胀生热，也会导致轴外径失去紧力，并且在转子重力下，轴承内圈和表面也会出现旋转，导致轴承转速不符合预期要求，长此以往还会加大轴承磨损量，从而引发故障。⑧长时间停运引发的电机轴承损坏。在发电厂运行中，电力能源无法大规模存储，所以一些用电量较少的时期就会出现一些设备停运的现象，而有时会出现长时间发电机组停运，进而引发电机轴承故障问题。在电机长时间停止运行中，经常会出现轴承跑道剥皮的现象，而且转子轴承在受到重力的影响，也会造成轴承一定程度的变形与跑道凹陷，如果滚动轴承长时间处于静止，那么由于维埃里的影响也会出现相应的损失，最终导致轴承表面损失，如果受损的轴承没有及时进行处理，还会造成轴承异常振动，引发轴承运行过程中温度过高，倘若轴承运行过程中发生温度过高或者而异常振动，也会加剧轴承的损坏程度，造成转子下沉或者轴承座损坏的现象，给发电机正常运行带来巨大的危害。⑨轴承温度过高和异常振动还受到发动机安装问题影响，在进行发电机的安装过程中，必须重视安装要点，这样才能保障发电机稳定运行。但是实际安装中经常出现各类问题，比如轴承安装的时候中心线与轴系不对称，也会引发轴承异常振动和温度过热，此外，由于发电机相连的齿轮与联轴器之间不匹配，或者轴承齿轮的咬合不紧密，都会造成不同程度的齿轮磨损，进而引发异常振动。

3 高压电机轴承温度过高与振动异常检测方法

高压电机轴承温度过高与振动异常的检测，可采用以下几种方法：①声音诊断法。针对高压电机故障诊断检测，在采用声音检测法时，需要采用专用的听针，在电动机端盖轴承处，借助听针能够听到轴承运转的声音，结合听到的具体声音情况来判断电机运行状况。这种检测方法受人为主观因素的影响较大，因此需要检修人员具有足够的检修经验，才能提升最终检测结果的准确性。正常情况下，高压电机轴承在实际运行时，允许有轻微的运转响声，如果响声均匀平稳，说明处于正常的工作状态；如果响声过大，或者存在一些噪声及撞击声，则说明轴承存在故障问题。②温度监测法。在高压电机轴承合适位置，装配在线温度检测装置，或者采用测温仪进行轴承运行温度的检测，然后将检测结果正常运转工况下的温度进行比较，并将比较结果作为轴承故障判断的依据。并且由于轴承实际运作情况存在一定差异性，不能简单地用某一时刻的温度值作为轴承故障的判断标准，因此温度检测需要持续一段时间，借助该时间段内轴承温升值来加以进行比较判断分析，更有利于提升故障检测的准确性。③润滑油检查法。主要检查的内容是润滑油的油脂状态，在电机停机的情况下，检测电机轴承润滑油脂是否存在干枯、变质、污染等现象，然后再检查轴承是否有磨损现象，如果有必要，需要及时进行轴承和润滑油脂的更换[2]。④振动检测法。当高压电机轴承存在缺陷问题时，振动频率也会发生异常，因此振动检测方法就是以此为依据来进行故障检测，相关振动参数主要有加速度、速度和位移，在实际检测时，可以采用专门的测振仪来进行上述参数的检测，最终完成对轴承工作状态的分析。

4 高压电机轴承温度过高与振动异常的处理措施

针对高压电机轴承温度过高与振动异常的处理，需结合实际情况，找出原因，然后进行针对性处理。

若润滑油脂被污染，或者润滑油脂本身不符合轴承润滑的要求，应注意要选择合适的油脂。在实际检修中，针对轴承箱及轴承，需要做好清洗工作。针对加油管路，则需要认真检查，及时疏通堵塞部分。轴承润滑油脂使用型号一般固定，禁止混用不同型号润滑油脂；在日常运行维护中，定期加入一些润滑油脂，同时注意做好油脂的妥善保管，防潮防尘，避免润滑油脂被污染。

如果是冷却不足。需要检查管路，及时找出堵塞问题，检查进油温度及回水温度，查看是否存在超标问题，发现问题及时进行处理。如果是因为冷却器没有做好合理的选择，导致冷却效果变差，难以满足实际使用要求，需要及时更换冷却器，或者并列安装新冷却器，提高冷却效果，避免轴承温度过度升高。

若是润滑油加入量控制不当所引起的轴承温度过高。需要采用油枪，缓慢地注油，在这一过程中，可以听轴承运行的声音，在按下4～6次油枪后，如果声音状况开始好转，需要立即停止加油，然后观察一段时间，如果声音又恢复了原来的状态，则继续采用油枪进行加油。如果状态改善，则停止加油。总而言之，油枪加油要间断进行，严禁在轴承声音转好后，再停止注油，否则很容易造成注油过量，从而引发轴承温度过高的问题。除此之外，在注油前，还应查看加油记录，如前期已经加油，应禁止再次加油。而在加油的过程中，还应注意，及时清除注油嘴上脏污，避免对轴承内部造成一定的污染。如果为了排除轴承内的异物，前期需要大量加油，在异物排除后，则需要打开轴承下部的排油孔盖，然后借助小软棍将润滑油慢慢地掏出，禁止直接用手掏。

如果是因为高压电机中心或负载中心出现了偏移，联轴器不对中，转子支撑点减少，仅有轴承的滚柱进行支撑，导致滚柱本身需要承担较大的偏移的离心力，引发轴承过热问题，则需要进行辅助降温，将轴承温度空载在80℃以内，然后再继续进行轴承运行情况的观察，最后择机停运处理。

如果是因为高压电机的轴承承载负荷过大，或者出现了忽高忽低的问题，从而导致轴承的滚珠受力不均匀，引发过热与振动问题，通常是由电机负载变化引起，可以不进行针对性处理，待负载稳定后，上述问题便会解决。

如果是因为电动机小盖螺丝出现了松动问题，导致两侧小端盖或轴承盖装配发生变化，引发了高压电机轴承出现了温度与振动异常，需要及时紧固小盖螺丝，在紧固过程中，还需要认真听轴承运转的声音，然后选线对角缓慢、均匀地用力进行拧紧，注意不要只紧一侧，从而有效避免端盖失去平衡，与此同时，还应做好防护措施，且与转轴保持一定距离，即可实现故障问题的解决。

为有效解决高压电机轴承温度过高与振动异常的问题，还应从具体的操作入手，减少上述问题对实际生产带来的不利影响。首先是当轴承温度达到75℃时，需要维修人员采用冷却风机，做好辅助降温的工作，还需要派遣专人进行值守，实时监控轴承温度运行的变化动态；与此同时，通过判断检查，在发现轴承保持架、滑道、滚珠等不存在故障问题的前提下，若此时轴承温度仍然持续升高，在上升至85℃后，便可以请示公司生产副总，在征得其同意后，将跳闸值由95℃修改为110℃[3]；待轴承温度上升至90℃时，维修人员应在轴承小盖外侧，浇注自来水，起到冷却的作用；待温度上升至100℃时，维修人员需要向注油孔吹入压缩空气，主要风量要小，防止形成较大的温差，从而促使油脂连同脏污被迫溢出，从而能够有效起到内部降温的作用。

5 加强电机轴承的维护与保养

在针对发电机维护保养工作中，针对发电机轴承的检查是一项关键性工作，轴承部件在发电机系统中核心部分，所以，在发电机轴承还没有出现问题时就要定期进行检测与维护保养，保障电机的可靠运行，避免因轴承故障而对其他设备造成损害，避免更大事故的发生。在针对电机轴承性能检测中，可以采取摸、看、听的方法进行故障识别，首先，在“听”故障中，通过对电机轴承不规则的运转情况进行识别，如果电机轴承属于正常运行状态，那么电机发出的声音相对柔和，倘若电机轴承存在故障，那么仔细听会听到比较刺耳的声音，也就说明电机轴承存在故障；其次在“摸”查电机轴承故障时，可以通过感受电机轴承的温度，来检测电机是否存在明显的异常情况，一般温度过高会影响轴承润滑脂，倘若感受到电机轴承的温度明显升高，那么就代表电机轴承存在明显故障，此外，通过摸电机轴承是否存在明显的振动感也能判断出电机运行是否正常；最后通过“看”来排查电机轴承是否存在故障，主要观察轴承的挡油盖和油封有没有损坏或油渍，还可以观察轴承油位是否正常，以此来判断电机轴承运行异常，从而做好定期维护和保养工作。