DT M350/600磨煤機(jī)主軸承溫度高的處理

索銅亭

（華能德州電廠，山東 德州 253024）

1 DT M350/600磨煤機(jī)概況

華能德州電廠Ⅰ，Ⅱ期4臺(tái)300MW燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)制粉系統(tǒng)采用4臺(tái)低速鋼球磨煤機(jī)，型號(hào)為DT M350/600，轉(zhuǎn)速為17.69r/mIn。磨煤機(jī)主軸承為半瓦形式，軸承蓋為焊接件，上有噴油嘴，能對(duì)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(shè)銅熱電阻，以便控制軸承溫度。

該磨煤機(jī)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(shí)尤為突出。雖然經(jīng)過多年的運(yùn)行探索和實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出一定的運(yùn)行規(guī)律，但到夏季來臨，磨煤機(jī)主軸承溫度高的狀況還是時(shí)有發(fā)生。在其溫度上升至52℃時(shí)，不得不被迫停運(yùn)，造成機(jī)組高負(fù)荷帶不上去，直接影響到發(fā)電量。尤其是該廠將機(jī)組增容至330MW后，磨煤機(jī)運(yùn)行狀況對(duì)機(jī)組帶負(fù)荷的影響更顯突出。

2 主軸承溫度高原因分析

通過統(tǒng)計(jì)并認(rèn)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(rùn)滑油量減少；潤(rùn)滑油站冷卻器堵塞造成的潤(rùn)滑油供油溫度高；磨煤機(jī)本體部分振動(dòng)造成潤(rùn)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(rùn)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(duì)策

為解決主軸承溫度高的問題，必須針對(duì)每一種影響因素制定對(duì)策，采取從易到難的方法來解決。由于潤(rùn)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(rùn)滑油、振動(dòng)等原因，最后再考慮潤(rùn)滑油膜問題。由此制定了相應(yīng)的對(duì)策見表1。

表1 排查主軸承溫度高對(duì)策

對(duì)照表1中的要因和實(shí)施措施，不難看出，前6項(xiàng)均需要將磨煤機(jī)停運(yùn)，對(duì)各項(xiàng)可能存在的問題進(jìn)行逐一解決處理。然而電廠通常把以上項(xiàng)目列為機(jī)組大小修的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目或檢查項(xiàng)目，因此基本上排除了機(jī)組正常運(yùn)行中以上所列問題的發(fā)生。但是每到夏季，磨煤機(jī)主軸承溫度高的現(xiàn)象仍時(shí)有發(fā)生，如果采用傳統(tǒng)方法來解決此類問題，就要進(jìn)行磨煤機(jī)的頂大罐，對(duì)主軸承烏金面進(jìn)行刮研或更換主軸承的工作。通過對(duì)磨煤機(jī)運(yùn)行中潤(rùn)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(jī)正常運(yùn)行中對(duì)軸頸進(jìn)行研磨，達(dá)到潤(rùn)滑油膜穩(wěn)定建立起來的目的。

從圖1可以看出磨煤機(jī)主軸承(流體動(dòng)力潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承)動(dòng)壓油膜的形成過程可分為幾個(gè)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(dòng)(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(rùn)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(shí)流量不變?cè)恚瑒t潤(rùn)滑油通過收斂的楔形間隙時(shí)流速漸大，潤(rùn)滑油被擠壓從而產(chǎn)生油膜壓力。楔形油膜動(dòng)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(rùn)滑狀態(tài)。當(dāng)軸頸轉(zhuǎn)速進(jìn)一步升高時(shí)，油膜壓力也進(jìn)一步升高，當(dāng)油膜壓力與外載荷F達(dá)到平衡時(shí)，將軸頸完全托起，形成將兩表面完全隔開的油膜厚度。此時(shí)，軸承開始工作在完全液體潤(rùn)滑狀態(tài)下。

由此可知，只有軸在軸承中轉(zhuǎn)動(dòng)才能形成油膜，所以軸承油膜建立的好壞，必須在磨煤機(jī)正常運(yùn)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(jī)運(yùn)行時(shí),其轉(zhuǎn)動(dòng)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(yùn)行。由于磨煤機(jī)啟動(dòng)后，軸頸與軸瓦間的楔形油膜動(dòng)壓力將軸頸不斷抬高，使軸承偏心距不斷減少，導(dǎo)致兩表面形成的楔形角減少，楔形角減小會(huì)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(fù)，直至油膜壓力的合力與外載荷達(dá)到新的平衡為止，這時(shí)的油膜厚度就是最小油膜厚度。為確保軸承能處于液體潤(rùn)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(rùn)滑將遭到破壞，磨煤機(jī)的主軸承溫度就會(huì)升高。這時(shí)就應(yīng)考慮軸頸與軸承表面粗糙度的影響。由于主軸承的潤(rùn)滑表面是巴氏合金，材質(zhì)較軟，所以完全可以在磨煤機(jī)正常運(yùn)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(shí)，軸頸的研磨會(huì)在其表面附著一層因油石研磨而脫落的細(xì)微沙粒，從而形成類似研磨砂的作用，達(dá)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(jī)主軸承得不到良好潤(rùn)滑致使其溫度高的問題。

4 方案實(shí)施

對(duì)軸頸研磨的方法，具體實(shí)施如下：

(1) 準(zhǔn)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(rèn)軸頸上溫度高的部位。該部位一般潤(rùn)滑油較少或不沾油，用手觸摸也可確定；

(4) 用油石對(duì)該處進(jìn)行研磨。將油石用手抓牢，施加一定壓力，隨磨煤機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)而進(jìn)行周向研磨；

(5) 油石研磨速度較慢，貴在堅(jiān)持，直至溫度降下來為止；

(6) 噴油嘴上蓋清理干凈，將其恢復(fù)。

5 具體要求

為保證軸頸研磨順利，并在盡可能短的時(shí)間內(nèi)達(dá)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(shí)可搭設(shè)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(chǎng)情況或工作人員的工作便利程度而定。

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

(4) 研磨時(shí)，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(huì)增加研磨時(shí)間，影響研磨效果；若角度太大，油石會(huì)隨軸頸的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生輕微振動(dòng)，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(shì)，整個(gè)研磨過程用力均勻。

(6) 恢復(fù)噴油嘴上蓋或觀察窗時(shí)，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(xiàng)工作時(shí)間較長(zhǎng)，且一般處在炎熱的夏季，可2人交替進(jìn)行。

(8) 注意做好防暑措施。

6 結(jié)束語

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

(2) 減小磨煤機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的振動(dòng)，避免潤(rùn)滑油膜震蕩發(fā)生。

(3) 用油石對(duì)軸頸進(jìn)行研磨的同時(shí)，也間接地對(duì)主軸承烏金面進(jìn)行了研磨，使其光潔度提高，對(duì)潤(rùn)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(rùn)滑油膜的穩(wěn)定性得到提高。

(5) 采用在磨煤機(jī)正常運(yùn)行方式下進(jìn)行研磨，軸頸的旋轉(zhuǎn)代替了油石的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。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(shí)間，減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了大量的人力、財(cái)力。

(7) 此種研磨方法簡(jiǎn)單易行，不受機(jī)組負(fù)荷的影響，可以隨時(shí)進(jìn)行。

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