發(fā)電廠電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障診斷處理及預(yù)防措施

李 根

(河北大唐國(guó)際唐山熱電有限責(zé)任公司，河北 唐山 063029)

0 引言

診斷技術(shù)即是通過(guò)各種檢測(cè)技術(shù)，測(cè)定出能反映故障隱患的參數(shù)，從中得到預(yù)警信息，并通過(guò)進(jìn)一步信息分析，準(zhǔn)確判斷設(shè)備故障起因和程度，從而及時(shí)有效地對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修，把故障損失降到最低。電動(dòng)機(jī)是發(fā)電廠最常用的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其故障歸納起來(lái)主要分為機(jī)械故障和電氣故障，對(duì)不同的故障應(yīng)采取不同的診斷和處理方法。

1 機(jī)械故障

1.1 軸承故障

軸承承載著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子不停地轉(zhuǎn)動(dòng)以帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)行。以滾動(dòng)軸承為例，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的正常聲音為較細(xì)的“嗡嗡”聲，日常檢查電動(dòng)機(jī)聲音時(shí)，可用聽(tīng)針的一端接觸軸承蓋，另一端貼在耳朵上，聽(tīng)電機(jī)內(nèi)部的聲音變化，不同的部位、不同的故障會(huì)發(fā)出不同的聲音?！案轮ǜ轮ā甭?，是軸承內(nèi)滾珠不規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，它與軸承的間隙、潤(rùn)滑脂狀態(tài)有關(guān)；“咝咝”聲是金屬摩擦聲，一般由軸承缺油所致，需要馬上給軸承補(bǔ)充潤(rùn)滑脂，并密切關(guān)注軸承狀態(tài)。當(dāng)油溫升到80 ℃左右時(shí)，可以外接軸流風(fēng)扇直接給軸承降溫，使溫度逐漸穩(wěn)定，軸承聲音也會(huì)趨于正常。如果發(fā)出異常的、甚至是刺耳的響聲，說(shuō)明軸承已損壞，需要停機(jī)更換新軸承。出現(xiàn)這種情況主要是軸承間隙過(guò)大或嚴(yán)重磨損導(dǎo)致的，此時(shí)軸承小蓋會(huì)流出黑色的稀油。

對(duì)于滑動(dòng)軸承，要檢查軸瓦出入口溫度、冷卻水溫度、冷卻器溫度，軸瓦溫度一般不超過(guò)80 ℃。要注意滑動(dòng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)聲音和滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)聲音的差別，因?yàn)殡姍C(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)在軸瓦表面形成一層油膜，軸與軸瓦基本不接觸，軸處在懸空狀態(tài)，只有“嗡嗡”的摩擦油膜的聲音。對(duì)于工作環(huán)境差的現(xiàn)場(chǎng)，要采用電動(dòng)機(jī)自身帶小蓋的油脂軸承，而盡量不用帶有軸承蓋的軸承。這樣可將電動(dòng)機(jī)小蓋改成兩半的小蓋，不需解開(kāi)靠背輪就可以較清晰地檢查軸承以及加換油。軸承運(yùn)行1 500 h后要更換潤(rùn)滑油脂，更換時(shí)特別要注意油脂不要加得過(guò)多。油脂過(guò)多，容易造成軸承發(fā)熱。當(dāng)軸承溫度在70 ℃以上時(shí)，油脂的使用壽命會(huì)減少一半，同時(shí)也會(huì)影響軸承的使用壽命。具體要求為：2極電機(jī)的油脂不超過(guò)軸承腔的1/3，4極及以上電機(jī)的油脂以達(dá)到軸承腔的1/2為宜。

1.2 軸頸磨損

軸承的軸頸是易磨損的部位。最常見(jiàn)的磨損原因是軸頸與滾動(dòng)軸承表面配合不合理。軸頸磨損后，軸承就會(huì)走圈；若走內(nèi)圈，就會(huì)進(jìn)一步使軸頸磨損，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子不同心。軸承損壞嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起定轉(zhuǎn)子與鐵芯摩擦，燒毀電機(jī)，這是電機(jī)常見(jiàn)的故障。所以每次檢修都要用千分尺測(cè)量軸承內(nèi)徑、外徑尺寸，軸頸尺寸，端蓋內(nèi)徑尺寸。軸與軸承應(yīng)該采用動(dòng)配合，端蓋與軸承外徑應(yīng)采用過(guò)渡配合，配合公差可參照國(guó)標(biāo)規(guī)定的轉(zhuǎn)軸配合標(biāo)準(zhǔn)。此外，還應(yīng)檢查軸頸表面是否光滑，橢圓度相差不超過(guò)1 ﹪。

若軸徑磨損不嚴(yán)重，對(duì)于小型電機(jī)，可在軸頸結(jié)合面涂厭氧膠粘接進(jìn)行處理，24 h后就可以繼續(xù)正常使用。多年的實(shí)踐證明：這種處理方法效果良好。對(duì)于大中型電機(jī)，可采用在軸頸表面鍍鉻、鑲套和金屬噴涂3種方法處理。

1.3 鍵槽磨損

鍵槽損傷多發(fā)生在重載情況下，如磨煤機(jī)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)負(fù)載很大，鍵槽兩邊很容易磨損，因此鍵槽兩側(cè)一定要有0.03 mm的間隙。頻繁啟動(dòng)的正反轉(zhuǎn)電機(jī)很容易出現(xiàn)鍵槽磨損，如斗輪機(jī)、輸煤電機(jī)等大型低壓電機(jī)。由于設(shè)計(jì)原因，輸煤滾軸篩電機(jī)輸出軸與機(jī)械軸不是表面對(duì)輪鏈接，而是插孔式的鏈接，所以緊力不能很大，以減少滾鍵。修復(fù)方法：若鍵槽損壞嚴(yán)重，可以在損壞的鍵槽處堆焊，再開(kāi)鍵槽；也可在舊鍵槽對(duì)面的位置重新開(kāi)鍵槽。

1.4 聯(lián)軸器間隙過(guò)小

一般電機(jī)與負(fù)載聯(lián)軸器之間應(yīng)有3～5 mm的間隙，特別是多級(jí)泵、高轉(zhuǎn)速泵，間隙一定要控制準(zhǔn)確。如燃油泵房的3臺(tái)供油泵電機(jī)(75 kW，2極)，所帶負(fù)載是高速多級(jí)油泵，啟動(dòng)瞬間轉(zhuǎn)矩很大，電機(jī)會(huì)往聯(lián)軸器側(cè)竄動(dòng)約4 mm。如果間隙小，因電機(jī)使用的是推力軸承，電機(jī)軸承滾珠頂住軸承滑道側(cè)面，很快就會(huì)出現(xiàn)異常聲音，使軸承使用壽命縮短。為避免這種情況的發(fā)生，可以適當(dāng)加大軸承與聯(lián)軸器的距離，且電動(dòng)機(jī)軸輸出側(cè)軸承采用滾柱式軸承；也可將聯(lián)軸器采用軟連接方式。

1.5 振動(dòng)

振動(dòng)會(huì)使電機(jī)絕緣損傷、定子繞組端部連接線開(kāi)焊、接線盒瓷瓶震裂、軸承壽命縮短、機(jī)械零件疲勞、負(fù)載機(jī)械損傷。火電廠鍋爐引風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)的風(fēng)輪直徑為1.5 m左右，很容易出現(xiàn)這類問(wèn)題。若安裝過(guò)程中機(jī)械和電機(jī)中心線不重合或底盤(pán)壓接不實(shí)，會(huì)導(dǎo)致臺(tái)板產(chǎn)生共振。這很難分辨是電機(jī)問(wèn)題還是機(jī)械問(wèn)題。維修人員首先要檢查對(duì)輪銷釘、電機(jī)地腳和前后軸承是否有問(wèn)題，然后再檢查風(fēng)機(jī)平衡塊是否有脫落，是否有異響等。檢查時(shí)，振動(dòng)測(cè)量?jī)x要按垂直、水平、軸向3個(gè)方面進(jìn)行感觸，不同轉(zhuǎn)速有不同的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，即2極振幅為0.05 mm，4極振幅為0.08 mm，6極振幅為0.12 mm，8極振幅為0.16 mm。

2 電氣故障

2.1 電動(dòng)機(jī)電流增大、電機(jī)發(fā)熱

電動(dòng)機(jī)電流增大、電機(jī)發(fā)熱的主要原因有：

(1)電動(dòng)機(jī)過(guò)載運(yùn)行時(shí)，電流會(huì)升高，使電動(dòng)機(jī)嚴(yán)重過(guò)熱，可能會(huì)燒壞電動(dòng)機(jī)。這時(shí)要及時(shí)調(diào)整負(fù)載，避免電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行。

(2)三相電源中只要有一相斷路，就會(huì)引起電動(dòng)機(jī)斷相運(yùn)行；如果斷相運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，將會(huì)燒壞電動(dòng)機(jī)。因此，要經(jīng)常檢查電源電路。

(3)電動(dòng)機(jī)內(nèi)油污、灰塵太多，電動(dòng)機(jī)通風(fēng)孔堵塞都會(huì)影響散熱效果，引起電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。要及時(shí)清除阻塞物，改善散熱條件；情況緊急時(shí)可以用軸流風(fēng)扇吹風(fēng)降溫。

此外，還可利用嗅覺(jué)分析判斷故障。電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行中是沒(méi)有異味的，環(huán)境溫度高時(shí)略有些油脂氣味，溫度達(dá)到155 ℃以上會(huì)有異味產(chǎn)生。若有焦糊味，極有可能是引線絕緣過(guò)熱引起的，應(yīng)該馬上停止運(yùn)行，檢查引線?，F(xiàn)在高壓電動(dòng)機(jī)繞組絕緣等級(jí)一般為F級(jí)，允許最高溫度為155 ℃，超過(guò)此溫度，將損害電機(jī)絕緣。

2.2 電動(dòng)機(jī)引線問(wèn)題

6 kV高壓電動(dòng)機(jī)接線盒內(nèi)接頭發(fā)熱問(wèn)題較少見(jiàn)，因?yàn)樗碾娏鬏^小，每8 kW僅產(chǎn)生1 A電流；其主要問(wèn)題是絕緣低。而接線盒密封可以減少其絕緣損傷、老化問(wèn)題。大型低壓電動(dòng)機(jī)引線問(wèn)題較多，主要是引線鼻子發(fā)熱。三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流達(dá)到額定電流的5～7倍，220 kW低壓電機(jī)的啟動(dòng)瞬時(shí)電流可以達(dá)到1 500 A，引線接觸面稍有接觸不良，接線鼻子就會(huì)發(fā)熱。

某電廠脫硫氧化風(fēng)機(jī)功率為220 kW、電流為370 A，電源電纜為2根120 mm2電纜并接在電動(dòng)機(jī)接線盒內(nèi)；接線盒長(zhǎng)200 mm、寬300 mm，體積小；電纜鼻子采用套管型，接線時(shí)不容易折彎。由于振動(dòng)，該電纜鼻子接頭松動(dòng)，造成電機(jī)引線螺絲、短路板和電纜過(guò)熱燒毀。該電廠汽機(jī)水循環(huán)真空泵功率為110 kW，由2根95 mm2電源電纜并接電機(jī)，電機(jī)引線從電機(jī)繞組引出直接接在電機(jī)接線板上。因接線板是有彈性的環(huán)氧板，且接線板下邊沒(méi)有硬金屬，所以雖然螺絲壓接引線鼻子很緊，但運(yùn)行振動(dòng)仍造成引線鼻子與電纜鼻子松動(dòng)，接觸不良，接頭過(guò)熱，導(dǎo)致引線多次燒毀。

根據(jù)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，可以采取以下措施：

(1)電源電纜采用開(kāi)口線鼻子，可以增加電纜的柔韌性，選用長(zhǎng)短合適的電纜線，避免交叉；

(2)加大電機(jī)電纜盒尺寸，增加窺視孔；

(3)貼蠟片紙，以便于日常檢查接頭是否發(fā)熱；

(4)電纜鼻子與電機(jī)引線接頭涂導(dǎo)電膏或凡士林，使金屬表面不易被腐蝕；

(5)從繞組引出來(lái)的引線下邊要用銅質(zhì)螺母固定，且使用銅質(zhì)接線板螺絲。

2.3 惡劣環(huán)境造成電動(dòng)機(jī)損壞

(1)高轉(zhuǎn)速電機(jī)，如鍋爐引風(fēng)機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)電機(jī)被保溫材料包圍，長(zhǎng)期處在高溫環(huán)境下，經(jīng)常出現(xiàn)缺油、振動(dòng)、軸承燒毀，而在電機(jī)前側(cè)又無(wú)法加油。應(yīng)對(duì)措施：可以加大前側(cè)小蓋含油量，加裝加油孔，隨時(shí)補(bǔ)充油脂；還應(yīng)縮短檢修周期。

(2)脫硫吸收塔攪拌器電機(jī)雖然容量不大，但惡劣的工作環(huán)境易使電纜接線盒腐蝕、線圈絕緣降低、前軸承密封圈老化，石膏水容易滲進(jìn)軸承，造成設(shè)備損壞。輸煤系統(tǒng)因煤塵很多，啟動(dòng)設(shè)備中的交流接觸器觸點(diǎn)易堆積煤粉，造成觸點(diǎn)虛接、拉弧、粘連，開(kāi)關(guān)觸頭發(fā)熱著火，電機(jī)缺相燒損。因此，應(yīng)該對(duì)接線盒、控制箱加強(qiáng)密封，對(duì)啟動(dòng)控制設(shè)備加強(qiáng)檢查處理，以預(yù)防和減少電機(jī)燒毀故障的發(fā)生。

(3)高溫環(huán)境下的脫硫氧化風(fēng)機(jī)、潮濕環(huán)境下的凝結(jié)水泵、粉塵堆積的輸煤皮帶電機(jī)和電源箱、要作為重點(diǎn)對(duì)象每天清掃。要使用密封膠密封電動(dòng)機(jī)接線盒，其膠皮襯墊要定期更換，確保電機(jī)不受潮、不進(jìn)灰。電機(jī)表面灰塵要定期清理，同時(shí)要整治設(shè)備環(huán)境，使設(shè)備處于良好的工作環(huán)境中。

(4)確保電動(dòng)機(jī)在正常的冷卻條件下運(yùn)行。大型電動(dòng)機(jī)冷卻器要經(jīng)常檢查清理，定期通刷，保持冷卻水管路暢通，冷卻器出入口周?chē)鍧?。開(kāi)啟式電機(jī)要加裝防護(hù)網(wǎng)，防止雜物被吸入電機(jī)內(nèi)部。

3 結(jié)束語(yǔ)

電氣管理人員要制訂具體的電動(dòng)機(jī)管理細(xì)則，建立設(shè)備檔案；要深入現(xiàn)場(chǎng)，及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決。運(yùn)行人員要認(rèn)真監(jiān)視每臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行情況，每班要有重點(diǎn)地巡視，掌握設(shè)備運(yùn)行工況，以確保電機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。