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轴流风机轴承损坏事故分析

发布时间:2012-12-23 16:07    来源:未知

    2010年2月9日,大唐太原第二热电厂300 MW机组11-炉脱硫增压风机,型号为AN-40/V19-I,由沈阳某机械厂生产,在运行中发生轴承振动大,且伴随有异音的故障,已经造成了脱硫风机停止运行,烟气由旁路挡板排人大气,而不能经过脱硫处理后再排放。
    工程部人员接到通知后立即赶到现场处理,首先在现场进行基本观测,未见有任何明显损坏的痕迹。查看风机润滑油站,润滑油清澈透明,油内未见杂质,供油、回油正常,油压、油温正常。初步排除由润滑油缺油和油质差造成的轴承损坏事故。观察电机未见异常,地脚螺丝没有松动,检查对轮,未见对轮螺丝断裂、变形等故障,对轮罩完好无损。轴冷风机未见任何异常现象,电机一瓦、二瓦未见有高温损坏痕迹。
    经过现场仔细认真地检查,无法发现问题,工作人员决定启动试验,寻找运行中的问题。联系运行人员,在做好安全措施后,采用电机变频启动,频率刚加到20%时就传来了剧烈的摩擦声,使用实心棒听电机轴承侧,并无异音,到50%时声音越来越大、振动值亦不断升高,使用振动表测量达到了0.4 mm振幅、12.1 mm/a的振速,风机外壳上也振感强烈,立刻按事故按钮紧急停车来寻找问趣。
    根据振动的情况和响声判断,可能的原因有9点:
    第一,风轮在运行中受到异物的撞击,且异物仍然附在风机叶轮上,造成风轮总量失衡,引起巨大振动。如在检修作业中遗落的工具,或在风道中掉下的铁块等,都会造成这种故障。
    第二,风轮上固定的压板在转动过程中发生移位,造成风轮的偏斜,然后与下部风壳发生摩擦引起振动。由于风轮重达4t,风轮压板的直径不足500 mm,转动中可能发生这样的故障。又加之风轮与上下风壳的距离只有10~20 mm左右,一旦偏斜就会发生摩擦,引起振动。
    第三,风机内固定轴承箱的螺丝发生松动,或是有个别断裂引发振动。这6个固定螺丝支撑着有一定重量的轴承箱,并在运行中一直有振动,很容易发生松动。
    第四,风轮前导叶或后导叶发生开焊,或者后部风箱支撑发生开焊,由于锅炉炯气在电除尘效果不好时,烟气中会携带有大量的尘粒,时间一长就会把导叶磨损,支撑磨开焊等引起振动。由于开焊现象经常发生,因此,这个原因和受到异物撞击被列为重点排查因素。
    第五,地脚螺丝松动,或是风机风壳下的支撑松动。这在引起风机的振动中也是比较常见的,电机的地脚螺丝和风机的地脚螺丝,不论哪个有松动都会造成振动。
    第六,轴瓦损坏,有4种情况,因为轴流式风机有4个轴瓦。其损坏的原因有瓦口间隙小,轴承振动大等,由于轴瓦损坏和轴承损坏一样要打开轴承箱检查,因此,把二者同时考虑,分别处理。
    第七,风机的喘振和失速,这种情况在运行过程中经常会发生,它与运行工况有很大的关系,需要结合运行情况来排杏。
    第八,烟道堵塞,由于脱硫增压风机是烟气进入脱硫塔来增加人口压力的,在其出口后又加了一个气换热器(GGH),用来加热从脱硫塔下来的低温烟气,以达到增高排烟温度的效果。而GGH在实际运行中由于烟气含尘高,极易造成烟道堵塞,从而使烟气部分倒流,造成增压风机振动大。
    第九,轴承损坏,从而引起振动。轴承损坏的形式分为轴承外套损坏、轴承内罔损坏、轴承保持架损坏和轴承滚子损坏。由于轴承还没有到更换的年限,加之本厂的脱硫增压风机刚投产不足3年,轴承润滑油按照要求每月加注,前轴承130 g,中后轴承160 g,大家都认为这种可能性比较小。
    为了确定故障类型,同时制定可行的处理方案,切断风机电源,待风轮完全停止转动以后打开人孔门,进入风机内部进行检查。发现前导叶开关良好,可在-750~+300之间来回活动,没有损坏开裂的现象,排除前导叶故障,爬过前导叶检查风轮,手动转动一圈,发现24片风轮上没有积灰,也没有可能造成风机动不平衡的严重磨损,风轮上没有附着异物。不过鉴于动不平衡不能用肉眼看出来,也不轻易排除它。通过核对得知,风轮最近没有进行补焊处理,现场检查又没有见严重磨损,在风机的运行中振动是突变的,振动值由小到大的变化过程很快,暂先排除这一因素,等找不到其他问题时再考虑。
打开风机后人孔门,进入积气箱与后导叶附近进行检查,发现后导叶同样也安装良好,未见有损坏,积气箱的支撑良好,均未见磨损开焊的现象,这就排除了先前对这一故障的担心。打开后积气箱的人孔门,使用爬梯进入积气箱内部,由于先前曾经更换过轴承冷却的加油管,并在冷却风管到轴承的罩上留了两个观察孔。透过观察孔,看见6颗轴承固定螺栓完好无损,把手伸进去也未见其有松动,排除了由于这一原因造成的故障。检查风机的烟道,并与脱硫风机运行人员进行核对,烟道并未见堵塞,CGH -直保持着畅通。因此,将烟道堵塞造成烟气倒流的故障排除。
    由于实心棒听出在下部支撑靠轴承最近的地方有异音,并且在转动时各种声音很杂乱,判定情况最可能为轴承箱内故障,而轴承箱内最可能的就是轴承的损坏和轴瓦的损害故障。
根据对故障情况的判断,现场研究决定打开轴承箱对轴承进行检查,由于检查轴承的工作量比较大,又没有备用的轴承可以更换,因此,计划检查和更换的时间为10d,费用大概为20万元左右,工程部人员经过两天两夜的紧张工作,打开风壳上部的保温层,卸开上半部风轮的连接螺丝,吊出上半部风壳,卸下短轴,吊出风轮,卸开承轴箱冷风罩螺栓,再卸开承轴器固定螺栓,将承轴箱吊出。打开承轴箱发现后盘承轴滚柱损坏,其中有一颗已经损坏了半个面,与先前的判断一致。经过11d的时间,从厂家购买了三盘承轴,将其全部更换。安装完成后风机运行平稳,转速490 r/min.挡板开度100%,符合风机安全行的要求,启动以后测得振动数据见表1。
 轴流风机轴承损坏事故分析
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