黄志宏
(胜利石油管理局胜利发电厂,山东东营 257000)
摘 要:本文介绍了胜利发电厂二期两台300MW机组正式投产后高压电机轴承的现状,分析了部分轴承损坏的原因,并提出了一些改进措施。
关键词:轴承状况;损坏原因分析;解决措施
胜利发电厂二期两台300MW机组分别于2003年11月和2004年4月正式投产,截止2007年12月,送风机、一次风机、凝结水泵、磨煤机等轴承式高压电机多次出现轴承温度过高、振动偏大、声音异常等故障,严重者还导致轴承烧毁、转轴磨损,不得不更换电机,影响了机组运行。
1 胜利发电厂高压电机轴承应用状况
1.1 高压电机轴承选用情况
胜利发电厂二期两台300MW机组轴承式高压电机轴承的选用见表1。
表1 高压电机轴承统计表

为了确保轴承质量,从二期投产开始,这些高压电机一直使用的SKF进口轴承,其润滑脂也一直使用进口锂基脂。
1.2 高压电机轴承损坏情况
二期机组投产后,与一期两台机组相比,高压电机运行中发生故障比较频繁。
2 高压电机轴承故障的原因分析
2.1 影响轴承寿命的因素
轴承在承受负荷旋转时,由于套圈滚道面及滚动体滚动面不断地受到交变负荷的作用,即使使用条件正常,也会因材料疲劳使滚道面及滚动面出现鱼鳞状损伤(称做剥离或剥落)。
在实际工作时,轴承还会出现滚动疲劳损伤以外的损伤现象,例如烧伤、保持架破损、生锈磨损、擦伤、压痕等,影响轴承的使用寿命。通常影响轴承寿命的因素主要有:轴承选用不当、机械问题、安装不当、负荷过大、润滑问题、密封不良等。这其中负荷和润滑问题尤为重要。现场使用轴承,其工作负荷往往大于其相应的疲劳持久性极限负荷,在工作到一定的期限后,会由于本身材料达到疲劳极限,产生疲劳剥落而无法继续使用。即使某些轴承的工作负荷低于其相应的持久性极限负荷,也会由于难以根绝的轴承污染问题而发生磨损失效,减少轴承的使用寿命。润滑是左右轴承性能的重要问题。
2.2 滚动轴承损伤通常现象及原因
运转面剥离,剥离后呈明显凸凹状。原因:负荷过大,使用不当,安装不良,轴或轴承箱精度不良,游隙过小,异常高温造成的硬度下降。
轴承发热变色,进而烧伤不能旋转。原因:游隙过小、润滑不足或润滑剂不当、负荷过大、滚子偏斜。
部分缺口且有裂纹。原因:冲击负荷过大,过盈过大,有较大剥离摩擦裂纹,安装侧精度不良,摩擦裂纹,使用不良。
铆钉松动断裂,保持架破裂。原因:力矩负荷过大,高速旋转或转速变动频繁,润滑不良,卡入异物,振动大,倾斜下安装。
表面粗糙、伴有微小溶敷、套圈挡边与滚子端面的擦伤卡伤。原因:润滑不良,异物侵入,轴承倾斜造成的滚子偏斜,轴向负荷大造成的挡边面断油,表面粗糙度大,滚动体滑动大。
表面局部或全部生锈,呈滚动体齿状生锈。原因:保管状态不良,包装不当,防锈剂不足,水分、酸溶液等侵入,直接用手拿轴承。
磨蚀,配合面产生红锈色磨损粉粒。原因:过盈量不够,轴承摇动角小,润滑不足或处于无润滑状态,非稳定性负荷,运输中振动。
表面磨损、造成尺寸变化,多伴有磨伤。原因:润滑剂中混入异物,润滑不良,滚子偏斜。
电蚀,滚动面有喷火状凹坑,进一步发展则呈波板状。原因:滚动面通电。
蠕变,内径面或外径面打滑,造成镜面或变色。原因:配合处过盈不足,套筒紧固不够,异常温升,负荷过大。
2.3 胜利发电厂高压电机轴承损坏原因分析
胜利发电厂二期两台300MW机组高压电机轴承损坏主要表现为:轴承跑套、发热严重、磨损严重及保持架松动破裂等。这些轴承损坏的原因集中在以下几个方面:安装不良、负荷变化、润滑不良等。
2.3.1 安装不良
轴承利用油加热热套安装时温度、加热时间不够,或是轴径与轴承内圈过盈量过大,采取手锤安装时又敲击不当使轴承遭受了不必要的外力,导致轴承受损,甚至损伤转轴。
2.3.2 负荷、机械问题
负荷过大或变动频繁易对轴承材料产生疲劳影响,磨损加剧,减少轴承寿命,恶化轴承运行质量,严重时引起轴承保持架断裂,温度急剧升高,烧毁轴承等。此外,负载机械安装不正或振动也会对电机轴承带来附加应力。凝结水泵电机轴承的损伤一般由负载、机械的原因引起的。
2.3.3 润滑问题
润滑脂过多会导致轴承发热,润滑脂外溢损害电机绕组,过少又会引起润滑不良,轴承磨蚀、磨损加剧,温度升高,振动噪音增大等而使轴承很快损坏。而且高压电机运行一段时间后,润滑脂会逐渐减少,甚或完全流失,导致轴径和轴套间剧烈发热。正常情况下,轴承损坏的原因主要是由润滑问题,或Z初是由润滑问题引起。
3 改进措施
针对上面分析的导致轴承故障的原因,可以采取以下措施减少或避免以后高压电机轴承发生类似的问题。
3.1 安装方面
轴承在安装时必须确保轴承、轴及外壳的清洁,采取适宜的安装方法,提高安装质量,尽量避免轴承受不必要的外力,以免轴承受损。
3.2 轴承选用
目前选用的轻窄系列轴承,轴承承载能力不太高,可以考虑更换为中系列轴承,加大承载能力。
3.3 润滑方面
针对不同的环境温度、工作条件,选择合适的润滑脂,润滑脂不可混用。例如冬季可使用一些适宜在较低温度条件下工作的润滑脂,到夏季再换成高温润滑脂。
3.4 日常维护
电机运行中,检修与运行人员加强对机械负载及电机轴承温度、声音、振动等情况的监测,做到有问题早发现、早处理,将故障消除在萌芽阶段,避免故障的升级,或是延缓轴承损坏更换的时间,节约成本。
来源:《科技资讯》2008年15期