摘　要：磨煤机是锅炉重要辅机之一，其运行可靠性直接影响机组的负荷和稳定运行。通过对D-10D磨煤机主轴承损坏的经过、故障特征、检查处理、大修质量、参数变化和原因的分析、并制定防范措施，有效保证磨煤机检修质量、提高磨煤机运行的稳定性。
　　关键词：磨煤机；主轴承损坏；原因分析；防范措施
　　国电靖远发电有限公司#3炉B磨煤机是在2000年机组达产改造时安装的配套设备，设备型号为D-10D双进双出磨煤机；制造厂家为FWEC（富斯特•惠勒）公司；磨煤机的主要结构由筒体组件、分离器组件、主轴承、螺旋输送器、驱动装置和辅助系统等组成。 　　其主要部件主轴承规格为65″×25″（1651mm×635mm），筒体两端耳轴均靠轴承支撑和转动。轴承为180度径向球面轴承，设计接合面为底部90度范围。轴承垂直中心线两侧45度以上至水平中心线范围为非接合区。轴承和耳轴非接合区的Z大范围为距水平中心线1/4”位置。轴承上设计有防止油流出的保油边。主轴承由磨煤机润滑油站强制润滑。
　　轴承上还有溢流槽，用以防止油溢出或渗漏。靠近水平中心线的突起位置被向下设计有阶梯槽，便于多余的润滑油向下流入回油槽。
　　轴承两边设计有一矩形半圆形状回油槽，此槽处接有回油管，管头靠近轴承水平中心线。轴承上的接管又来自高压油，用以在起动磨煤机之前提供顶轴油。这样可将油送入耳轴和轴承间，起顶轴作用。磨起动之后，顶轴油关闭。
　　#3炉B磨煤机从安装运行至2005年5月份大修开始，期间主轴承未做过检查检修，磨煤机也没有发生过大的设备损坏事故，在大修时按质量标准对磨煤机主轴承进行了检查刮削验收，大修结束磨煤机运行四天后发生损坏事故。
　　一、主轴承损坏经过
　　2005年8月12日1：00分钟，#3机组负荷200MW，电调运行。甲乙吸、送、一次风机A、B磨煤机，甲乙给水泵，乙凝结泵、甲循环泵运行，其余转机备用，各联锁保护投入。A、B磨耳轴温度分别为（DE/ODE）51/50℃、51/45℃。
　　2005年8月12日1：09分钟，B磨ODE端耳轴温度出现上升趋势，从45℃上升至49℃，而后又开始下降，至1：25分下降至45℃。随后耳轴温度又开始上升，在耳轴温度上升过程中，运行人员就地检查B磨油站、冷却水系统运行正常，耳轴处无异音，并采取提高冷却水压力、降低磨煤机出口温度等措施，调整无效。
　　1：45分ODE端耳轴温度上升至63℃，B磨联锁跳闸。B磨跳闸后，耳轴温度继续上升，1：53分上至75.4℃后持续下降。与耳轴温度上升对应的时间1：09分开始，磨煤机电流从90.4A上升至102A。
　　二、主轴承损坏的故障特征
　　在主轴承的工作区域里，Z大载荷和Z高温度的区域内出现表面沉降，起始点比较平滑，末端为半圆形或波峰的特征。
　　三、主轴承损坏检查处理情况
　　1、顶轴油试验及润滑油系统检查情况：
　　检查润滑油系统，确认润滑油系统油位正常、温度等没有异常情况；通过油位指示器观察润滑油色泽正常，确认润滑系统没有问题后启动润滑油泵运行，检查压力、流量、差压、温度等参数符合规程要求。即进行顶轴油试验，顶轴油试验数据为0.15毫米，符合规程要求（标准大于0.05mm）。再将ODE端和DE端润滑油管路出口用塑料软管短接做油循环试验，检查两端流量平衡。
　　2、冷却水系统检查：
　　利用磨煤机冷却水系统临时排放阀门检查冷却水阀门及管路正常，确认冷却水流量正常，系统正常。
　　3、初步检查磨煤机ODE端主轴情况：
　　发现主轴（耳轴）上有乌金痕迹，判断主轴承损坏，公司决定对主轴承翻出做进一步检查确认。
　　4、主轴承翻出后检查处理情况：
　　发现主轴承巴氏合金材料迁移，确认主轴承损坏，即进行轴承刮削研磨恢复。
　　5、磨煤机耳轴管间隙测量检查：
　　ODE端大罐侧：Z小间隙（位置在上部）大于1.5毫米以上，符合规程规定的不小于1.5毫米要求。
　　ODE端密封室侧：Z小间隙北侧部位为1.3毫米，上端间隙为1.5毫米，南侧间隙为2.5毫米，均符合规程要求。
　　6、顶轴油试验：
　　ODE=0.23mm；DE=0.16mm；数据合格。
　　7、主轴承各间隙：
　　进出油间隙：ODE端瓦口间隙：出油槽0.30mm塞尺塞入525mm；进油槽0.30mm塞尺塞入585mm；
　　膨胀间隙：北侧：分离器侧7.8mm、大罐侧7.9 mm；南侧：分离器侧8.15mm、大罐侧7.35 mm。
　　8、磨煤机盘车情况：
　　首次盘车转动5分钟后过载，热偶动作跳闸；在经过几次盘车后，盘车装置运行7分钟后过载，热偶动作继续跳闸；22：00分在罐内煤粉比较松散的情况下，盘车大罐转动一圈约8分钟后过载，热偶动作跳闸。
　　9、磨煤机内部检查情况：
　　经过8月17日上午和中午检查，发现大罐内ODE端煤粉多且在大罐ODE端筒体粘煤多，ODE端比DE端煤粉层高100毫米左右，高低料块无法看清，封大罐人孔门。事后分析认为在处理事故时，运行人员为了降低耳轴温度，增加B1给煤机转速，煤量较大造成。
　　10、送电试转：
　　运行人员在17日22：00分开始作试验，试验合格后在8月18日0：05分启动#3炉B磨煤机运行、观察磨煤机ODE端主轴承温升正常，检查磨煤机各参数正常，主轴承温度在经过2小时后温度稳定在44°C左右运行。
　　四、大修时检查检修情况：
　　（1）将ODE侧主轴承检查情况：翻出后检查接触区域有轻微划伤痕迹，涂显示剂研磨检查发现有四处面积为80×80左右的区域轴瓦未接触；主轴承的推力面无摩擦等故障特征；整个主轴承检查无裂纹，起皮等缺陷。
　　（2）主轴承检修情况：对轴承进行刮削，接触角度为90°；涂红丹粉检查接触面积达到100%，符合质量标准；主轴承就位后测量间隙：北侧：内侧=12.45mm、外侧=3.55mm；南侧：内侧=11.95mm、外侧=3.85mm，符合质量标准。
　　（3）B磨煤机加钢球之前顶轴油试验为DE=0.21mm，ODE=0.19mm；加球后顶轴油试验：DE=0.15mm，ODE=0.13mm；符合质量标准。
　　五、主轴承损坏过程磨煤机参数变化
　　（1）8月11日主轴承温度从1：09时的44℃至1：15分钟上升至49.09℃，然后从1：15时到1：25时下降至44.8℃，再继续从1：25时上升至1：36：36时的52℃（B磨轴承温度ODE高Ⅰ值报警），再继续上升至1：45的63℃B磨跳闸；如图（A）所示： 　　（2）B磨跳闸后，主轴承温度继续在1：57时上升至75.51℃；
　　（3）主轴承在1：09时温度上升的同时，B磨电流持续从91.89A上升至B磨跳闸时的102.37A。初期的2分钟电流上升非常快，达到2A。
　　（4）B磨ODE端出粉温度从1：09时的79.6℃上升至1：45时的82.55℃；
　　（5）1：36：36时B磨轴承温度ODE高Ⅰ值报警后，由于温度继续上升，运行操作如下：
　　（a）1：41：09时热风由67％调整为64.9％；在1：42：44由64.9％调整为51.7％；1：42：53由51.7％调整为47.6％；
　　（b）1：43：40时冷风由54.6％调整为61.8％；1：44：05由61.8％调整为73.0％；
　　（c）1：42：52时B1给煤机由26％调整为35.7％；
　　（d）1：44：41时B磨料位高报警；
　　（e）1：45：46时B磨煤机轴承温度高63℃，1：45：48时耳轴温度高B磨跳闸。
　　（6）8月11日1：40时由于B磨ODE端主轴承温度上升，运行人员联系检修人员检查，在检修人员到达现场时，B磨已跳闸停运。但运行人员告诉检修人员是DE端温度高跳闸，检查发现锅炉零米DE端轴承冷却水紧急放水门开，消防水管道至地沟。
　　（7）8月17日使用盘车时，盘车运行5分钟即跳闸，在磨罐内煤粉干燥的情况下，盘车只能运行8分钟，说明磨存在过载现象。
　　六、主轴承损坏原因分析：
　　1、润滑油故障：
　　a）润滑油中断或润滑油流量小导致主轴承损坏：从主轴承损坏后润滑油系统的检查及试验情况分析看，在运行中润滑油中断或流量小的可能性极小，因为润滑油系统有粗细过滤器，堵塞中断供油的原因可以排除。且由于润滑油中断，轴承损坏钨金颜色为黑亮色。
　　b）润滑油质量存在问题：润滑油牌号为美孚460，在大修时加油牌号正确，在主轴承损坏油后外观检查色泽无异常现象。
　　c）润滑油系统进水：检查损坏的主轴承巴氏合金与主轴承壳体结合严密，无裂纹出现，并且润滑油系统的油箱油位没有变化增高的现象，可以排除润滑油系统进水造成润滑不良导致主轴承损坏的原因。
　　d）润滑油氧化物及碳沉积：此原因造成损坏损坏的主要特征为主轴承表现有一层黑色和棕色沉积物，观察#3炉B磨煤机主轴承损坏的特征，完全可以排除。
　　2、尘屑颗粒污染：
　　尘屑颗粒污染造成主轴承损坏的主要现象为：（a）颗粒嵌入；（b）划伤；（c）污染物移动及灰尘等；而表现出来的特征主要是划伤和在巴氏合金内发现颗粒污染物，但从损坏轴承的检查情况看，没有此故障特征。另外检查主轴承的密封良好，磨煤机的密封差压在主轴承损坏前期和损坏过程中差压始终保持在1.5Kpa左右，漏粉污染主轴承的现象不存在。
　　3、疲劳损坏：
　　疲劳损坏的主要主要特征是出现裂纹、呈现损坏剥落和脱落现象，而#3炉B磨煤机ODE端主轴承损坏的故障特征没有这几中现象。因此轴承疲劳损坏的原因可以排除。
　　4、气蚀和腐蚀：
　　与GB/T 1884-2002的标准对比，轴承气蚀及腐蚀的故障特征及原因都与#3炉B磨煤机的ODE侧主轴承损坏特征不符合。
　　5、过热损坏：
　　过热损坏有三种情况，而其中过热蠕变的特征为：轴承的工作区域里，Z大载荷和Z高温度的区域内出现表面沉降，起始点比较平滑，末端半圆形或波峰的特征。此特征与#3炉B磨煤机主轴承损坏的现象符合。
　　而原因是主轴承巴氏合金材料在极端运行的载荷下随温度的增加而发生蠕变现象，根本原因是主轴承过热（过热因素另外分析）。
　　6、特殊损坏形式分析：（如下图所示：） 　　图（1）所示特征为轴承中部损坏。
　　图（1）所示原因为：腰鼓型轴颈和瞬间过热（缺油、中断冷却水），此种损坏形式的特征与#3炉B磨煤机主轴承损坏特征基本吻合。
　　图（2）所示只有轴承的一边发生损坏。
　　图（2）所示损坏原因为：锥形轴颈、轴承座或轴承，或旋转载荷使轴弯曲。而#3炉B磨煤机ODE端损坏的轴承主要在靠近里侧（大罐侧），也就是说主轴承在靠近磨煤机的大罐处载荷较大，损坏特征基本相符。
　　7、磨煤机旋转部件的碰磨及各间隙：
　　（1）#3炉B磨煤机会造成碰磨的部位为：主要为耳轴管间隙，其次为密封室石棉密封垫；螺旋输送器；隔音罩与大罐。
　　（2）磨煤机传动系统（减速机、小齿轮）的故障不会造成主轴承的损坏。
　　（3）在抢修过程中，通过测量ODE端和DE端耳轴管间隙，没有发现有碰磨现象存在。
　　（4）密封室石棉密封垫会造成耳轴发热，今年大修时对B磨煤机的DE端石棉密封垫进行了更换，对ODE端的密封垫没有进行更换，在大修结束初次启动磨煤机运行时，更换的DE侧密封垫由于摩擦强度大，造成轴颈发热，引起DE端主轴承发热造成磨煤机跳闸。
　　（5）螺旋输送器和隔音罩在抢修检查时没有发现有碰磨现象。
　　8、过热和过载因素分析：
　　（1）磨煤机ODE侧冷却水中断或堵塞：通过对冷却水的试验和检查确认在磨煤机主轴承损坏期间冷却水系统是正常的。
　　（2）润滑造成磨损发热：只有在强行启动设备、轴承表面乌金涂抹和迁移的情况下才会发生。表现出的特征为轴承表面光滑，迁移乌金沿旋转方向延伸或呈现舌状凸起。而原因为轴瓦在极端运转条件下，轴瓦配合表面短暂而剧烈的接触、过热、缺油、间隙不当或几何形状缺陷引起混合油膜润滑。
　　在轴承损坏期间，轴承的温度（此前温度平稳）由44.89℃（1：10分钟）上升至49.09℃（1：15分钟）；再由49.09℃（1：15分钟）下降至44.8℃（1：25分钟）；然后再由44.8℃（1：25分钟）开始上升至磨煤机跳闸温度，而温度持续上升至Z高75.51℃后下降。
　　分析这种现象时发现，如果是轴承混合油膜润滑情况发生，轴承的损坏应该是持续的，不可能中间有15分钟时间的轴承温度上升和下降的空间，而且混合油膜润滑轴承损坏的故障特征与#3炉B磨煤机ODE侧轴承损坏的故障特征不符合。
　　只有在磨煤机主轴承的冷却水中断、润滑油中断和载荷变化的情况下才有上述温度曲线的发生。
　　（3）ODE端主轴承过载：
　　（A）进入大罐观察煤层厚度发现，大罐处于水平状态，从煤和钢球混合物的高度与耳轴管和料位的距离发现，ODE端煤粉较DE端厚100mm左右（ODE端高低料位块被煤粉完全掩埋）；
　　（B）从轴承温度开始变化，电机电流同时从91.89A上升至102.37A时跳闸；
　　（C）在抢修结束磨煤机盘车时，盘车负荷大、过载，热偶频繁动作，既是在罐内煤粉比较松散的时候，盘查只能运行8分钟就因过载热偶动作而跳闸；
　　（d）在磨煤机主轴承损坏期间，通过查对分析运行操作记录，发现在1：09分钟只有密封风系统ODE端吹扫门开启，而这时磨煤机ODE端的主轴承温度即开始上升，同时磨煤机的电流也开始上升。从时间上看，说明磨煤机的吹扫门开启、磨电流上升、主轴承温度上升是同时的。由于当时磨煤机的料位比较高，在开启吹扫门的同时、密封室压力出现波动下降现象，在磨煤机的动静ODE端耳轴管密封间隙处，进入煤粉颗粒物，在磨煤机的旋转过程中造成摩擦阻力，既过载现象发生，使轴瓦运动轨迹和轴承承载力改变，巴氏合金层伴随温度的增加而发生蠕变，轴承损伤情况发生。
　　七、技术分析认定
　　#3炉B磨煤机ODE端轴承损坏后，检修部、发电部、安生部自行组织分析讨论，B磨煤机抢修结束投运后公司成立技术分析组，在2005年8月18日晚上、8月19日下午，组织检修、运行、安生部领导和技术人员经过认真讨论、分析后达成一致意见，认定#3炉B磨煤机主轴承损坏的原因为：
　　磨煤机在较高料位下开启ODE端密封风吹扫挡板，致使煤粉颗粒物进入耳轴密封间隙，导致轴瓦运动轨迹和轴承承载力改变，巴氏合金层伴随温度的增加而发生蠕变，轴承损伤情况发生。
　　八、防范措施
　　1、在磨煤机的料位较高时，禁止对耳轴密封室进行吹扫工作。
　　2、密封室吹扫时应当在磨煤机的各参数正常，料位正常或较低的情况下进行，而且必须在吹扫之前将磨煤机密封风母管压力提高，调整差压并保持在1.8Kpa以上时方可进行吹扫工作。在吹扫过程中，运行人员严密监视耳轴温度、料位、电流，若发现电流和耳轴温度同时上升较快且料位在较高状态，应紧急停磨。
　　3、在发现磨煤机主轴承温度报警值时，及时检查润滑油系统、磨煤机冷却水系统是否正常，用测温仪器测量进出水管的温差判断，也可以先打开冷却水临时排放门观察和判断。
　　4、在增减负荷时，运行操作一定要避免磨煤机负荷大的波动，防止磨煤机出现瞬间过载现象，当发现磨煤机电流出现波动现象，且电流上升较块，并伴随耳轴温度上升，当电流值持续上升达到95A时，应紧急停磨。
　　5、严格调整和控制风温，保持磨煤机的出口温度控制在75度以下，避免由于磨煤机耳轴温度瞬间变化，影响主轴承润滑效果，造成轴瓦损坏。
　　6、大修时轴承的刮削严格按质量标准验收，各间隙符合要求，同时将检修后的测量和试验数据交付运行。
　　7、在正常运行过程中发现轴承温度的温升大于0.7℃/分钟时，必须严密监视，同时做好设备的停运工作，避免轴承损坏事故的发生。
　　8、制订机组调峰时磨煤机的运行管理办法和反事故措施。