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　　摘　要：磨煤機是鍋爐重要輔機之一，其運行可靠性直接影響機組的負荷和穩(wěn)定運行。通過對D-10D磨煤機主軸承損壞的經(jīng)過、故障特征、檢查處理、大修質量、參數(shù)變化和原因的分析、并制定防范措施，有效保證磨煤機檢修質量、提高磨煤機運行的穩(wěn)定性。
　　關鍵詞：磨煤機；主軸承損壞；原因分析；防范措施
　　國電靖遠發(fā)電有限公司#3爐B磨煤機是在2000年機組達產改造時安裝的配套設備，設備型號為D-10D雙進雙出磨煤機；制造廠家為FWEC（富斯特•惠勒）公司；磨煤機的主要結構由筒體組件、分離器組件、主軸承、螺旋輸送器、驅動裝置和輔助系統(tǒng)等組成。 　　其主要部件主軸承規(guī)格為65″×25″（1651mm×635mm），筒體兩端耳軸均靠軸承支撐和轉動。軸承為180度徑向球面軸承，設計接合面為底部90度范圍。軸承垂直中心線兩側45度以上至水平中心線范圍為非接合區(qū)。軸承和耳軸非接合區(qū)的Z大范圍為距水平中心線1/4”位置。軸承上設計有防止油流出的保油邊。主軸承由磨煤機潤滑油站強制潤滑。
　　軸承上還有溢流槽，用以防止油溢出或滲漏。靠近水平中心線的突起位置被向下設計有階梯槽，便于多余的潤滑油向下流入回油槽。
　　軸承兩邊設計有一矩形半圓形狀回油槽，此槽處接有回油管，管頭靠近軸承水平中心線。軸承上的接管又來自高壓油，用以在起動磨煤機之前提供頂軸油。這樣可將油送入耳軸和軸承間，起頂軸作用。磨起動之后，頂軸油關閉。
　　#3爐B磨煤機從安裝運行至2005年5月份大修開始，期間主軸承未做過檢查檢修，磨煤機也沒有發(fā)生過大的設備損壞事故，在大修時按質量標準對磨煤機主軸承進行了檢查刮削驗收，大修結束磨煤機運行四天后發(fā)生損壞事故。
　　一、主軸承損壞經(jīng)過
　　2005年8月12日1：00分鐘，#3機組負荷200MW，電調運行。甲乙吸、送、一次風機A、B磨煤機，甲乙給水泵，乙凝結泵、甲循環(huán)泵運行，其余轉機備用，各聯(lián)鎖保護投入。A、B磨耳軸溫度分別為（DE/ODE）51/50℃、51/45℃。
　　2005年8月12日1：09分鐘，B磨ODE端耳軸溫度出現(xiàn)上升趨勢，從45℃上升至49℃，而后又開始下降，至1：25分下降至45℃。隨后耳軸溫度又開始上升，在耳軸溫度上升過程中，運行人員就地檢查B磨油站、冷卻水系統(tǒng)運行正常，耳軸處無異音，并采取提高冷卻水壓力、降低磨煤機出口溫度等措施，調整無效。
　　1：45分ODE端耳軸溫度上升至63℃，B磨聯(lián)鎖跳閘。B磨跳閘后，耳軸溫度繼續(xù)上升，1：53分上至75.4℃后持續(xù)下降。與耳軸溫度上升對應的時間1：09分開始，磨煤機電流從90.4A上升至102A。
　　二、主軸承損壞的故障特征
　　在主軸承的工作區(qū)域里，Z大載荷和Z高溫度的區(qū)域內出現(xiàn)表面沉降，起始點比較平滑，末端為半圓形或波峰的特征。
　　三、主軸承損壞檢查處理情況
　　1、頂軸油試驗及潤滑油系統(tǒng)檢查情況：
　　檢查潤滑油系統(tǒng)，確認潤滑油系統(tǒng)油位正常、溫度等沒有異常情況；通過油位指示器觀察潤滑油色澤正常，確認潤滑系統(tǒng)沒有問題后啟動潤滑油泵運行，檢查壓力、流量、差壓、溫度等參數(shù)符合規(guī)程要求。即進行頂軸油試驗，頂軸油試驗數(shù)據(jù)為0.15毫米，符合規(guī)程要求（標準大于0.05mm）。再將ODE端和DE端潤滑油管路出口用塑料軟管短接做油循環(huán)試驗，檢查兩端流量平衡。
　　2、冷卻水系統(tǒng)檢查：
　　利用磨煤機冷卻水系統(tǒng)臨時排放閥門檢查冷卻水閥門及管路正常，確認冷卻水流量正常，系統(tǒng)正常。
　　3、初步檢查磨煤機ODE端主軸情況：
　　發(fā)現(xiàn)主軸（耳軸）上有烏金痕跡，判斷主軸承損壞，公司決定對主軸承翻出做進一步檢查確認。
　　4、主軸承翻出后檢查處理情況：
　　發(fā)現(xiàn)主軸承巴氏合金材料遷移，確認主軸承損壞，即進行軸承刮削研磨恢復。
　　5、磨煤機耳軸管間隙測量檢查：
　　ODE端大罐側：Z小間隙（位置在上部）大于1.5毫米以上，符合規(guī)程規(guī)定的不小于1.5毫米要求。
　　ODE端密封室側：Z小間隙北側部位為1.3毫米，上端間隙為1.5毫米，南側間隙為2.5毫米，均符合規(guī)程要求。
　　6、頂軸油試驗：
　　ODE=0.23mm；DE=0.16mm；數(shù)據(jù)合格。
　　7、主軸承各間隙：
　　進出油間隙：ODE端瓦口間隙：出油槽0.30mm塞尺塞入525mm；進油槽0.30mm塞尺塞入585mm；
　　膨脹間隙：北側：分離器側7.8mm、大罐側7.9 mm；南側：分離器側8.15mm、大罐側7.35 mm。
　　8、磨煤機盤車情況：
　　首次盤車轉動5分鐘后過載，熱偶動作跳閘；在經(jīng)過幾次盤車后，盤車裝置運行7分鐘后過載，熱偶動作繼續(xù)跳閘；22：00分在罐內煤粉比較松散的情況下，盤車大罐轉動一圈約8分鐘后過載，熱偶動作跳閘。
　　9、磨煤機內部檢查情況：
　　經(jīng)過8月17日上午和中午檢查，發(fā)現(xiàn)大罐內ODE端煤粉多且在大罐ODE端筒體粘煤多，ODE端比DE端煤粉層高100毫米左右，高低料塊無法看清，封大罐人孔門。事后分析認為在處理事故時，運行人員為了降低耳軸溫度，增加B1給煤機轉速，煤量較大造成。
　　10、送電試轉：
　　運行人員在17日22：00分開始作試驗，試驗合格后在8月18日0：05分啟動#3爐B磨煤機運行、觀察磨煤機ODE端主軸承溫升正常，檢查磨煤機各參數(shù)正常，主軸承溫度在經(jīng)過2小時后溫度穩(wěn)定在44°C左右運行。
　　四、大修時檢查檢修情況：
　　（1）將ODE側主軸承檢查情況：翻出后檢查接觸區(qū)域有輕微劃傷痕跡，涂顯示劑研磨檢查發(fā)現(xiàn)有四處面積為80×80左右的區(qū)域軸瓦未接觸；主軸承的推力面無摩擦等故障特征；整個主軸承檢查無裂紋，起皮等缺陷。
　　（2）主軸承檢修情況：對軸承進行刮削，接觸角度為90°；涂紅丹粉檢查接觸面積達到100%，符合質量標準；主軸承就位后測量間隙：北側：內側=12.45mm、外側=3.55mm；南側：內側=11.95mm、外側=3.85mm，符合質量標準。
　　（3）B磨煤機加鋼球之前頂軸油試驗為DE=0.21mm，ODE=0.19mm；加球后頂軸油試驗：DE=0.15mm，ODE=0.13mm；符合質量標準。
　　五、主軸承損壞過程磨煤機參數(shù)變化
　　（1）8月11日主軸承溫度從1：09時的44℃至1：15分鐘上升至49.09℃，然后從1：15時到1：25時下降至44.8℃，再繼續(xù)從1：25時上升至1：36：36時的52℃（B磨軸承溫度ODE高Ⅰ值報警），再繼續(xù)上升至1：45的63℃B磨跳閘；如圖（A）所示： 　　（2）B磨跳閘后，主軸承溫度繼續(xù)在1：57時上升至75.51℃；
　　（3）主軸承在1：09時溫度上升的同時，B磨電流持續(xù)從91.89A上升至B磨跳閘時的102.37A。初期的2分鐘電流上升非常快，達到2A。
　　（4）B磨ODE端出粉溫度從1：09時的79.6℃上升至1：45時的82.55℃；
　　（5）1：36：36時B磨軸承溫度ODE高Ⅰ值報警后，由于溫度繼續(xù)上升，運行操作如下：
　　（a）1：41：09時熱風由67％調整為64.9％；在1：42：44由64.9％調整為51.7％；1：42：53由51.7％調整為47.6％；
　　（b）1：43：40時冷風由54.6％調整為61.8％；1：44：05由61.8％調整為73.0％；
　　（c）1：42：52時B1給煤機由26％調整為35.7％；
　　（d）1：44：41時B磨料位高報警；
　　（e）1：45：46時B磨煤機軸承溫度高63℃，1：45：48時耳軸溫度高B磨跳閘。
　　（6）8月11日1：40時由于B磨ODE端主軸承溫度上升，運行人員聯(lián)系檢修人員檢查，在檢修人員到達現(xiàn)場時，B磨已跳閘停運。但運行人員告訴檢修人員是DE端溫度高跳閘，檢查發(fā)現(xiàn)鍋爐零米DE端軸承冷卻水緊急放水門開，消防水管道至地溝。
　　（7）8月17日使用盤車時，盤車運行5分鐘即跳閘，在磨罐內煤粉干燥的情況下，盤車只能運行8分鐘，說明磨存在過載現(xiàn)象。
　　六、主軸承損壞原因分析：
　　1、潤滑油故障：
　　a）潤滑油中斷或潤滑油流量小導致主軸承損壞：從主軸承損壞后潤滑油系統(tǒng)的檢查及試驗情況分析看，在運行中潤滑油中斷或流量小的可能性極小，因為潤滑油系統(tǒng)有粗細過濾器，堵塞中斷供油的原因可以排除。且由于潤滑油中斷，軸承損壞鎢金顏色為黑亮色。
　　b）潤滑油質量存在問題：潤滑油牌號為美孚460，在大修時加油牌號正確，在主軸承損壞油后外觀檢查色澤無異常現(xiàn)象。
　　c）潤滑油系統(tǒng)進水：檢查損壞的主軸承巴氏合金與主軸承殼體結合嚴密，無裂紋出現(xiàn)，并且潤滑油系統(tǒng)的油箱油位沒有變化增高的現(xiàn)象，可以排除潤滑油系統(tǒng)進水造成潤滑不良導致主軸承損壞的原因。
　　d）潤滑油氧化物及碳沉積：此原因造成損壞損壞的主要特征為主軸承表現(xiàn)有一層黑色和棕色沉積物，觀察#3爐B磨煤機主軸承損壞的特征，完全可以排除。
　　2、塵屑顆粒污染：
　　塵屑顆粒污染造成主軸承損壞的主要現(xiàn)象為：（a）顆粒嵌入；（b）劃傷；（c）污染物移動及灰塵等；而表現(xiàn)出來的特征主要是劃傷和在巴氏合金內發(fā)現(xiàn)顆粒污染物，但從損壞軸承的檢查情況看，沒有此故障特征。另外檢查主軸承的密封良好，磨煤機的密封差壓在主軸承損壞前期和損壞過程中差壓始終保持在1.5Kpa左右，漏粉污染主軸承的現(xiàn)象不存在。
　　3、疲勞損壞：
　　疲勞損壞的主要主要特征是出現(xiàn)裂紋、呈現(xiàn)損壞剝落和脫落現(xiàn)象，而#3爐B磨煤機ODE端主軸承損壞的故障特征沒有這幾中現(xiàn)象。因此軸承疲勞損壞的原因可以排除。
　　4、氣蝕和腐蝕：
　　與GB/T 1884-2002的標準對比，軸承氣蝕及腐蝕的故障特征及原因都與#3爐B磨煤機的ODE側主軸承損壞特征不符合。
　　5、過熱損壞：
　　過熱損壞有三種情況，而其中過熱蠕變的特征為：軸承的工作區(qū)域里，Z大載荷和Z高溫度的區(qū)域內出現(xiàn)表面沉降，起始點比較平滑，末端半圓形或波峰的特征。此特征與#3爐B磨煤機主軸承損壞的現(xiàn)象符合。
　　而原因是主軸承巴氏合金材料在極端運行的載荷下隨溫度的增加而發(fā)生蠕變現(xiàn)象，根本原因是主軸承過熱（過熱因素另外分析）。
　　6、特殊損壞形式分析：（如下圖所示：） 　　圖（1）所示特征為軸承中部損壞。
　　圖（1）所示原因為：腰鼓型軸頸和瞬間過熱（缺油、中斷冷卻水），此種損壞形式的特征與#3爐B磨煤機主軸承損壞特征基本吻合。
　　圖（2）所示只有軸承的一邊發(fā)生損壞。
　　圖（2）所示損壞原因為：錐形軸頸、軸承座或軸承，或旋轉載荷使軸彎曲。而#3爐B磨煤機ODE端損壞的軸承主要在靠近里側（大罐側），也就是說主軸承在靠近磨煤機的大罐處載荷較大，損壞特征基本相符。
　　7、磨煤機旋轉部件的碰磨及各間隙：
　　（1）#3爐B磨煤機會造成碰磨的部位為：主要為耳軸管間隙，其次為密封室石棉密封墊；螺旋輸送器；隔音罩與大罐。
　　（2）磨煤機傳動系統(tǒng)（減速機、小齒輪）的故障不會造成主軸承的損壞。
　　（3）在搶修過程中，通過測量ODE端和DE端耳軸管間隙，沒有發(fā)現(xiàn)有碰磨現(xiàn)象存在。
　　（4）密封室石棉密封墊會造成耳軸發(fā)熱，今年大修時對B磨煤機的DE端石棉密封墊進行了更換，對ODE端的密封墊沒有進行更換，在大修結束初次啟動磨煤機運行時，更換的DE側密封墊由于摩擦強度大，造成軸頸發(fā)熱，引起DE端主軸承發(fā)熱造成磨煤機跳閘。
　　（5）螺旋輸送器和隔音罩在搶修檢查時沒有發(fā)現(xiàn)有碰磨現(xiàn)象。
　　8、過熱和過載因素分析：
　　（1）磨煤機ODE側冷卻水中斷或堵塞：通過對冷卻水的試驗和檢查確認在磨煤機主軸承損壞期間冷卻水系統(tǒng)是正常的。
　　（2）潤滑造成磨損發(fā)熱：只有在強行啟動設備、軸承表面烏金涂抹和遷移的情況下才會發(fā)生。表現(xiàn)出的特征為軸承表面光滑，遷移烏金沿旋轉方向延伸或呈現(xiàn)舌狀凸起。而原因為軸瓦在極端運轉條件下，軸瓦配合表面短暫而劇烈的接觸、過熱、缺油、間隙不當或幾何形狀缺陷引起混合油膜潤滑。
　　在軸承損壞期間，軸承的溫度（此前溫度平穩(wěn)）由44.89℃（1：10分鐘）上升至49.09℃（1：15分鐘）；再由49.09℃（1：15分鐘）下降至44.8℃（1：25分鐘）；然后再由44.8℃（1：25分鐘）開始上升至磨煤機跳閘溫度，而溫度持續(xù)上升至Z高75.51℃后下降。
　　分析這種現(xiàn)象時發(fā)現(xiàn)，如果是軸承混合油膜潤滑情況發(fā)生，軸承的損壞應該是持續(xù)的，不可能中間有15分鐘時間的軸承溫度上升和下降的空間，而且混合油膜潤滑軸承損壞的故障特征與#3爐B磨煤機ODE側軸承損壞的故障特征不符合。
　　只有在磨煤機主軸承的冷卻水中斷、潤滑油中斷和載荷變化的情況下才有上述溫度曲線的發(fā)生。
　　（3）ODE端主軸承過載：
　　（A）進入大罐觀察煤層厚度發(fā)現(xiàn)，大罐處于水平狀態(tài)，從煤和鋼球混合物的高度與耳軸管和料位的距離發(fā)現(xiàn)，ODE端煤粉較DE端厚100mm左右（ODE端高低料位塊被煤粉完全掩埋）；
　　（B）從軸承溫度開始變化，電機電流同時從91.89A上升至102.37A時跳閘；
　　（C）在搶修結束磨煤機盤車時，盤車負荷大、過載，熱偶頻繁動作，既是在罐內煤粉比較松散的時候，盤查只能運行8分鐘就因過載熱偶動作而跳閘；
　　（d）在磨煤機主軸承損壞期間，通過查對分析運行操作記錄，發(fā)現(xiàn)在1：09分鐘只有密封風系統(tǒng)ODE端吹掃門開啟，而這時磨煤機ODE端的主軸承溫度即開始上升，同時磨煤機的電流也開始上升。從時間上看，說明磨煤機的吹掃門開啟、磨電流上升、主軸承溫度上升是同時的。由于當時磨煤機的料位比較高，在開啟吹掃門的同時、密封室壓力出現(xiàn)波動下降現(xiàn)象，在磨煤機的動靜ODE端耳軸管密封間隙處，進入煤粉顆粒物，在磨煤機的旋轉過程中造成摩擦阻力，既過載現(xiàn)象發(fā)生，使軸瓦運動軌跡和軸承承載力改變，巴氏合金層伴隨溫度的增加而發(fā)生蠕變，軸承損傷情況發(fā)生。
　　七、技術分析認定
　　#3爐B磨煤機ODE端軸承損壞后，檢修部、發(fā)電部、安生部自行組織分析討論，B磨煤機搶修結束投運后公司成立技術分析組，在2005年8月18日晚上、8月19日下午，組織檢修、運行、安生部領導和技術人員經(jīng)過認真討論、分析后達成一致意見，認定#3爐B磨煤機主軸承損壞的原因為：
　　磨煤機在較高料位下開啟ODE端密封風吹掃擋板，致使煤粉顆粒物進入耳軸密封間隙，導致軸瓦運動軌跡和軸承承載力改變，巴氏合金層伴隨溫度的增加而發(fā)生蠕變，軸承損傷情況發(fā)生。
　　八、防范措施
　　1、在磨煤機的料位較高時，禁止對耳軸密封室進行吹掃工作。
　　2、密封室吹掃時應當在磨煤機的各參數(shù)正常，料位正常或較低的情況下進行，而且必須在吹掃之前將磨煤機密封風母管壓力提高，調整差壓并保持在1.8Kpa以上時方可進行吹掃工作。在吹掃過程中，運行人員嚴密監(jiān)視耳軸溫度、料位、電流，若發(fā)現(xiàn)電流和耳軸溫度同時上升較快且料位在較高狀態(tài)，應緊急停磨。
　　3、在發(fā)現(xiàn)磨煤機主軸承溫度報警值時，及時檢查潤滑油系統(tǒng)、磨煤機冷卻水系統(tǒng)是否正常，用測溫儀器測量進出水管的溫差判斷，也可以先打開冷卻水臨時排放門觀察和判斷。
　　4、在增減負荷時，運行操作一定要避免磨煤機負荷大的波動，防止磨煤機出現(xiàn)瞬間過載現(xiàn)象，當發(fā)現(xiàn)磨煤機電流出現(xiàn)波動現(xiàn)象，且電流上升較塊，并伴隨耳軸溫度上升，當電流值持續(xù)上升達到95A時，應緊急停磨。
　　5、嚴格調整和控制風溫，保持磨煤機的出口溫度控制在75度以下，避免由于磨煤機耳軸溫度瞬間變化，影響主軸承潤滑效果，造成軸瓦損壞。
　　6、大修時軸承的刮削嚴格按質量標準驗收，各間隙符合要求，同時將檢修后的測量和試驗數(shù)據(jù)交付運行。
　　7、在正常運行過程中發(fā)現(xiàn)軸承溫度的溫升大于0.7℃/分鐘時，必須嚴密監(jiān)視，同時做好設備的停運工作，避免軸承損壞事故的發(fā)生。
　　8、制訂機組調峰時磨煤機的運行管理辦法和反事故措施。