降低空壓機(jī)電機(jī)溫度及振動(dòng)的研究與運(yùn)用

李斗華

攀鋼發(fā)電廠 四川攀枝花市

一、概述

攀鋼發(fā)電廠為火力發(fā)電廠，裝機(jī)容量3×100MW,滿負(fù)荷運(yùn)行每天要燒5000多噸煤，產(chǎn)生大量的粉煤灰，這些灰要靠空壓機(jī)作為動(dòng)力氣源輸送到3座儲(chǔ)灰塔。近年來煤炭資源緊張，價(jià)格上漲，發(fā)電廠為了降低成本，大幅提高泥煤用量，平均灰分在45%以上，因此鍋爐產(chǎn)生的灰量大幅增加；同時(shí)，為了滿足環(huán)保要求，新建的3臺(tái)脫硫系統(tǒng)已投產(chǎn)運(yùn)行，其物料循環(huán)及控制所消耗的氣源量巨大，發(fā)電廠現(xiàn)有的9臺(tái)空壓機(jī)供氣負(fù)荷大增,設(shè)備運(yùn)行工況變差，空壓機(jī)電機(jī)溫升高，電機(jī)軸承故障頻發(fā)，影響除塵系統(tǒng)及煙氣脫硫系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此對(duì)空壓機(jī)電機(jī)運(yùn)行溫度高的問題進(jìn)行有效的改進(jìn)，已迫在眉睫。

二、空壓機(jī)電機(jī)運(yùn)行狀況

發(fā)電廠9臺(tái)空壓機(jī)所配用的電機(jī)全部是由江蘇清江電機(jī)制造有限公司生產(chǎn)的Y3552-2 250kW的非標(biāo)準(zhǔn)6kV電機(jī)，該電機(jī)在運(yùn)行頻繁出現(xiàn)振動(dòng)大、軸承溫度超高報(bào)警、軸承頻繁損壞和燒毀故障，嚴(yán)重影響除塵系統(tǒng)及煙氣脫硫系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，成為困擾生產(chǎn)的難題，并造成嚴(yán)重影響。

（1）空壓機(jī)電機(jī)溫升高問題，對(duì)輸灰和脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重影響，空壓機(jī)因電機(jī)溫度高頻繁跳閘致使儲(chǔ)氣罐壓力不穩(wěn)定，造成輸灰脫硫系統(tǒng)氣控閥誤動(dòng)、輸灰管道堵塞、輸灰薄膜閥易損壞、脫硫布袋工作不正常等。

（2）由于電機(jī)和空壓機(jī)是一體連接，電機(jī)溫升高直接造成空壓機(jī)溫升高，空壓機(jī)氣濾芯、壓縮機(jī)油、油過濾器、油分離器芯等耗材使用壽命縮短，運(yùn)行成本增加。

（3）電機(jī)繞組及軸承壽命縮短，同時(shí)檢修時(shí)消耗大量人力物力。

經(jīng)咨詢廠家技術(shù)人員，建議對(duì)電機(jī)進(jìn)行擴(kuò)容改造，擴(kuò)容投入費(fèi)用約320萬元。

三、空壓機(jī)電機(jī)溫升與振動(dòng)故障頻繁的原因分析

（1）為了降低成本而大量燃用泥煤，鍋爐產(chǎn)生的灰量大幅增加。為了滿足環(huán)保要求，新建的3臺(tái)脫硫系統(tǒng)已投產(chǎn)運(yùn)行，造成了空壓機(jī)電機(jī)長期處于重載或滿載下運(yùn)行，電機(jī)本體定、轉(zhuǎn)子鐵芯溫度高，原電機(jī)設(shè)計(jì)的散熱條件滿足不了電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行工況要求，必然出現(xiàn)電機(jī)溫升高、電機(jī)軸承及繞組劣化加劇、壽命降低的不良后果。

（2）空壓機(jī)電機(jī)前軸承一直運(yùn)行溫度較高，尤其在夏天空壓機(jī)電機(jī)前軸承溫度均超85℃報(bào)警，在如此高溫下運(yùn)行軸承潤滑脂迅速老化引起軸承損壞頻繁。

（3）空壓機(jī)機(jī)架基礎(chǔ)的強(qiáng)度不夠、結(jié)構(gòu)變形，造成空壓機(jī)及電機(jī)振動(dòng)大。

四、技術(shù)改進(jìn)及優(yōu)化措施

（1）采取措施，改善空壓機(jī)散熱條件，增加空壓機(jī)電機(jī)冷卻風(fēng)通流流量，降低電機(jī)本體溫度，防止電機(jī)鐵芯較高溫度傳熱到軸承引起軸承溫度過高使?jié)櫥獾狡茐?，造成潤滑不良損壞。

采取從電機(jī)本體中下后部兩側(cè)開通風(fēng)孔增加通流吸入風(fēng)量，加快散熱速度的方法就可以有效降低空壓機(jī)電機(jī)本體定轉(zhuǎn)子鐵芯溫度，鐵芯溫度降低就不會(huì)向軸承端傳熱，就可以解決困擾多年的空壓機(jī)夏天軸承超溫?fù)p壞故障頻繁的問題。

（2）改進(jìn)空壓機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)，優(yōu)化電機(jī)軸承配套方式，有效降低振動(dòng)，減小振動(dòng)造成的設(shè)備疲勞損傷延長軸承使用壽命?？諌簷C(jī)的結(jié)構(gòu)形式是機(jī)頭安裝在電機(jī)端部接盤上，連接方式是斜齒輪側(cè)咬合，空壓機(jī)整體安裝在由槽鋼制作的可移動(dòng)機(jī)架上，機(jī)架無基礎(chǔ)固定螺栓?？諌簷C(jī)機(jī)頭兩端軸承采用內(nèi)圈無擋邊軸承外加1個(gè)推力盤軸承，電機(jī)軸伸端采用1個(gè)NU317內(nèi)圈無擋邊軸承和1個(gè)6317球軸承，非軸伸端采用1個(gè)NU317內(nèi)圈無擋邊軸承。這種結(jié)構(gòu)形式存在軸向竄動(dòng)問題，即在運(yùn)行中只要不水平或齒輪配合不好，均會(huì)在電機(jī)磁拉力和轉(zhuǎn)子重力作用下來回竄動(dòng)，引起雙螺桿機(jī)頭陰陽轉(zhuǎn)子咬合處碰撞而造成振動(dòng)成倍放大。而機(jī)架的結(jié)構(gòu)易變形就決定了安裝時(shí)找水平極其困難，因此要解決振動(dòng)問題就必須解決機(jī)架的水平、強(qiáng)度和轉(zhuǎn)子系竄動(dòng)問題，采用高強(qiáng)度機(jī)架和電機(jī)后端軸承換型為定位軸承。

（3）改善空壓機(jī)房環(huán)境條件，改善環(huán)境溫度和介質(zhì)空氣清潔度，有效延長進(jìn)氣濾芯、壓縮機(jī)油、油過濾器、油分離器芯等耗材使用壽命，提高空壓機(jī)及電機(jī)的散熱冷卻效果。

（4）調(diào)整運(yùn)行方式，調(diào)整輸灰時(shí)段，使空壓機(jī)最大負(fù)荷段時(shí)間在氣溫相對(duì)較低夜間或早上，有效防止多臺(tái)空壓機(jī)集中在環(huán)境溫度高時(shí)段連續(xù)加載運(yùn)行。

五、改造效果

（1）從改造實(shí)施后的效果來看，空壓機(jī)電機(jī)的本體運(yùn)行溫度和軸承顯著下降且運(yùn)行穩(wěn)定，其中本體運(yùn)行溫度平均下降50℃，軸承運(yùn)行溫度平均下降25℃，電機(jī)的本體運(yùn)行溫度高和軸承故障頻繁發(fā)生的問題得到了有效解決。在此基礎(chǔ)上又將空壓機(jī)電機(jī)軸承溫度測點(diǎn)溫度接入到脫硫集中控制室的DCS顯示，設(shè)定報(bào)警提醒，使崗位人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)軸承故障，降低軸承損壞造成電機(jī)掃膛和燒壞電機(jī)的事故。

（2）軸承溫度由原來的經(jīng)常超90℃下降到最高70℃左右，軸承壽命大幅提高，原來一般只能用3個(gè)月，現(xiàn)在軸承壽命可以延長至1年以上。

（3）空壓機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定后，生產(chǎn)用氣得到有效保障，因氣源因素造成的輸灰、脫硫系統(tǒng)故障消除，氣動(dòng)閥、脫硫布袋損壞率降低。

（4）空壓機(jī)故障大幅度降低，大量減少事故搶修處理，降低檢修人力物力，降低維護(hù)費(fèi)用。

六、結(jié)束語

通過增加電機(jī)冷卻通風(fēng)流量和改進(jìn)優(yōu)化原風(fēng)路，減小冷卻通風(fēng)流量阻力，可以有效加速電機(jī)本體散熱。改善環(huán)境條件和運(yùn)行方式，能夠防止熱量通過轉(zhuǎn)子傳導(dǎo)和熱風(fēng)前吹對(duì)流傳熱引起前軸承溫度高，從而有效降低電機(jī)本體和軸承運(yùn)行溫度，減少電機(jī)故障頻繁發(fā)生的問題，保證了發(fā)電廠除塵系統(tǒng)及煙氣脫硫系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。