陳勇龍

（華電國(guó)際韶關(guān)市坪石發(fā)電廠有限公司B廠，廣東韶關(guān) 512229）

大型交流電動(dòng)機(jī)軸承防高溫及軸電流改造

陳勇龍

（華電國(guó)際韶關(guān)市坪石發(fā)電廠有限公司B廠，廣東韶關(guān) 512229）

某電廠磨煤機(jī)大型交流電動(dòng)機(jī)軸承在運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)高溫、異音現(xiàn)象，軸承易損壞，影響了機(jī)組的正常運(yùn)行。對(duì)隱患原因進(jìn)行了分析，并提出了防止形成軸電流、防止軸承溫度過(guò)高等改善措施，經(jīng)驗(yàn)證，改造在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好效果。

軸電流；油膜；放電；固可接材料

1 隱患概述

某電廠機(jī)組容量為1×125MW。鍋爐的磨煤機(jī)型號(hào)為DTM320－580，配電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YTM560－6，額定功率為800 kW。電動(dòng)機(jī)前端軸承型號(hào)為NU234EC／C3，后端為6332／C3。自2003年投產(chǎn)至2005年，2臺(tái)磨煤機(jī)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況較差，檢修后的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后軸承溫度高達(dá)75℃，且出現(xiàn)異音，聲音逐漸增大，持續(xù)3～5個(gè)月。每次對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢修都必須更換前、后端軸承，以至電動(dòng)機(jī)運(yùn)行周期越來(lái)越短，造成檢修工作量劇增，材料消耗增大。軸承價(jià)格較高，占很大一部分日常維護(hù)費(fèi)用，更為嚴(yán)重的是，2臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定，已經(jīng)影響到機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

2 原因分析

電動(dòng)機(jī)制造和安裝工藝不合格、轉(zhuǎn)子偏心造成氣隙不均勻、扇形片疊成的定子鐵芯的拼片數(shù)目選擇不合適及電動(dòng)機(jī)供電電源中含有諧波等原因，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸電壓，轉(zhuǎn)子軸電壓在前、后軸承與定子前、后端蓋及定子鐵芯之間形成閉合回路，產(chǎn)生軸電流。在設(shè)備運(yùn)行時(shí)，軸電壓達(dá)到一定值時(shí)會(huì)擊穿軸承室油膜，產(chǎn)生軸電流，進(jìn)而損壞電動(dòng)機(jī)前、后端軸承，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)軸承聲音異常，嚴(yán)重時(shí)電動(dòng)機(jī)軸承磨損增大，引起電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子出現(xiàn)掃膛故障。

因設(shè)計(jì)原因，電動(dòng)機(jī)采用空－空冷卻方式，冷卻風(fēng)從后端進(jìn)入電動(dòng)機(jī)本體，經(jīng)過(guò)本體帶出來(lái)的熱風(fēng)從前端排出至電動(dòng)機(jī)頂部冷卻器，冷卻后再?gòu)碾妱?dòng)機(jī)后端進(jìn)風(fēng)，形成一個(gè)封閉的冷卻系統(tǒng)。冷卻器利用電動(dòng)機(jī)尾部風(fēng)扇抽風(fēng)對(duì)空氣進(jìn)行冷卻，因電動(dòng)機(jī)前端是熱風(fēng)出口，出風(fēng)室與前端軸承座相連，所以前端軸承溫度高。電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行一段時(shí)間后，前端軸承溫度在夏季高達(dá)83℃，并出現(xiàn)異音，且聲音逐漸增大，軸承室溫度升高，導(dǎo)致軸承損傷。經(jīng)過(guò)多次檢修發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行周期縮短，大多是由于電動(dòng)機(jī)軸承受損所致，而造成軸承受損的主要原因是軸電壓累積，使軸承油膜被擊穿形成軸電流，軸電流不斷對(duì)軸承內(nèi)圈放電，導(dǎo)致軸承滾道產(chǎn)生麻點(diǎn)。這種損壞不斷擴(kuò)大，形成搓板狀傷痕，導(dǎo)致軸承狀況越來(lái)越差，再加上軸承運(yùn)行溫度高，更易損壞軸承。

3 改進(jìn)方案

3.1 防軸電流改進(jìn)方案

軸電流流經(jīng)回路為轉(zhuǎn)子本體→轉(zhuǎn)軸→前軸承→前端蓋→定子鐵芯→后端蓋→后軸承→轉(zhuǎn)軸→轉(zhuǎn)子本體，如圖1所示。在電動(dòng)機(jī)軸電流的閉合回路中，只要切斷任一軸承的電流通道，閉合回路就不能形成，即無(wú)法產(chǎn)生軸電流。從圖1可以看出，只要切斷電動(dòng)機(jī)后端軸承的電流通道，閉合回路就不能形成。在實(shí)際運(yùn)行中，因電動(dòng)機(jī)前端軸承承力較大，對(duì)電動(dòng)機(jī)后端軸承套進(jìn)行改進(jìn)較為合理可行。

圖1 電動(dòng)機(jī)軸承安裝示意

將電動(dòng)機(jī)后端軸套（厚度為45mm）外圓車削約2mm，再用固可接材料填滿，待固可接材料固化后，將軸套車削成原軸套尺寸，在電動(dòng)機(jī)后端軸承的軸承套與后端蓋接觸面（緊固螺栓面）之間加裝絕緣墊，也就是將軸套結(jié)合面車削1.5mm，加入1.5 mm厚的環(huán)氧樹脂絕緣墊。軸套與后端蓋的緊固螺栓套絕緣管加裝絕緣墊，保證后端軸套與電動(dòng)機(jī)后端蓋之間絕緣良好，如圖2所示。

圖2 電動(dòng)機(jī)后端蓋絕緣示意

3.2 防軸承溫度高改進(jìn)方案

在電動(dòng)機(jī)前端大端蓋上加裝冷水器。冷水器采用鋁材，冷水器與前端蓋面用導(dǎo)熱膏涂勻，以確保散熱效率。冷水器接工業(yè)用水，下部進(jìn)水，上部出水，以保證冷水器內(nèi)是滿水，接1.27 cm的水管，出水直排地溝。冷水器安裝前需進(jìn)行水壓試驗(yàn)（0.5 MPa），以確保焊接處不漏水，冷水器在實(shí)際應(yīng)用中沒有壓力，電動(dòng)機(jī)前端冷卻水箱結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 電動(dòng)機(jī)前端冷卻水箱結(jié)構(gòu)

4 應(yīng)用效果

分別對(duì)2臺(tái)磨煤機(jī)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行防軸電流、前端蓋外部加裝冷水器改造后，電動(dòng)機(jī)后端軸承與后端蓋的絕緣電阻達(dá)到了2 000MΩ，夏季軸承溫度最高為60℃，電動(dòng)機(jī)前端出風(fēng)室溫度下降，消除了電動(dòng)機(jī)前端軸承溫度高的隱患。軸承無(wú)軸電流燒損現(xiàn)象，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行良好，全年只小修一次，電動(dòng)機(jī)軸承檢查完好，一直運(yùn)行到大修周期，電動(dòng)機(jī)軸承都未更換。實(shí)際證明電動(dòng)機(jī)進(jìn)行防軸電流改造并加裝冷卻器后，運(yùn)行時(shí)間明顯加長(zhǎng)，檢修次數(shù)大大減少，改造取得顯著效果。

但應(yīng)注意的是，電動(dòng)機(jī)裝復(fù)時(shí)應(yīng)先裝后端，測(cè)量后軸承絕緣合格后，再正確裝復(fù)整臺(tái)電動(dòng)機(jī)。在電動(dòng)機(jī)裝配過(guò)程中，應(yīng)確保無(wú)安裝偏心等工藝問(wèn)題。

5 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)2臺(tái)磨煤機(jī)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行防軸電流、防高溫改造，取得了顯著效果，解決了大電動(dòng)機(jī)軸承壽命短的問(wèn)題。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行，證明該改造方案對(duì)防治大型交流異步電動(dòng)機(jī)軸電流的危害是合理可行的，對(duì)同類型后端進(jìn)風(fēng)、前端出風(fēng)的空－空冷卻電動(dòng)機(jī)防軸承高溫效果良好。

（本文責(zé)編：弋洋）

TM 621

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1647－1951（2016）02－0059－02

陳勇龍（1970—），男，湖南郴州人，電氣工程師，從事電廠電氣專業(yè)工作（E-mail：chenyonglong999＠sina.com）。

2015－09－07；

2016－01－02