王乐毕¹　赵慷²

（1.国电经贸有限公司，北京市　100034；2.国电靖远发电有限公司，甘肃省白银市　730090）

　　摘　要：文章简单介绍了D-l0D磨煤机ODE端轴承损坏后的故障特征以及对磨煤机的全面检查情况，然后对可能造成D-10D磨煤机轴承损坏的原因进行了分析，包括润滑油故障、尘屑颗粒污染、疲劳损坏、气蚀和腐蚀、过热损坏、旋转部件碰磨等。Z后提出了D-10D磨煤机ODE端轴承损坏的主要原因及防范措施。

　　关键词：D-10D磨煤机；主轴承损坏特征；原因分析；防范措施

　　1　设备概况

　　D-10D磨煤机系美国福斯特惠勒公司技术制造，为双进双出球磨机，平均出力50t/h，筒体直径3785mm，筒体长度5664mm，筒体转数17.2r/min，经济加球量70.7t。磨煤机主轴承材料为巴氏合金，与耳轴90°面接触，主轴承为液压润滑，油压1.7MPa，流量1.7I/min，大瓦温度正常为42～52℃，达到63℃即保护动作跳闸。磨煤机正压运行，轴端通密封风，正常密封风差压保持在1.0～1.5kPa，运行时定期对密封室吹扫。配套驱动电机功率932.5kw，额定电流lllA，运行控制电流91～93A，靠驱动电机侧磨煤机主轴承简称DE端，相对侧简称ODE端。该磨煤机及其所在机组在6月份进行过大修。

　　2　主轴承损坏经过

　　8月12日l：09，磨煤机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，运行人员就地检查磨煤机油站、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，ODE端耳轴温度上升至63℃，磨煤机保护动作跳闸。跳闸后，耳轴温度继续上升，1：53，上升至75.4℃后持续下降。与此同时，磨煤机电流从90.4A上升至102A。

　　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。

　　3　检查处理情况

　　3.1　6月份大修时对该磨煤机的检查、检修情况

　　（1）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80mm×80mm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；主轴承就位后测量问隙，北侧：内侧=12.45mm、外倾4=3.55mm；南侧：内坝0=11.95mm、外1贝0=3.85mm，符合质量标准。

　　（3）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。

　　3.2　本次轴承损坏后的检查处理

　　3.2.1　顶轴油试验及润滑油系统检查情况

　　检查润滑油系统，确认油位、油色、温度正常；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0.15mm，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。

　　3.2.2　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，确认冷却水流量大，系统正常。

　　3.2.3　磨煤机ODE端主轴检查

　　发现主轴（耳轴）上有乌金痕迹，判断主轴承损坏，决定对主轴承翻出做进一步检查确认。主轴承翻出后，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。

　　3.2.4　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1.5mm以上，符合规程规定的不小于1.5mm要求；ODE端密封室侧Z小间隙：北侧部位为1.3mm，上端间隙为1.5mm，南侧间隙为2.5mm，均符合规程要求。

　　3.2.5顶轴油试验

　　ODE=0.23mm；DE=0.16mm；数据合格。

　　3.2.6　主轴承各间隙

　　ODE端瓦口进出油间隙：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7.9mm；南侧：分离器侧8.15mm、大罐侧7.35mm。

　　3.2.7　磨煤机盘车情况

　　首次盘车转动5min后过载，热偶动作跳闸；再经过几次盘车后，盘车装置运行7min后过载，热偶动作继续跳闸；22min后在罐内煤粉比较松散的情况下盘车，大罐转动1圈约8min后过载，热偶动作跳闸。

　　3.2.8　磨煤机内部检查

　　经过检查，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100mm左右，高低料位块无法看清，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ODE端给煤机转速，煤量较大造成。

　　3.2.9　送电试转

　　临时检修、试验合格后启动磨煤机运行，观察磨煤机ODE端主轴承温升正常，检查磨煤机各参数正常，主轴承温度经过2h后温度稳定在44℃左右。

　　4　主轴承损坏原因分析

　　可能导致磨煤机主轴承损坏的原因一般可归纳如下：

　　4.1　润滑油故障

　　（1）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，即便润滑油中断，轴承损坏钨金颜色为黑亮色。

　　（2）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，在主轴承损坏后，油外观检查色泽无异常现象。

　　（3）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。

　　（4）润滑油氧化物及碳沉积：此原因造成损坏的主要特征为主轴承表现有一层黑色和棕色沉积物，观察磨煤机主轴承损坏的特征，完全可以排除。

　　4.2　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：①颗粒嵌入；②划伤；③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。

　　4.3疲劳损坏

　　疲劳损坏的主要特征是出现裂纹、呈现损坏剥落和脱落现象，而磨煤机ODE端主轴承损坏的故障特征没有这些现象。因此，轴承疲劳损坏的原因可以排除。

　　4.4　气蚀和腐蚀

　　与GB/T1884-2002的标准对比，气蚀及腐蚀的故障特征及原因都与磨煤机的ODE侧主轴承损坏特征不符合。

　　4.5　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。此特征与磨煤机ODE端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）。

　　4.6　特殊损坏形式

　　轴承中部损坏特征示意图如图1所示。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磨煤机主轴承损坏特征基本吻合。轴承一边损坏特征示意图如图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。

　　4.7　磨煤机旋转部件的碰磨及各处间隙

　　（1）磨煤机会造成碰磨的部位为：主要为耳轴管间隙，其次为密封室石棉垫、螺旋输送器、隔音罩与大罐。但在抢修过程中，各部件之间没有发现碰磨现象存在。

　　（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）密封室石棉密封垫会造成耳轴发热，机组大修期间对该磨煤机的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，引起主轴承发热曾使磨煤机跳闸。

　　4.8　过热和过载因素分析

　　4.8.1　数据分析

　　在轴承损坏期间，轴承的温度（此前温度平稳）由44.89℃经过5min上升至49.09℃，再经过l0min下降至44.8℃，然后又开始上升至磨煤机跳闸温度（63℃），继而温度持续上升至Z高75.5l℃后下降。如果轴承混合油膜润滑情况发生，那么轴承的损坏应该是持续的，不可能中间有15min时间的轴承温度上升和下降空间，而且混合油膜润滑轴承损坏的故障特征与磨煤机ODE侧轴承损坏的故障特征不符合，所以排除了发生轴承混合油膜润滑的情况。

　　4.8.2　0DE端主轴承过载

　　（1）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）；

　　（2）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；

　　（3）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；

　　（4）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ODE端耳轴管的动静密封间隙处，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。

　　综上原因分析，结合检修、运行等技术人员的分析讨论，Z后认定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。另外，公司通过咨询制造厂家技术专家、同类型设备使用单位，进一步对该主轴承损坏的原因给予了肯定。

　　5　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。

　　（4）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人员。

　　（5）制订机组调峰时磨煤机的运行管理办法和反事故措施。
 

来源：《电力设备》2008年12月