电厂发电机定子冷却水泵轴承烧毁原因分析

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1、电厂发电机定子冷却水泵轴承烧毁原因分析海南核电有限公司摘要：本文通过对比分析法列出设备故障机理的反对和支持证据，最终找到设备屡次发生故障的根本原因，为后续的设备升级提供了理论依据，同时通过一系列纠正措施，解决了发电厂重耍敏感设备的重大缺陷，为发电机的安全稳定运行提供了可靠的保障，同时也节约改造资金约100万元。关键词：发电机;冷却水泵;定子冷却水;烧毁原因;引言某电厂定子冷却水泵从2015年10月至2016年5月已连续发生三次烧泵或轴承损毁事件，之前每次的处理均只是单纯地对轴承进行更换，没有真正地找

2、到根本原因，导致事件多次重复发生。该泵用于冷却发电机的定子，正常运行期间只要其中一台定子冷却水泵发生故障，则会降低机组可靠性，如果两台泵同时发生故障，则会触发发电机断水保护机制，造成机组停机或是造成发电机损坏。由于故障频发，问题没有得到有效解决，公司甚至提出要新增一组冷却泵回路，以提高可靠性、防止意外发生。在此背景下设备管理处着手对故障的根本原因进行分析。二、发电机定子冷却水泵轴承烧毁原因分析最近一次轴承烧毁之前，泵轴承室油位正常（约1/2）,恒位油杯正常，但是却在较短的吋间内轴承迅速烧毁（2h之内

3、），分析是由于轴承发生异常，引起泵体温度升高，当温度超过丫油视窗材料（PMMA）本身的耐热温度105"C时，开始熔化，润滑油迅速泄漏，恒位油杯中油流至轴承箱体被排空，最终轴承缺油烧毁。因此从造成轴承异常的因素入手，分析轴承烧毁的原因。（一）轴向力与轴承选型。泵轴向力过大超过轴承的额定载荷时，可能引起油膜破裂，轴承烧毁。轴承选型错误将使其使用寿命大大缩短。厂家提供的《泵轴向载荷和轴承寿命计算报告》，叶轮最终产生的轴向力为1.8148kN,当量动载荷为2.64kN。根据理论计算原球轴承寿命为23234h

4、。经检查发现报告屮轴向力计算参数与泵的实际装配尺寸不符，存在错误。泵盖与后盖板间隙s值应包括背叶片宽度t值在内，但厂家计算时未包括。因此造成竹叶片产生的平衡力与理论计算偏差过大，轴向力不能被有效的平衡。根据现场泵的实际参数，计算泵的当量动载荷为4.94kN,输入到SKF轴承寿命计算模型中，得出的理论轴承寿命为3536h,此吋轴承寿命己经远远低于原设计值，因此轴承因过载而疲劳损坏。根据以上分析，轴向力过大、轴承选型错误是轴承烧毀的根本原因。（二）运行工况。泵的额定流量为130m/h,额定扬程为80m，

5、从运行处了解到，泵长期运行的工况流量约为119m/h,出口压力为0.84MPa,在泵的流量-扬程曲线合理范围，査询电机电流数据正常。（三）设备运行、保养方面。该泵使用润滑油润滑，而一般情况下滚动轴承采用润滑脂润滑。解体检查发现损坏的轴承上有明显锈蚀痕迹。两台定子冷却水泵没有固定的切换周期，出现过其中一台连续运行几个月，另一台一直处于热备用状态的情况，长吋间静止轴承得不到润滑油的保护，可能出现轴承锈蚀，甚至转子弯曲等现象，这样对设备的保养不利。Fe处碎屑堆积在滚道和滚珠表面之间，氧化磨屑起着磨料作用，

6、使接触表面产生磨粒磨损，即发生微动磨损。（四）轴承润滑设计方面。根据装配图纸，在1/2油视窗油位时，润滑油刚好能淹没外圈2.8mm,进入滚道,而当油位稍微低于1/2吋，轴承滚珠的润滑状况己经较为恶劣，润滑汕己不能正常进入滚道内，轴承产生的热不易被润滑油带走，此时轴承若缺油将会迅速烧毀或损坏。现场运行的泵组油视窗润滑油液位处于约1/2左右，恒位油杯内润滑油充足。通过现场测量和分析计算，确定泵恒位油杯自动补油设计油位偏低。油视窗油位稍低于1/2时，轴承不能得到充分润滑是轴承损坏的促成原因。（五）轴承箱体

7、相关的设计和装配尺寸轴承的游隙过小会影响油膜厚度，使润滑效果变差，轴承在运行时会发热膨胀，游隙进一步减小，导致轴承高温，最终过早损坏。因此在泵的装配过程中，要求轴承压盖凸台与轴承外圈留有一定的间隙。安装完成后通过推拉泵轴测量轴向窜动量，验证轴承的游隙。测得数据为0.20mm、0.16mm,满足原设计要求。检查轴承内外圈没有明显的跑圈现象。泵运行期间轴承温度、振动正常。据此判断轴承安装吋己留有足够的裕量，不是造成轴承烧毁的根本原因。（六）润滑油选型。该泵使用美孚VG46润滑油，温度越高，粘度越低。实测

8、泵正常运行时润滑油温度约50°C左右。定子冷却水泵球轴承平均直径Dni=65mm,查询相关资料，当转速为3OOOrpm时，最小粘度要求大于9mm/s，厂家EOMM手册中要求大于12mm/sec,现场正常情况下运行粘度约为25mm/S,因此VG46润滑油己满足使用要求。但是当润滑油温度超过8（TC吋，运行粘度已不满足使用要求。此点厂家在EOMM中已作要求。核查现场实际加油情况，维修处核查FC油库当天的油料领用单，确认加油无误。油质情况，历次巡检未发现润滑油乳化现象，轴承