鍋爐輔機(jī)設(shè)備常見(jiàn)潤(rùn)滑故障分析及防范

李雨杰，李躍奇，劉恒波

(遼寧東方發(fā)電有限公司，遼寧 撫順 113007)

1 設(shè)備概況

火力發(fā)電廠鍋爐輔機(jī)設(shè)備包括磨煤機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、給煤機(jī)、排粉風(fēng)機(jī)、旋轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器、空氣壓縮機(jī)、給粉機(jī)、輸粉機(jī)和其它鍋爐輔機(jī)及附屬設(shè)備等［1］。在火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過(guò)程中，這些設(shè)備具有連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、停備檢修時(shí)間短的特點(diǎn)，從而導(dǎo)致故障發(fā)生率較高。這些故障最常見(jiàn)的表現(xiàn)形式大多與設(shè)備運(yùn)動(dòng)件的磨損有關(guān)，而磨損故障最直接、最根本的原因往往就是潤(rùn)滑失效［2］。因此，研究潤(rùn)滑失效的原因，找出潤(rùn)滑故障的根源，并及時(shí)采取防范措施，可有效減少或避免設(shè)備損壞事故的發(fā)生。

潤(rùn)滑是指用潤(rùn)滑劑來(lái)減少兩表面之間的摩擦、磨損或其它形式表面破壞的措施，潤(rùn)滑劑是潤(rùn)滑過(guò)程的核心物質(zhì)，工業(yè)上可分為潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂。潤(rùn)滑劑在轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備中起如下作用:減少摩擦和磨損、冷卻、防腐、減振、清洗和密封等。不同工況下，任一潤(rùn)滑作用的失效都會(huì)導(dǎo)致不同程度的潤(rùn)滑故障，如軸承發(fā)熱甚至燒毀，齒輪點(diǎn)蝕、膠合甚至斷齒，輸入軸、輸出軸軸端漏油，減速機(jī)發(fā)燒等均與潤(rùn)滑系統(tǒng)密切相關(guān)［3］。

2 常見(jiàn)潤(rùn)滑故障分析及防范［4］

2.1 系統(tǒng)堵塞所致的潤(rùn)滑故障

2.1.1 故障原因

由于潤(rùn)滑管理不嚴(yán)格，加油換油過(guò)程中容器較臟或管路焊接酸洗不規(guī)范，造成焊渣鐵銹等雜物進(jìn)入油管，進(jìn)而造成堵塞，這些問(wèn)題在前期工程中較多。在日常運(yùn)行和維護(hù)中，泥砂、焊渣、棉紗頭等雜物都可能將油管堵塞，使?jié)櫥c(diǎn)少油或無(wú)油，產(chǎn)生過(guò)熱磨損。由于大機(jī)組鍋爐輔機(jī)設(shè)備常采用稀油站強(qiáng)制潤(rùn)滑，各潤(rùn)滑點(diǎn)油管并聯(lián)，從總回油量觀察很難發(fā)現(xiàn)個(gè)別油管的堵塞現(xiàn)象［5］，從而給設(shè)備的損壞埋下了安全隱患。

2.1.2 防范措施

a． 油系統(tǒng)安裝、檢修后，要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行徹底清掃。

b． 油管不夠長(zhǎng)而需要接長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)裝上活接頭或采用套管的方法焊接加長(zhǎng)，以避免焊渣或熔化的金屬堵塞管子。

c． 油管道鋪設(shè)時(shí)，在能達(dá)到使用要求的前提下，可用煨管工具冷彎或火焰加熱煨彎，但應(yīng)注意防止煨扁或金屬過(guò)熱而變形。

d． 油系統(tǒng)安裝、檢修后，應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)的強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為操作壓力的1.5倍，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有滲漏或破裂時(shí)，應(yīng)及時(shí)予以修理或更換。

e． 在系統(tǒng)檢修結(jié)束后，需在每個(gè)供油點(diǎn)處檢查來(lái)油情況和清潔程度，直到來(lái)油順暢、清潔后，再正式連上接頭。

f． 系統(tǒng)投入循環(huán)后，要及時(shí)監(jiān)測(cè)來(lái)油、回油的溫度及各閥門、過(guò)濾器等設(shè)備的出口、入口溫度，以便通過(guò)溫度變化及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)堵塞。

2.2 管道漏油所致的潤(rùn)滑故障

2.2.1 故障原因

轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的漏油問(wèn)題對(duì)生產(chǎn)技術(shù)人員一直是個(gè)難題。一旦漏油，不僅造成能源損失，而且污染環(huán)境，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起設(shè)備少油、斷油，使齒輪嚙合面或軸承磨損加劇，進(jìn)而發(fā)生咬焊、剝離或軸承燒損，導(dǎo)致設(shè)備事故［6］。常見(jiàn)漏油原因有以下幾點(diǎn)。

a． 因檢修工藝或油管的質(zhì)量存在問(wèn)題而導(dǎo)致滲漏，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后滲漏點(diǎn)逐漸擴(kuò)大，導(dǎo)致漏油加劇。

b． 因某些非正常原因?qū)е掠蛪和蝗簧撸斐苫赜筒粫扯苡汀?/p>

例如:一些電廠的重要輔機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)均設(shè)2臺(tái)油泵，一運(yùn)一備。按照正常的保護(hù)控制程序要求，在運(yùn)行中當(dāng)油泵油壓低于設(shè)定值時(shí)，備用泵應(yīng)自動(dòng)聯(lián)啟;當(dāng)其壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，先前運(yùn)行的油泵將自動(dòng)停止運(yùn)行。但因潤(rùn)滑油站控制部分存在問(wèn)題，易發(fā)生2臺(tái)油泵長(zhǎng)時(shí)間并列運(yùn)行的異常情況，壓力超過(guò)規(guī)定值，這種情況如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，將導(dǎo)致回油能力不足，進(jìn)而發(fā)生跑油。跑油后可能引起低油壓保護(hù)動(dòng)作，最終導(dǎo)致設(shè)備跳閘或軸承因缺油而燒損。這種情況在電廠中已發(fā)生多次，相關(guān)人員需引起足夠的重視。

c． 骨架油封失效而導(dǎo)致漏油

骨架油封的作用是將傳動(dòng)部件中需要潤(rùn)滑的部件與出力部件隔離，防止?jié)櫥蜐B漏。由于其長(zhǎng)期處于轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦狀態(tài)及環(huán)境、溫度對(duì)油封的影響，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后骨架油封就會(huì)磨損、硬化，失去密封作用而產(chǎn)生漏油。若漏油處理不及時(shí)，會(huì)造成軸承缺油而燒毀。

2.2.2 防范措施

a． 加強(qiáng)檢修工藝和巡檢力度，如運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)滲漏點(diǎn)要及時(shí)采取措施，將事故消滅在萌芽狀態(tài)。

b． 在設(shè)備檢修時(shí)，相關(guān)的電氣、熱工設(shè)備元件和保護(hù)控制回路應(yīng)與主設(shè)備同等重視，嚴(yán)格執(zhí)行檢修工藝和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

c． 在檢修過(guò)程中，要重視骨架油封的作用，嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行檢查和更換。

2.3 設(shè)備或油溫過(guò)熱導(dǎo)致?lián)p壞

潤(rùn)滑油溫過(guò)高會(huì)引起軸承或齒輪的很多問(wèn)題:第一，不易形成油膜，加速設(shè)備的磨損;第二，齒輪油容易變質(zhì)，當(dāng)油溫超過(guò)65℃時(shí)，每增加10℃，其氧化速度就增加1倍，油被氧化后，會(huì)產(chǎn)生油泥、酸化物等，進(jìn)而酸化變質(zhì)、性能下降，更嚴(yán)重的是造成軸承的潤(rùn)滑油道被積炭堵塞，使軸承潤(rùn)滑不良，降低使用壽命;第三，加速油封的變質(zhì)老化，引起設(shè)備漏油［7］。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，造成油溫過(guò)高的原因可分為潤(rùn)滑不當(dāng)和設(shè)備裝配不當(dāng)2種情況。

2.3.1 潤(rùn)滑不當(dāng)

a． 軸承潤(rùn)滑部位的設(shè)計(jì)存在先天不足，導(dǎo)致潤(rùn)滑不充分而發(fā)熱。

b． 系統(tǒng)供油不暢、潤(rùn)滑油管被異物堵塞、缺油及冷卻器效果不好引起的發(fā)熱。例如:稀油站壓力偏低或管路堵塞導(dǎo)致供油量不足、油冷卻效果不好等會(huì)引起軸瓦發(fā)熱，此外由于環(huán)境帶來(lái)的傳遞熱及自身摩擦熱不能被帶走，熱量累積導(dǎo)致軸瓦溫度升高加快，進(jìn)而使整個(gè)系統(tǒng)的油溫升高。這種情況在設(shè)備沒(méi)有溫度保護(hù)控制的情況下，極易引發(fā)設(shè)備損壞事故。

c． 潤(rùn)滑油變質(zhì)失效引起的發(fā)熱。有些企業(yè)對(duì)設(shè)備維護(hù)不到位，致使粉塵進(jìn)入潤(rùn)滑油中產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)，使?jié)櫥妥冑|(zhì)，加大了轉(zhuǎn)動(dòng)部件的摩擦力，嚴(yán)重時(shí)甚至減小或堵塞軸瓦間隙，造成潤(rùn)滑失效。

d． 潤(rùn)滑油選擇不當(dāng)引起的發(fā)熱。有些使用單位沒(méi)有根據(jù)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷、運(yùn)轉(zhuǎn)溫度、環(huán)境條件合理選用粘度等級(jí)、粘度指數(shù)等級(jí)、抗極壓等級(jí)不同的潤(rùn)滑油。一般情況下，高品質(zhì)的潤(rùn)滑油其粘度小、粘度指數(shù)高、抗極壓與抗磨能力強(qiáng)。粘度小利于熱量傳導(dǎo)散發(fā);粘度指數(shù)高，耐溫效果好;抗極壓與抗磨能力強(qiáng)，則承載負(fù)荷高。所以宜相對(duì)選用粘度小、粘度指數(shù)高、承載負(fù)荷高的潤(rùn)滑油。一些企業(yè)由于缺乏化驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備和相關(guān)的潤(rùn)滑經(jīng)驗(yàn)，不能做到準(zhǔn)確選油、用油，從而引起設(shè)備發(fā)熱。

防范措施如下。

a． 設(shè)備選型和采購(gòu)上盡量選擇有品質(zhì)保障和良好口碑的供應(yīng)商。

b． 系統(tǒng)供油不暢、潤(rùn)滑油管堵塞與缺油、冷卻器效果不好引起的發(fā)熱，一般情況下，通過(guò)調(diào)整供油壓力、清潔供油管路、改進(jìn)冷卻系統(tǒng)就能達(dá)到降溫效果。

c． 實(shí)施潤(rùn)滑責(zé)任制管理，加強(qiáng)潤(rùn)滑油監(jiān)測(cè)，保證潤(rùn)滑油品質(zhì)和油量。

d． 根據(jù)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷、運(yùn)轉(zhuǎn)溫度、環(huán)境條件等合理規(guī)范選用粘度等級(jí)、粘度指數(shù)等級(jí)、抗極壓等級(jí)不同的潤(rùn)滑油。2.3.2 設(shè)備裝配不當(dāng)

設(shè)計(jì)膨脹量不足;安裝角度不當(dāng);軸承本身裝配不當(dāng);聯(lián)軸器對(duì)中不好;轉(zhuǎn)子不平衡;軸承檢查更換不及時(shí);軸承質(zhì)量不佳;軸承選型不當(dāng)?shù)纫蛩鼐鶗?huì)造成軸承發(fā)熱或失效［5］。

防范措施如下。

設(shè)備巡檢和維護(hù)人員對(duì)設(shè)備、軸承溫升的異常情況要引起足夠警覺(jué)，因溫度異常是設(shè)備產(chǎn)生故障的先期信號(hào)，如果處理滯后、方法不當(dāng)，將會(huì)使?fàn)顟B(tài)進(jìn)一步惡化，造成重大事故。因此設(shè)備操作和維護(hù)人員必需注意觀察軸承的溫度曲線和報(bào)警信息，一旦發(fā)生異常現(xiàn)象，要結(jié)合振動(dòng)監(jiān)測(cè)、油質(zhì)分析等手段，及時(shí)找到設(shè)備發(fā)熱的真正原因，才能徹底消除設(shè)備隱患。另外還要結(jié)合設(shè)備情況合理選型、加強(qiáng)職工技能培訓(xùn)、提高檢修工藝水平等手段來(lái)減少設(shè)備因裝配原因帶來(lái)的發(fā)熱問(wèn)題。

2.4 潤(rùn)滑油品質(zhì)不佳導(dǎo)致的設(shè)備損壞

潤(rùn)滑油品質(zhì)不佳最常見(jiàn)的主要有雜質(zhì)過(guò)多和水分滲入2種情況。

a． 金屬殘?jiān)胺蹓m對(duì)油質(zhì)的影響。在基建過(guò)程或油系統(tǒng)檢修時(shí)，會(huì)有部分殘存物如焊渣、金屬銹蝕物等難以徹底去除，從而對(duì)油的劣化反應(yīng)起到催化作用。

b． 水分的滲入對(duì)油質(zhì)的影響。水混入潤(rùn)滑油后，將對(duì)其中大多數(shù)添加劑造成損壞，使其發(fā)生水解、乳化、凝聚和分離沉降等，造成油品質(zhì)劣化，致使?jié)櫥褪В?］。

防范措施如下。

潤(rùn)滑油作為磨損顆粒的攜帶介質(zhì)，使用過(guò)程中其組分降解使性能下降，在設(shè)備內(nèi)生成沉積物，同時(shí)會(huì)被各種外來(lái)異物污染使磨損惡化進(jìn)而造成故障［9］。因此在生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)如下指標(biāo):水分、粘度、機(jī)械雜質(zhì)、酸值、抗乳化性能、閃點(diǎn)。通過(guò)這些指標(biāo)的監(jiān)測(cè)，可保證潤(rùn)滑油的良好品質(zhì)。

2.5 供油泵故障導(dǎo)致設(shè)備的損壞

在鍋爐輔機(jī)設(shè)備中，潤(rùn)滑油泵一旦發(fā)生故障，必將導(dǎo)致設(shè)備停運(yùn)，尤其在沒(méi)有油泵故障保護(hù)的設(shè)備上，還可能發(fā)生較嚴(yán)重的設(shè)備損壞事故。油泵的種類較多，形式各異，難以用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行損壞原因分析和預(yù)防，下面以生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)最常用的齒輪油泵為例，對(duì)其故障產(chǎn)生原因及相應(yīng)防范措施進(jìn)行歸納［10］。

2.5.1 齒輪泵不吸油或流量小

原因:吸油位置太高或油位不足;油溫過(guò)高;齒輪泵密封不嚴(yán);齒輪泵內(nèi)齒頂圓與泵體內(nèi)孔徑向間隙過(guò)大，齒輪側(cè)面與前后蓋板端面間隙過(guò)大;濾油器堵塞。

相應(yīng)防范措施:在油箱內(nèi)補(bǔ)油，降低吸油位置;在油箱內(nèi)加冷卻器或采用風(fēng)冷方式;更換密封元件，緊固連接件;更換泵體;清洗或更換濾油器的濾芯。

2.5.2 振動(dòng)噪聲過(guò)大

原因:齒輪泵進(jìn)油管直徑太小;齒輪存在誤差或兩齒輪軸線不平行;泵體與泵蓋的兩側(cè)沒(méi)有加紙墊而產(chǎn)生硬物沖擊，泵體與泵蓋不垂直密封，旋轉(zhuǎn)時(shí)吸入空氣;濾油器堵塞或轉(zhuǎn)速過(guò)高;電動(dòng)機(jī)與油泵軸不同心。

相應(yīng)防范措施:更換直徑較大的進(jìn)油管;更換高精度齒輪，保證兩齒輪軸線平行;泵體與泵蓋間加入紙墊，研磨泵體與泵蓋間的平行度不超過(guò)0.005 mm;清理濾油器或降低轉(zhuǎn)速;調(diào)整泵體與電機(jī)的同軸度使其誤差不超過(guò)0.01 mm。

2.5.3 油液泄漏

原因:泵蓋與密封圈配合過(guò)松;油封骨架彈簧脫落;軸密封面被劃傷。

相應(yīng)防范措施:調(diào)整泵蓋與密封圈間隙;更換密封件;重新研磨密封面。

2.5.4 油泵運(yùn)轉(zhuǎn)不正常或咬死

原因:泵中有雜質(zhì);壓力閥失靈;蓋板與軸的同心度不夠;泵體軸向及徑向間隙過(guò)小;滾針轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活;泵與電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器同心度不夠。

相應(yīng)防范措施:過(guò)濾機(jī)油以除去其中的污染物;更換彈簧，清除閥體小孔內(nèi)的污染物;更換蓋板使其與軸同心;調(diào)整軸向或徑向間隙;更換活動(dòng)滾針軸承;調(diào)整泵軸與電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器同心度使其不超過(guò)0.01 mm。

2.5.5 壓力不足

原因:齒體有裂紋或泄漏;油液粘度太大;油溫過(guò)高;電動(dòng)機(jī)功率與齒輪泵不匹配;齒輪泵徑向與軸向間隙過(guò)大，其中端面間隙的影響更大;濾油器堵塞;溢流閥的壓力調(diào)整過(guò)低或失靈。

相應(yīng)防范措施:若有泄漏，應(yīng)在泵體與泵蓋間加紙墊，緊固連接件，若有裂紋，則應(yīng)更換泵體;合理選擇潤(rùn)滑油的粘度等級(jí);安裝冷卻裝置;選用功率相匹配的電動(dòng)機(jī);更換泵體;清理濾油器;重新調(diào)整壓力或更換溢流閥。

3 結(jié)束語(yǔ)

做好潤(rùn)滑管理工作可延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、減少維修費(fèi)用，從而提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益和安全指標(biāo)。通過(guò)對(duì)火力發(fā)電廠鍋爐輔機(jī)設(shè)備常見(jiàn)潤(rùn)滑故障分析及防范措施的論述，以提供參考。

［1］ 王亞超，杜孟春，劉艷峰，等．鍋爐輔機(jī)檢修 (第二版)［M］．北京:中國(guó)電力出版社，2008．

［2］ 李柱國(guó)．機(jī)械潤(rùn)滑與潤(rùn)滑失效分析［C］．中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)設(shè)備潤(rùn)滑管理與潤(rùn)滑技術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)論文匯編．2005:25－29．

［3］ 王立軍，張永帥．軋機(jī)減速機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法［J］．重工與起重技術(shù)，2010，7(1):29－32．

［4］ 李雨杰，李躍奇，劉恒波，等．中速HP863型磨煤機(jī)減速機(jī)損壞原因分析及預(yù)防 ［J］．東北電力技術(shù)，2011，32(10):43－45．

［5］ 姜浩峰，李傳山．滾動(dòng)軸承發(fā)燒的原因分析及處理方法［J］．中國(guó)水泥，2009，24(1):77－80．

［6］ 賈光華．減速機(jī)漏油的原因分析及對(duì)策［J］．電力安全技術(shù)，2006，8(12):33－34．

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［8］ 王振東．機(jī)械潤(rùn)滑故障分析與預(yù)防 ［J］．露天采礦技術(shù)，2003，19(5):31－39．

［9］ 褚鳳琳．潤(rùn)滑油與設(shè)備故障診斷［D］．大連:大連理工大學(xué)，2003．

［10］ 許同樂(lè)，馬金英．齒輪泵故障分析及解決方法［J］．機(jī)械，2003，27(3):41－43．