降低空壓機電機溫度及振動的研究與運用

李斗華

攀鋼發電廠 四川攀枝花市

一、概述

攀鋼發電廠為火力發電廠，裝機容量3×100MW,滿負荷運行每天要燒5000多噸煤，產生大量的粉煤灰，這些灰要靠空壓機作為動力氣源輸送到3座儲灰塔。近年來煤炭資源緊張，價格上漲，發電廠為了降低成本，大幅提高泥煤用量，平均灰分在45%以上，因此鍋爐產生的灰量大幅增加；同時，為了滿足環保要求，新建的3臺脫硫系統已投產運行，其物料循環及控制所消耗的氣源量巨大，發電廠現有的9臺空壓機供氣負荷大增,設備運行工況變差，空壓機電機溫升高，電機軸承故障頻發，影響除塵系統及煙氣脫硫系統的安全穩定運行，因此對空壓機電機運行溫度高的問題進行有效的改進，已迫在眉睫。

二、空壓機電機運行狀況

發電廠9臺空壓機所配用的電機全部是由江蘇清江電機制造有限公司生產的Y3552-2 250kW的非標準6kV電機，該電機在運行頻繁出現振動大、軸承溫度超高報警、軸承頻繁損壞和燒毀故障，嚴重影響除塵系統及煙氣脫硫系統的安全穩定運行，成為困擾生產的難題，并造成嚴重影響。

（1）空壓機電機溫升高問題，對輸灰和脫硫系統的正常運行帶來嚴重影響，空壓機因電機溫度高頻繁跳閘致使儲氣罐壓力不穩定，造成輸灰脫硫系統氣控閥誤動、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）由于電機和空壓機是一體連接，電機溫升高直接造成空壓機溫升高，空壓機氣濾芯、壓縮機油、油過濾器、油分離器芯等耗材使用壽命縮短，運行成本增加。

（3）電機繞組及軸承壽命縮短，同時檢修時消耗大量人力物力。

經咨詢廠家技術人員，建議對電機進行擴容改造，擴容投入費用約320萬元。

三、空壓機電機溫升與振動故障頻繁的原因分析

（1）為了降低成本而大量燃用泥煤，鍋爐產生的灰量大幅增加。為了滿足環保要求，新建的3臺脫硫系統已投產運行，造成了空壓機電機長期處于重載或滿載下運行，電機本體定、轉子鐵芯溫度高，原電機設計的散熱條件滿足不了電機的實際運行工況要求，必然出現電機溫升高、電機軸承及繞組劣化加劇、壽命降低的不良后果。

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

（3）空壓機機架基礎的強度不夠、結構變形，造成空壓機及電機振動大。

四、技術改進及優化措施

（1）采取措施，改善空壓機散熱條件，增加空壓機電機冷卻風通流流量，降低電機本體溫度，防止電機鐵芯較高溫度傳熱到軸承引起軸承溫度過高使潤滑遭到破壞，造成潤滑不良損壞。

采取從電機本體中下后部兩側開通風孔增加通流吸入風量，加快散熱速度的方法就可以有效降低空壓機電機本體定轉子鐵芯溫度，鐵芯溫度降低就不會向軸承端傳熱，就可以解決困擾多年的空壓機夏天軸承超溫損壞故障頻繁的問題。

（2）改進空壓機機架結構，優化電機軸承配套方式，有效降低振動，減小振動造成的設備疲勞損傷延長軸承使用壽命。空壓機的結構形式是機頭安裝在電機端部接盤上，連接方式是斜齒輪側咬合，空壓機整體安裝在由槽鋼制作的可移動機架上，機架無基礎固定螺栓。空壓機機頭兩端軸承采用內圈無擋邊軸承外加1個推力盤軸承，電機軸伸端采用1個NU317內圈無擋邊軸承和1個6317球軸承，非軸伸端采用1個NU317內圈無擋邊軸承。這種結構形式存在軸向竄動問題，即在運行中只要不水平或齒輪配合不好，均會在電機磁拉力和轉子重力作用下來回竄動，引起雙螺桿機頭陰陽轉子咬合處碰撞而造成振動成倍放大。而機架的結構易變形就決定了安裝時找水平極其困難，因此要解決振動問題就必須解決機架的水平、強度和轉子系竄動問題，采用高強度機架和電機后端軸承換型為定位軸承。

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

（4）調整運行方式，調整輸灰時段，使空壓機最大負荷段時間在氣溫相對較低夜間或早上，有效防止多臺空壓機集中在環境溫度高時段連續加載運行。

五、改造效果

（1）從改造實施后的效果來看，空壓機電機的本體運行溫度和軸承顯著下降且運行穩定，其中本體運行溫度平均下降50℃，軸承運行溫度平均下降25℃，電機的本體運行溫度高和軸承故障頻繁發生的問題得到了有效解決。在此基礎上又將空壓機電機軸承溫度測點溫度接入到脫硫集中控制室的DCS顯示，設定報警提醒，使崗位人員能及時發現軸承故障，降低軸承損壞造成電機掃膛和燒壞電機的事故。

（2）軸承溫度由原來的經常超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個月，現在軸承壽命可以延長至1年以上。

（3）空壓機運行穩定后，生產用氣得到有效保障，因氣源因素造成的輸灰、脫硫系統故障消除，氣動閥、脫硫布袋損壞率降低。

（4）空壓機故障大幅度降低，大量減少事故搶修處理，降低檢修人力物力，降低維護費用。

六、結束語

通過增加電機冷卻通風流量和改進優化原風路，減小冷卻通風流量阻力，可以有效加速電機本體散熱。改善環境條件和運行方式，能夠防止熱量通過轉子傳導和熱風前吹對流傳熱引起前軸承溫度高，從而有效降低電機本體和軸承運行溫度，減少電機故障頻繁發生的問題，保證了發電廠除塵系統及煙氣脫硫系統安全穩定運行。