淺析低速筒式磨煤機主軸承溫度高的原因及處理

宋兆華

（中國石化洛陽分公司熱電部，河南 洛陽 471012）

1 設備簡介

中國石化洛陽分公司熱電部煤粉爐采用鋼球磨煤機、中間儲倉、熱風送粉系統。每臺爐配有甲、乙兩套制粉系統，每套制粉系統配有1臺焦作礦山機械廠生產的DTM290/470型低速筒式磨煤機。磨煤機主軸承為動靜壓滑動軸承，每2臺磨煤機共用一套潤滑油站向主軸承供油，其具體技術參數如表1。DTM系列低速筒式磨煤機由于具有煤種適應性強，運行可靠，維護方便等優點被廣泛應用于中小型燃煤電廠、冶金、建材行業。

表1 DTM290/470型磨煤機參數表

2 磨煤機主軸承溫度高造成的影響

在近年運行中，主軸承溫度偏高故障在鍋爐裝置四臺磨煤機中多次出現，由于主軸承設有軸溫聯鎖保護，當軸溫升至靠近聯鎖值時為避免突然停運導致的生產波動，班組只能主動停機。為了減緩溫升速度，維持磨煤機的運行時間，運行中被迫以犧牲鍋爐熱效率為代價，全開出口冷風門來維持運行，但是到夏季高溫時期，仍無法扭轉磨煤機頻繁啟停的被動局面。而制粉系統啟停一方面會直接造成鍋爐爐膛氧量、出口溫度波動，從而導致主汽溫度、壓力、汽包水位、爐膛負壓、外排煙氣氮氧化合物等關鍵參數發生較大波動，影響鍋爐平穩生產；另一方面磨煤機頻繁啟動還會產生電耗增大，聯軸器柱銷磨損等負面影響。

3 磨煤機主軸承工作原理

DTM290/470型低速筒式磨煤機主軸承采用動靜壓滑動軸承，是一種既有動壓潤滑又有靜壓浮升作用的滑動軸承，用以支撐磨煤機回轉部，其進出口主軸承結構形式相同，如圖1：主軸承與磨煤機筒體中空軸的接觸角為45～90°，軸承表面材料為鉛基巴氏合金（ZCHPbSn16-16-2），該合金具有較低的摩擦系數，較好的磨合性和抗咬合性，足夠的強度、硬度、韌性，良好的導熱性和耐腐性。主軸承與軸承座間呈鼓形面接觸，以便當磨煤機回轉時可以自動調位。每個主軸承上裝有兩個鉑熱電阻，當軸承溫度高于規定溫度時聯鎖保護動作自動停磨。為了補償由于溫度影響可能產生的磨煤機軸向上長度變化，出料端中空軸頸與主軸承配合尺寸相差30mm，允許軸頸在主軸承上軸向竄動。主軸承內部設計冷卻水盤管。

圖1 DTM290/470型磨煤機主軸承示意圖

磨煤機主軸承由稀油站供油，配套稀油站有3臺高壓油泵、2臺低壓油泵，其中低壓油泵連續運行（磨煤機檢修及長期停運除外），運行油壓約為0.4MPa，低壓油自空心軸罩殼頂部淋入，在降低主軸承熱量的同時形成主軸承與軸頸間運行中必要的動壓油膜；高壓油泵運行油壓約為35～40MPa，僅在磨煤機啟停時自主軸承中部供入高壓油，在靜壓頂升作用下，軸頸浮起約0.1～0.25mm，這樣不僅大大降低磨煤機啟動電流，還可避免擦傷主軸承。稀油站高、低壓油泵均與磨煤機運行狀態設置有油壓聯鎖：當低壓油泵油壓高于0.2MPa且高壓油泵油壓高于35MPa時允許啟動磨煤機；當低壓油泵油壓低于0.2MPa時啟動備用低壓油泵，低壓油泵油壓低于0.15MPa時磨煤機不允許運行。

4 磨煤機軸溫高原因分析及處理

從磨煤機主軸承結構看，能夠造成主軸承溫度高的因素主要有以下四個方面：（1）冷卻水、潤滑油系統換熱效果不佳；（2）磨煤機轉動部振動超標；（3）轉動部不光滑或間隙過小導致摩擦發熱；（4）空心軸自身溫度高導熱至主軸承溫度高。針對各因素處理措施如下。

4.1 冷卻水、潤滑油系統換熱效果不佳

磨煤機主軸承冷卻水采取循環水，因為循環水有壓力低（0.2～0.3MPa）循環不暢，自身溫度高（夏季會達到24℃）的缺點，容易造成冷卻效果不佳。為解決該問題，現場并入新鮮水，然而，新鮮水硬度高，盤管內部結垢現象比較明顯，必須定期選取檸檬酸進行酸洗疏通。

磨煤機潤滑油的油質和油量也會影響主軸承的換熱效果。磨煤機啟動前需要先啟動潤滑油站建立油循環，俗稱“跑油”。此時，應觀察軸承座油視窗中油位、回油管油量以及潤滑油站油箱油位變化，待油位達到動態平衡時，方可啟動磨煤機。油質要注意以下三方面：（1）使用磨煤機廠家推薦的正確油品；（2）油質純凈，建議定期采用濾油機進行過濾并添補新油；（3）進回油溫差良好，如果進回油溫接近，就要解體冷油器，排查是否存在盤管堵塞或者油路密封故障形成短路，措施是對濾芯進行高壓沖洗或更換密封墊片。

冷卻水和潤滑油系統的工作狀態應是軸溫偏高的首要檢查對象，但除非油路、水路完全堵塞中斷，否則，不會造成軸溫急速上升或居高不下，因此，而一旦確認其狀態良好后，就要從其他方面著手排查。

4.2 轉動部振動超標

磨煤機轉動部振動超標也會對軸溫產生顯著影響。常見的磨煤機轉動部振動故障如下：（1）大小齒輪嚙合面因潤滑不良造成的振動，此時，應首先檢查大齒輪噴淋油系統；（2）小齒輪軸承故障造成的振動；（3）減速機與電機對中偏差大；（4）減速機聯軸器柱銷損壞；（5）大齒輪合口螺栓及磨煤機、減速機地腳螺栓松動；（6）磨煤機筒體內部襯板脫落。當磨煤機振動異常時，也常常會伴有異響、電流波動等特征，需要及早消除。

4.3 轉動部不光滑或間隙過小導致摩擦發熱

磨煤機轉動部相互摩擦會產生巨大熱量，導致軸溫顯著升高，形成的原因可能有兩方面：（1）磨煤機軸頸與主軸承之間因存在突兀點，無法建立良好的油膜，直接接觸導致摩擦生熱；（2）運行中軸頸浮升高度不足，主軸承與軸頸間隙過小導致油擋與軸頸之間發生摩擦。

油膜的建立除需良好的油循環外，還需要主軸承與軸頸表面光滑無突兀，一旦出現高點，會影響油膜的形成，此時，需要修刮主軸承和研磨軸頸來解決，如果烏金層脫胎面積在接觸角內大于25%時，還需要重新澆瓦后再進行研磨修復。具體方法是在空心軸上研磨區域涂以少量紅丹粉，將主軸承扣于軸上，軸不動，反復轉動主軸承，使之滑動約100mm，數次后將主軸承吊起翻倒，檢查主軸承與軸配合情況。合格標準是每平方厘米紅丹印記達到2～3點，接觸面積要大于85%。主軸承研磨后還需要在接觸角的兩側加工“舌形”油槽，這種結構保證潤滑油自油槽進入接觸角，因為點接觸，在主軸承和空心軸軸頸間形成油膜，保證良好的潤滑。

除潤滑不良外，轉動部位間隙過小，發生了機械摩擦也是軸溫異常升高的原因之一。檢修時要注意空心軸軸頸與油擋在冷態下間隙必須大于25mm，如果間隙不足，臨時措施可以采用連續運行高壓油泵頂升筒體來擴大間隙，根本措施需要對主軸承合金層重新進行澆筑。

4.4 空心軸自身溫度高導致主軸承溫度升高

磨煤機研磨的煤粉依靠空預器加熱后的熱風送出筒體。正常情況下，由于螺旋管外表面裹有絕熱層，可以降低鍋爐熱風與空心軸之間的熱傳導。由于磨煤機入口風溫在330℃左右，出口溫度也在80～130℃之間，如果螺旋管外絕熱層破損，熱風直接接觸空心軸發生熱傳導，也會間接導致主軸承軸溫度異常升高，因此需要定期對螺旋管外表絕熱層進行檢查更換。

5 結語

磨煤機作為燃煤鍋爐制粉系統的核心設備，其運行工況好壞直接影響裝置生產的穩定及經濟性。本文結合檢修中的實踐經驗，對影響低速筒式磨煤機軸溫的因素進行了全面的分析，并給予了針對性的處理措施，為同類型低速筒式磨煤機主軸承溫度高故障處理給出借鑒和參考。