高爐鼓風機組滑動軸承故障原因分析及預防措施

張清慧

（福建省三鋼（集團）有限責任公司動力能源公司 福建省三明市 365000）

1 前言

高爐鼓風機組滑動軸承是機組轉動部分和靜止部分之間的過渡，它的壽命直接影響機組檢修周期的長短。軸承不能安全工作，就會威脅到整個機組的安全運行。一付滑動軸承如果使用得當，最少可以連續(xù)運轉三年以上，有的機組使用十年也未更換過軸承。如果使用不當，一個月內連續(xù)損壞幾付軸承也是可能的，這種情況在有些機組上發(fā)生過。滑動軸承最理想的情況是在液體摩擦的條件下工作，因為此時軸與軸承的工作表面間為潤滑油層所隔開，使軸與軸承的工作表面幾乎沒有磨損，因此，滑動軸承理想的工作期限，應該是十分長久的。但由于機器在工作過程中，經常需要啟動和停止，使速度發(fā)生變化，機器在安裝檢修過程中一些細節(jié)問題處理不當，此外機器在工作過程中還會發(fā)生振動、載荷變化以及潤滑不良等情況，這些都將破壞液體磨擦條件而引起軸承磨損，造成軸承故障。如果了解高爐鼓風機組滑動軸承故障原因，采取相應的預防措施，那么，消除軸承故障，延長軸承使用壽命，確保高爐鼓風機組安全連續(xù)運行是完全可以做到的。

2 高爐鼓風機組滑動軸承故障原因分析

滑動軸承能否正常工作，除了決定于它們的制造、安裝和檢修等質量是否合乎要求外，還決定于機組工作情況的變化和供油設備能否良好地供油，具體地說，即：在制造、安裝、檢修等方面，主要應注意烏金的澆鑄質量必須合格，烏金不應有脫落、裂紋、砂跟等缺陷，烏金中不能有鐵屑、砂粒；軸承安裝間隙和緊力等應符合要求，軸瓦修刮正確，機組中心保持正確。運行方面應注意的主要是：監(jiān)視軸瓦溫度、潤滑油溫度以及供油設備的工作是否正常，軸承的振動是否過大和有無異音等。滑動軸承在運行中可能發(fā)生的故障分析如下：

（1）潤滑油量不足或中斷，這將會引起軸承油溫升高，嚴重時會造成軸瓦烏金的熔化。其主要起因是：主油泵損壞（內部間隙變化，發(fā)生嚴重磨損）；帶動主油泵的傳動部分損壞；各軸承的進油管路及連接法蘭漏油或破裂，油管路堵塞；油箱中油位過低，使主油泵吸油量不足或吸不上油來。

（2）潤滑油不清潔，油內有砂粒、雜質，帶入軸瓦后使油膜破壞。這時軸瓦和潤滑油的溫度升高，甚至可能造成軸瓦烏金熔化。

（3）軸承振動過大，引起烏金脫落和裂紋，破壞油膜。

（4）冷油器冷卻水中斷，進入軸承的油溫過高，油的粘度下降很多，而且軸頸的熱量不能被帶走，在軸瓦內不能形成油膜。

（5）潤滑油中有水，使軸承中油膜破壞。潤滑油中水的主要來源是：汽輪機軸封漏汽，軸端軸封間隙過大，漏汽竄入軸承中。流經冷油器的冷卻水壓力如大于油壓，則當換熱管泄漏時，冷卻水將漏入油中。

（6）在運行時由于軸承外殼的過度熱變形，造成轉子軸頸與軸瓦的接觸面受力不均勻，致使軸瓦沿長度方向不能全面地與軸頸接觸，結果引起烏金部分磨損和軸承發(fā)熱。這種情況在圓筒形軸瓦上較容易出現(xiàn)。

3 高爐鼓風機組滑動軸承故障預防措施

根據(jù)以上分析，高爐鼓風機組滑動軸承故障原因有可能是制造原因，有可能是安裝檢修原因，也有可能是運行原因。一般來說，現(xiàn)在制造技術很成熟，出廠也有嚴格把關，制造質量問題很少見，高爐鼓風機組滑動軸承故障主要是安裝檢修方面一些細節(jié)的問題處理不好和運行操作不當造成的，因此，預防高爐鼓風機組滑動軸承發(fā)生故障主要從安裝檢修和運行操作二方面入手。

3.1 安裝檢修方面預防措施

根據(jù)實際情況發(fā)現(xiàn)，高爐鼓風機組安裝檢修過程中，軸瓦修刮不當和機組找中心不當是軸承出現(xiàn)故障的主要原因，因此，正確修刮軸瓦和正確找機組中心是預防高爐鼓風機滑動軸承故障的關鍵。

3.1.1 正確修刮軸瓦

根據(jù)高速滑動軸承的工作原理，修刮軸瓦時最主要的是要想辦法保證軸瓦的形狀、尺寸與光潔度。軸瓦的形狀，對圓柱形軸承，其正確的形狀是一個完整的圓形，圓柱形軸瓦的直徑應略大于工作軸的直徑，這樣就保證了正確的楔形間隙的形成。對橢圓形軸承，其上半與下半也是圓形的，半徑也相等，只不過上下兩半是不同心的，軸瓦的半徑比工作軸頸的半徑大一些。橢圓軸承的楔形收縮度比圓柱軸承要大一些。無論對圓柱軸承還是橢圓軸承，軸瓦表面光潔度都要求越高越好。

手工修刮的軸承需要使用一個假軸（或稱測量軸），這個假軸的直徑大于工作軸頸的直徑，也就是說，假軸的直徑等于工作軸的直徑加上預期得到的油楔間隙。修刮軸瓦時使之與假軸相配，刮出的軸瓦要保證是圓形的，軸瓦與工作軸頸之間要有直徑差，要有預期的楔形間隙，并且工作軸頸與軸瓦下部應是線接觸的。由于修刮加工誤差與變形，實際接觸是一條窄面，這條沿軸向的窄面一般不應超過10mm，按假軸修刮的每一半軸瓦，都應與假軸相配。修刮光潔度越高越有利于油膜的形成。尤其是軸瓦下半60～70°部位，一般是建立油膜產生油壓的區(qū)域，因此必須十分光潔，在此范圍內不允許開油孔油槽，不允許有氣孔、砂眼等缺陷，更不允許刮凹坑存油。圖紙上注明“軸承接觸角為60～70°”，說明此范圍是油膜壓力區(qū)，必須十分注意，并不是說要把這個范圍刮成與工作軸頸相配。假軸的尺寸怎樣決定呢?其直徑要比工作軸頸大多少呢?這是根據(jù)預期要得到的楔形間隙大小來決定的。對圓柱軸承來說，假軸的直徑應等于工作軸頸的直徑加上頂部間隙。

3.1.2 正確找機組中心

根據(jù)實際情況發(fā)現(xiàn)，機組找中心的方法不正確，找出來的機組中心誤差太大，或者是冷態(tài)找得可以，但熱態(tài)時中心走動太大，這樣會造成機組振動大，軸承磨損厲害、噪音大，運行不穩(wěn)定，同時也額外增加了軸承的負荷，容易發(fā)生軸承故障。冷態(tài)時找中心誤差大，主要有兩方面的原因：①不夠仔細；②找中心工具系統(tǒng)本身誤差大。正確找機組中心，主要應做到以下點：

（1）確認找中心的工具系統(tǒng)是否可靠。把百分表搭到自身的軸上去，檢查百分表在最上面一點，表面向上的時候，與軸轉動180°表在最下面一點，表面向下時，讀數(shù)是否有變化，這樣可以判定找中心工具系統(tǒng)是否有問題。

（2）找中心時，二根軸要做定位標記，同時轉動以消除零件加工誤差。

（3）找中心時，最少要找上、下、左、右四點。外圓任何直徑上的二個數(shù)字相加都應是一個常數(shù)，因此，校驗數(shù)據(jù)時，無論中心實際偏差多大，上下數(shù)字相加與左右數(shù)字相加二個數(shù)字應該是相等的；找端面開口時，如能使二根軸的軸向位置相對不移動，那么找出的端面開口數(shù)據(jù)也應該是上下數(shù)字相加與左右數(shù)字相加二個數(shù)字相等，而不論實際開口有多大。

（4）找中心應該連續(xù)找三次。可以順時針找一次，逆時針找一次，把找中心工具相對移動180°再找一次，幾次找中心的結果應該是相同的。

（5）找中心時，應根據(jù)機組設計參數(shù)，考慮機組熱態(tài)變形問題，冷態(tài)找中心時應進行預補償。

3.2 運行操作方面預防措施

（1）運行中不斷地監(jiān)視供油設備（主油泵、輔助油泵、冷油器、減壓閥、溢流閥、油箱、注油器等）的工作情況是否正常。這些設備的工作情況，主要是根據(jù)進油油壓和油溫來判斷的，如發(fā)現(xiàn)異常應立即采取相應的處理蠟施。

（2）不斷地監(jiān)視軸承溫度，如發(fā)現(xiàn)軸承溫度變化，必須查明原因并予以消除。推力軸承的溫度更應重視，其溫度即使有少許的上升也有可能是烏金發(fā)生了嚴重的磨損，有時甚至推力軸承溫度只上升1～2℃，烏金就已經磨損得很多了，若溫度上升8～15℃，則不僅烏金已經熔化，而推力瓦片本身也已磨損得非常厲害了。

（3）定時觀測軸承的振動值和轉子的軸向位移，并注意汽輪機各監(jiān)視段的壓力變化情況，如發(fā)現(xiàn)異常，應立即進行分析，查明原因，果斷處理。

（4）嚴密監(jiān)視鼓風機的運行工況，決不允許鼓風機在不穩(wěn)定工況下運行。

4 結束語

高爐鼓風機組是高爐冶煉系統(tǒng)關鍵設備之一，如果發(fā)生事故，造成的直接損失和間接損都將是巨大的。采取相應的防范措施，滑動軸承的故障是可以避免的，安裝、檢修、維護、操作得當，滑動軸承是可以長期安全穩(wěn)定運行的。