维护与保养 南方农机 ２０１５．９ ８９ 热电厂锅炉风机电机断轴事件的探讨 王小波 （江苏华电扬州发电有限公司，江苏扬州摘２２５０００） 要：热电厂锅炉风机电机通常工作量较大而且长时间持续工作，所以其电机机轴很容易由于应力疲劳问题而出现断轴现象。 所以为了保证锅炉风机电机能够稳定长期运转，必须要针对轴的疲劳磨损情况进行分析和改造。 关键词：热电厂；锅炉：风机电机；断轴 中图分类号：ＴＳ７３７＋．１ 文献标识码：Ａ 文章编码：１ ６７２—３８７２（２０１ ５）０９－００８９＂－０２ 电厂锅炉的送引风机可以为锅炉完成燃烧用空气 的，它能够使电机轴上的微裂纹从小变大…。 提供、干燥煤粉、抽取烟气等等工作，是对电厂锅炉生 １．２关于电机轴金相的分析 产极为重要的设备。由于要承受长期运行和电厂大负荷 为了进一步察明成因，对电动机的电机轴金相进行 的工作条件，所以风机出现各种问题是正常的。 了检查分析，主要是针对送引风机的驱动端转轴引风机 １ 锅炉风机电机轴断轴 侧断口展开全面检查。该断口断裂的主要特点就是口边 本文假设了一座配置了两台送风机和引风机的大 缘裂纹都在轴径的轴肩倒角处，它的断口部位也并不齐 型锅炉，它还拥有一个６０ＭＷ的汽轮发电机组。 整。在断口的最高最低两点之间的轴向距离有５０ｍｍ左 １．１ 风机电机轴断轴的原因探究 右，通过观察这一部分的侧面断口也发现了多处疲劳裂 在断轴后对电机轴进行了检查，发现它的转子肋板 纹。从这些裂纹可以推测，引送风机的电机轴焊缝与母 焊接处的裂纹开始于轴上焊接点。由于此锅炉在送引风 材融合热影响区域组织较为粗大，这让裂纹从送风机的 机方面所采用的都是＃４５中碳钢，它的含碳量高但焊接 焊缝处就开始断裂一直到热影响区的母材部位。根据热 性能很差，这就导致在焊接过程中很容易造成淬硬组 影响区的组织晶粒方面观察，引送风机电机轴在热影响 织，这种组织会使电机轴的局部形成应力集中，如果电 区的组织晶粒偏大，而且热影响区本身就存在严重的焊 机长期运转就会在电机轴的焊接处及热影响区域产生 接残余应力，所以他就导致了电机轴的塑性形变能力降 裂纹，这种裂纹会随着电机运行的时间而逐渐变大，最 低，强度也随之降低，这些都是为电机轴产生裂纹并扩 终形成大裂纹而使电机轴断裂。另一方面，交变应力也 展而埋下的伏笔，当轴抗疲劳一旦达到临界值时，电机 是促成最终断裂的原因。交变应力的作用也是长期持续 轴就会断裂。 表１引送风机的电机轴材料组成及元素指标参数 由表ｌ可见，锅炉风机引送风机所采用的是日本岛 测试结果的数据来看，送弓Ｉ风机电机轴硬度存在焊接处 津ＨＭＶ－２Ｔ显微硬度计展开金相样面显微硬度测试。从 硬度值不均匀的情况，所以一旦热影响硬度值升高到 ４３０￣３７０超标范围时，热影响区的电机轴就会产生严重 作者简介：王小波（１９８７一），男，江苏泰兴人，助理工程师，研究 的脆性组织 。 方向：火电相关。 ９０ ２０１５．９ 南方农机 维修与保养 经过计算剪切应力的数值为２９．８／ＶｌＰａ，没有超过 ２电机轴的疲劳强度分析 已知送引风机电机轴轴颈部位置的各项参数，其中 轴颈直径为２２５ｄ／ｒｍ，轴肩外径为３００Ｄ／ｍｍ，额定扭矩 为５．８６ｘ１０ Ｎ・ｍｍ，扭抗界面模量为２．２４０ｘ１０。／ｒａｍ３。所 ５６．８ＭＰａ，电机轴在此种应力水平下是安全的 。 ３结束语 总之，电机轴断裂事故后应该总结经验，考虑改善 以根据在额定工况下截面最危险时的扭转剪应力公式 计算： Ｎ＝Ｍ ｜Ｗ 应力集中、控制电机轴焊接热处理方面的工艺，从而让 风机电机运行始终处于可接受的疲劳强度范围内。 参考文献 ［１］李植汶．大型变频电机断轴烧瓦原因及处理［Ｊ］．电力安 全技术，２０１１。２２（７）：１１—１３． 计算得到它的扭转剪应力应该为２８．９ＭＰａ。因为计 算得到扭转应力理论中的集中系数为２．５５０，所以在电 机轴的过渡断面考虑其断裂缺口效应后的实际应力时， 就发现其数值明显高于正常允许范围，这说明了轴肩倒 角处存在了过于明显的集中应力。通常来说，普通的电 ［２］汪伟。何鹏．某热电厂锅炉风机电机断轴事故的分析及 处理［Ｊ】．价值工程，２Ｏｌ２，３１（３１）：３４－３５． ［３］张磊，张俊杰，葛鸿昌，等．某型引风机变频改造后电机 断轴原因分析［Ｊ］．华北电力技术，２０１３。 （１２）：５０－５２． ［４］陈伟玲．热电厂锅炉风机高压变频节能技术改造分析［Ｊ］． 硅谷，２０１４，（１５）：１４１＋１２７． 机轴一般能够承受１０。以上的循环使用次数，如果剪切 应力的数值低于额定扭矩的５６．８ＭＰａ，那么电机轴就不 会出现断裂。 『 ｌ（Ｄ－１）ｘ０ ０２５ｒ Ｉ（收稿日期：２０１５－８－１７） ＣＩ：接第８６页） 运行数据监控，大大减少设备故障的诊断时间和故障影 响时间，提高系统运行可靠性。 ２胶带运输系统安全运行管理措施 ２．１ 完善设备管理机制。强化现场管理 胶带运输系统的运行管理首先就是要制定一整套 科学规范的设备运行、维护、保养、维修制度，建立健 ２．４鼓励职工进行岗位小改小革、技术创新 鼓励普通一线职工在本职岗位上进行小改小革和 岗位创新，并提供技术支持，出台针对性激励措施，为 职工搭建创新平台 。 全各项规章制度和设备安全运行管理体系，并实施有力 的监管措施强化现场管理。 ３结束语 胶带运输系统是煤炭、矿石以及砂石运输中的重要 操作工具，对于胶带传输系统的常见故障要寻找有效的 应对方法，加强管理。 参考文献 ［１］杨宁．矿用胶带输送机智能保护系统的研究［Ｄ］．太原： ２．２加强员工专业素质的培养 胶带运输系统的长久安全可靠运行离不开一支专 业的人才队伍。因此，管理者要注重人员操作技能和岗 位责任的建设和培养，加强职工业务知识和操作技能培 训，提高操作水平 。 太原理工大学，２０１３． ［２］高九全．煤矿胶带运输控制系统及其控制流程的实现 ［Ｊ］．中国新技术新产品，２０１４，（６）：１１１． ２．３采用先进技术进行设备故障检测和诊断处理 １）在机械维修保养过程中，通过使用点检仪进行 日点检和油样采集铁谱定期化验，进行跟踪和化验分 析，确定设备当前工作状态是否在合理区间范围内，有 针对性的开展检修工作，提高设备检修效率；２）充分 利用企业内部工业网，将各运输系统相关的高低压控制 柜、现场视频监控探头、ＣＳＴ控制器、变频控制开关等 终端设备运行状态和控制数据进行实时采集上传，并展 示到需要监控的终端设备上，进而实现远程设备的实时 ［３］赵重阳，鄢常书．浅论煤矿胶带运输系统［Ｊ］．科技致富向 导，２０１３，（１５）：２３９＋３０１． ［４］郭伟柱，陈良振．浅谈煤矿胶带机ＰｋＣ集中控制系统［Ｊ］． 科技视界，２０１５，（１５）：２５２＋２６８． （收稿日期：２０１５－８－３１）
