闭式冷却水泵电机轴承温度高解决办法探讨
2012-11-21
作者：李国强
在公司全员科技活动中，我重点对我公司四台闭式冷却水泵电机长期存在的轴承温度高问题进行了多方面研究与探索，并将部分方案付诸实施。现将课题研究心得总结如下。
闭式冷却水泵电机为Y2-315L1-4型三相异步电动机，参数为：380V，1480转/分钟，160KW，F级绝缘，江苏清江电机股份有限公司生产。水泵为SLOW250-390IT型，160KW，1480转/分钟，上海连成（集团）有限公司生产。在日常生产中，该四台电机均出现定子温升高、轴承温度亦高的现象，特别在夏季环境温度较高时几乎达到轴承温度极限，直接威胁电机设备安全。作为维持发电机组正常稳定运行的重要设备，闭式冷却水泵的重要性勿容置疑：发电机氢气冷却器冷却水、发电机及汽轮机、燃气轮机轴瓦润滑油冷却、发电机定子冷却水冷却、高、中压给水泵电机冷却、常用空压机冷却、化学主要制水设备等设备的冷却水都由闭式冷却水泵提供，所以我非常关注这些既重要、运行温度又很高的设备的运行状况，特别是大负荷双泵运行时的状态。夏季#1机#1闭式冷却水泵电机前端轴承曾采取过用外设冷却风扇对吹轴承散热的方法应急。
在这次科技活动中，我把解决闭式冷却水泵电机的轴承发热问题作为重点研究项目，特别是#1机#1闭式冷却水泵电机。通过观察、研究、试验，我发现正常情况下单纯的轴承温升是有限的，但为什么温升过高仍是Z直接、首先要解决的问题。探其究竟，除轴承运行中自身运转产生热量外，轴承的运行条件，如润滑脂的类型、质量、性能都对轴承温升起着很重要的作用，影响很大。除此之外，很重要的一个因素就是由于闭式冷却水泵电机定子运行中温升大，温度高。通过一定时间的运行，特别是夏季高负荷状态下该电机温升Z高达到60－70℃，使轴承温度达到接近90℃。运行中相当一部分热量通过机壳、转轴和内部空气等介质传递给了轴承，导致轴承温度过高。所以要解决该电机轴承温度高的问题，除了要采取措施降低轴承本身温度外，还要追根溯源，解决电机定子严重发热问题。
电机定子温升大的原因有以下几方面：一是负荷过重。该型号水泵功率是160KW，表面看电机出力与水泵功率相匹配；但从运行情况看，有小马拉大车之嫌－电机自身因电流大而使定子发热严重。此问题的解决可以通过改造电机定子绕组，在保证槽满率情况下加大电机定子绕组线径的方法来解决。但此方案成本接近于重新购买一台新电机，成本和周期都较大、较长。所以在原设计设备配套能够保证定子绕组运行温度不超过绕组绝缘设计温度极限的情况下，我考虑重点针对轴承本身解决其温度高的问题。首先在选用轴承时选择正规厂家的品质优良的轴承；其次，对轴承加强日常巡查监护，定期或根据其运行状况加油脂或换油脂，保证油脂品质良好；第三，也是Z重要的，就是选用优质高性能润滑脂，包括其抗磨、极压、抗氧化、防锈性能等；要具有很高的使用温度和很长的使用寿命，具有很好的抗微动磨损性能；适用于高温下重负荷轴承长时间运行。为此，我选用比较符合这些性能要求的长城系列润滑脂－长城7008或7019极压高温润滑脂。通过在#1机#1闭式冷却水泵电机前端轴承上使用长城7008润滑脂试验，收到了较为理想的效果，轴承温度较此前大为降低，较使用原通用锂基质的同型、同工况电机轴承温度差值、Z大降幅15－25℃。Z为明显的效果就是更换该润滑脂后没有再出现此轴承温度过高而危及设备运行的情况。
接下来我准备用品质更好的长城7019润滑脂用于闭式冷却水泵电机轴承做运行性能试验，期望其能够达到更好的运行效果。而且在今后的设备维护工作中将逐步把所有闭式冷却水泵及其它运行温度高、没有特别要求的电机的轴承改用该长城系列高性能润滑脂。这样做油脂的代价要高一些，但相对于运行中的设备，特别是一些重要设备的长期安全、稳定，进而对整个发电机组的安全稳定运行都是大有裨益的，显而易见，费效比相当可观！
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