核電廠排碘風機軸承溫度高故障分析
2018-07-09
邵家泉 關震
(中核核電運行管理有限公司)
摘 要:風機軸承溫度高故障是核電廠風機的常見故障,經(jīng)過多年的檢修已經(jīng)形成了成熟的處理方案。但是排碘風機出現(xiàn)了幾次異于常規(guī)的軸承溫度高故障,經(jīng)實踐證明,風機所在的系統(tǒng)狀態(tài)也會對風機軸承溫度產(chǎn)生影響。本文描述了排碘風機幾次特殊故障的分析和處理過程,從中總結(jié)出幾點經(jīng)驗,以供探討。
關鍵詞:軸承;溫度高;負壓;散熱
1 背景介紹
核電廠排碘風機為核輔助廠房通風系統(tǒng)(DVN)中的風機,其碘排風子系統(tǒng)組成見圖1所示。
碘排風子系統(tǒng)共設置有兩臺風機,編號為:007ZV和008ZV。兩臺風機分別位于A/B兩列,一列運行,另一列為備用。單列系統(tǒng)構(gòu)成為正常通風過濾器和碘吸附器串聯(lián),碘吸附部分并聯(lián)有一路旁路。通過儀表偵測系統(tǒng)中碘濃度,當?shù)鉂舛任催_到閾值時,運行碘吸附器的旁路分支,系統(tǒng)僅起過濾功能。而當?shù)鉂舛冗_到閾值時,正常通風過濾器和碘吸附器全部投用,進行排碘[1]。
排碘風機參數(shù)見表1,結(jié)構(gòu)形式為懸臂支撐皮帶傳動風機,詳見圖2所示,軸承潤滑形式為脂潤滑。風機安裝在小室中,從風機小室吸風,沿風管進行排風。因此,風機所處小室在風機運行時將產(chǎn)生負壓,風機在小室中的布置見圖3所示?,F(xiàn)場安裝有監(jiān)測儀,對排碘風機軸承溫度和振動參數(shù)進行在線監(jiān)控,其中軸承溫度上升至設定的溫度時會觸發(fā)跳機保護。
2 故障描述及分析
2013年6月8日5:39,為更換007ZV入口端過濾器,007ZV隔離停運,008ZV啟動;11:50,008ZV因軸承溫度高故障觸發(fā)跳機保護動作,產(chǎn)生跳機;14:00,檢查測溫探頭及儀控通道,未發(fā)現(xiàn)故障,現(xiàn)場軸承溫度已接近常溫,且盤動靈活無卡澀情況,重新啟動008ZV;運行約一小時,風機再次因軸承溫度高跳機。
軸承溫度高故障的一般可能原因有:探頭故障導致誤報、軸承損壞、軸承部件安裝超差、潤滑脂失效、潤滑脂過多(高轉(zhuǎn)速風機中需考慮)。通過查閱該風機Z近幾次的維護記錄,并結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測儀記錄的軸承溫度曲線,可以排除上述常見原因。本次故障現(xiàn)象與排碘風機在調(diào)試期間的一次故障相類似:
2010年8月,007ZV風機發(fā)生軸承溫度高故障,對軸承溫度高的常見原因進行逐項檢查,并未發(fā)現(xiàn)任何異常。保守決策,對軸承進行了更換。啟動風機后不久,仍然發(fā)生軸承溫度高跳機。再次檢查軸承,未發(fā)現(xiàn)異常。為使軸承更好散熱,更換同系列但游隙更大的軸承并減少軸承潤滑脂的加注量,結(jié)果,啟動后依然發(fā)生軸承溫度高跳機。常規(guī)檢修措施已完全失效,為了找出故障原因,維修人員打開風機小室隔離門,準備在風機啟動后對軸承運行時的溫度及相關參數(shù)進行在線實時測量。本次測試風機小室隔離門保持開啟,風機其它狀態(tài)未做任何改變。啟動風機后,軸承溫度很快穩(wěn)定。由此可以確認,007ZV軸承溫度高跳機故障原因并不在風機本身。轉(zhuǎn)向檢查通風系統(tǒng)回路情況,僅發(fā)現(xiàn)007ZV前端過濾器堵塞嚴重一項異常。在對過濾器進行更換后,排碘風機運行后不再出現(xiàn)軸承溫度高故障。問題解決后,對檢修過程的操作記錄、運行參數(shù)以及現(xiàn)場監(jiān)測儀記錄的軸承溫度曲線等資料進行了分析,得出以下幾個結(jié)論:
1)通風系統(tǒng)會影響風機正常運行。007ZV風機屬高轉(zhuǎn)速風機,風機運行時軸承發(fā)熱量較大。由于風機安裝在小室中,小室的負壓條件將影響風機運行時軸承的散熱速度,而通風系統(tǒng)中其它條件的變化,如:本次的過濾器堵塞,會使風機小室負壓升高。當負壓達到一定程度時,軸承散熱速度不能和發(fā)熱速度達到一個平衡狀態(tài),軸承溫度無法穩(wěn)定,只能逐漸上升直至達到跳機保護溫度。
2)現(xiàn)場監(jiān)測儀記錄的軸承溫度曲線與上條因素相吻合,即:軸承散熱不足情況的溫度曲線有典型特征。
3)由于同類問題在其他風機并未出現(xiàn),且007ZV故障處理后很長時間均未重復出現(xiàn),認為該次故障為偶發(fā)故障。
而本次008ZV再次出現(xiàn)一天內(nèi)兩次因軸承溫度高跳機的情況,引起維修人員重視。檢修人員調(diào)出監(jiān)測儀中記錄的故障曲線進行分析,本次溫度曲線的特征和上述007ZV歷史經(jīng)驗類似,初步判斷008ZV本次故障也為系統(tǒng)其它設備影響導致。于是,檢修人員馬上對通風系統(tǒng)中相應設備進行檢查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)全部正常,本次入口過濾器外觀看未發(fā)現(xiàn)堵塞情況。再次對風機運行參數(shù)和軸承溫度曲線進行分析,還是認為是通風系統(tǒng)影響了風機軸承的散熱。為驗證這一判斷,打開風機小室門,啟動風機,結(jié)果軸承溫度很快得以穩(wěn)定。表明,之前得出的前兩項結(jié)論是正確的,008ZV的本次故障為受通風系統(tǒng)影響。
由于同樣問題的重復出現(xiàn),對兩臺排碘風機檢修歷史進行綜合分析。兩臺排碘風機自調(diào)試以來,曾多次出現(xiàn)軸承溫度高故障(見表2所示)。軸承溫度高故障的檢修結(jié)果顯示:僅出現(xiàn)一次常規(guī)原因