邵家泉　關(guān)震
（中核核電運行管理有限公司）

　　摘　要：風(fēng)機(jī)軸承溫度高故障是核電廠風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)所在的系統(tǒng)狀態(tài)也會對風(fēng)機(jī)軸承溫度產(chǎn)生影響。本文描述了排碘風(fēng)機(jī)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(guān)鍵詞：軸承；溫度高；負(fù)壓；散熱
　　1　背景介紹
　　核電廠排碘風(fēng)機(jī)為核輔助廠房通風(fēng)系統(tǒng)（DVN）中的風(fēng)機(jī)，其碘排風(fēng)子系統(tǒng)組成見圖1所示。 

　　碘排風(fēng)子系統(tǒng)共設(shè)置有兩臺風(fēng)機(jī)，編號為：007ZV和008ZV。兩臺風(fēng)機(jī)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(fēng)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(dāng)?shù)鉂舛任催_(dá)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(dāng)?shù)鉂舛冗_(dá)到閾值時，正常通風(fēng)過濾器和碘吸附器全部投用，進(jìn)行排碘^[1]。
　　排碘風(fēng)機(jī)參數(shù)見表1，結(jié)構(gòu)形式為懸臂支撐皮帶傳動風(fēng)機(jī)，詳見圖2所示，軸承潤滑形式為脂潤滑。風(fēng)機(jī)安裝在小室中，從風(fēng)機(jī)小室吸風(fēng)，沿風(fēng)管進(jìn)行排風(fēng)。因此，風(fēng)機(jī)所處小室在風(fēng)機(jī)運行時將產(chǎn)生負(fù)壓，風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)軸承溫度和振動參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)控，其中軸承溫度上升至設(shè)定的溫度時會觸發(fā)跳機(jī)保護(hù)。

　　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(jī)保護(hù)動作，產(chǎn)生跳機(jī)；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，且盤動靈活無卡況，重新啟動008ZV；運行約一小時，風(fēng)機(jī)再次因軸承溫度高跳機(jī)。
　　軸承溫度高故障的一般可能原因有：探頭故障導(dǎo)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(fēng)機(jī)中需考慮）。通過查閱該風(fēng)機(jī)最近幾次的維護(hù)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(fēng)機(jī)在調(diào)試期間的一次故障相類似：
　　2010年8月，007ZV風(fēng)機(jī)發(fā)生軸承溫度高故障，對軸承溫度高的常見原因進(jìn)行逐項檢查，并未發(fā)現(xiàn)任何異常。保守決策，對軸承進(jìn)行了更換。啟動風(fēng)機(jī)后不久，仍然發(fā)生軸承溫度高跳機(jī)。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(jī)。常規(guī)檢修措施已失效，為了找出故障原因，維修人員打開風(fēng)機(jī)小室隔離門，準(zhǔn)備在風(fēng)機(jī)啟動后對軸承運行時的溫度及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行在線實時測量。本次測試風(fēng)機(jī)小室隔離門保持開啟，風(fēng)機(jī)其它狀態(tài)未做任何改變。啟動風(fēng)機(jī)后，軸承溫度很快穩(wěn)定。由此可以確認(rèn)，007ZV軸承溫度高跳機(jī)故障原因并不在風(fēng)機(jī)本身。轉(zhuǎn)向檢查通風(fēng)系統(tǒng)回路情況，僅發(fā)現(xiàn)007ZV前端過濾器堵塞嚴(yán)重一項異常。在對過濾器進(jìn)行更換后，排碘風(fēng)機(jī)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(jìn)行了分析，得出以下幾個結(jié)論：
　　1）通風(fēng)系統(tǒng)會影響風(fēng)機(jī)正常運行。007ZV風(fēng)機(jī)屬高轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)運行時軸承發(fā)熱量較大。由于風(fēng)機(jī)安裝在小室中，小室的負(fù)壓條件將影響風(fēng)機(jī)運行時軸承的散熱速度，而通風(fēng)系統(tǒng)中其它條件的變化，如：本次的過濾器堵塞，會使風(fēng)機(jī)小室負(fù)壓升高。當(dāng)負(fù)壓達(dá)到一定程度時，軸承散熱速度不能和發(fā)熱速度達(dá)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(dá)到跳機(jī)保護(hù)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(fēng)機(jī)并未出現(xiàn)，且007ZV故障處理后很長時間均未重復(fù)出現(xiàn)，認(rèn)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(jī)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(jìn)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(shè)備影響導(dǎo)致。于是，檢修人員馬上對通風(fēng)系統(tǒng)中相應(yīng)設(shè)備進(jìn)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(fēng)機(jī)運行參數(shù)和軸承溫度曲線進(jìn)行分析，還是認(rèn)為是通風(fēng)系統(tǒng)影響了風(fēng)機(jī)軸承的散熱。為驗證這一判斷，打開風(fēng)機(jī)小室門，啟動風(fēng)機(jī)，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(fēng)系統(tǒng)影響。
　　由于同樣問題的重復(fù)出現(xiàn)，對兩臺排碘風(fēng)機(jī)檢修歷史進(jìn)行綜合分析。兩臺排碘風(fēng)機(jī)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――潤滑脂異常，但是均未發(fā)現(xiàn)軸承存在問題；所有故障均發(fā)生在5～8月。結(jié)合南方氣候特征，該時期易發(fā)生過濾器受潮情況，從而使通風(fēng)系統(tǒng)情況發(fā)生變化，繼而影響風(fēng)機(jī)運行，且不是偶發(fā)故障。

　　3　故障處理
　　如圖4所示，排碘風(fēng)機(jī)兩軸承被固定風(fēng)機(jī)蝸殼的兩個筋板包圍，形成了一個對流死角。實測風(fēng)機(jī)運行時軸承部位的風(fēng)速，結(jié)果接近于零。說明小室內(nèi)的氣流無法進(jìn)入軸承部位，軸承的散熱基本靠與房間空氣的自然對流來完成。而小室負(fù)壓的因素，導(dǎo)致對流散熱效果變差，直接影響風(fēng)機(jī)運行時的軸承溫度。排碘風(fēng)機(jī)的故障癥結(jié)定位在軸承散熱上。

　　通風(fēng)系統(tǒng)是無法根本改變的，只能從減少軸承發(fā)熱或加快軸承散熱速度兩方面來考慮解決方案。經(jīng)綜合分析，最終選擇了加快軸承散熱的方案。具體實施內(nèi)容如圖5所示：對風(fēng)機(jī)支撐筋板進(jìn)行開孔，使風(fēng)室氣流可以進(jìn)入軸承位置；在風(fēng)機(jī)軸承座附近轉(zhuǎn)軸上安裝小葉輪，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動時帶動小葉輪旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的氣流吹向軸承座，更快帶走軸承產(chǎn)生的熱量。

　　4　總結(jié)
　　排碘風(fēng)機(jī)軸承溫度高故障的處理經(jīng)驗，為核電廠風(fēng)機(jī)軸承溫度高故障的原因分析提供了新的參考：
　　1）通風(fēng)系統(tǒng)會影響風(fēng)機(jī)正常運行，特別是對于負(fù)壓環(huán)境中運行的高轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)。因此，從設(shè)計上需要考慮軸承散熱問題。如：盡量選用較低轉(zhuǎn)速的風(fēng)機(jī)，減少軸承發(fā)熱。
　　2）由于環(huán)境問題導(dǎo)致軸承散熱不足情況，存在典型故障曲線。 
　　參考文獻(xiàn) 
　　[1]《核輔助廠房通風(fēng)系統(tǒng)》系統(tǒng)手冊. 

來源：《硅谷》2015年02期