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)
(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,經過多年的檢修已經形成了成熟的處理方案。但是排碘風機出現了幾次異于常規的軸承溫度高故障,經實踐證明,風機所在的系統狀態也會對風機軸承溫度產生影響。本文描述了排碘風機幾次特殊故障的分析和處理過程,從中總結出幾點經驗,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(DVN)中的風機,其碘排風子系統組成見圖1所示。
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(DVN)中的風機,其碘排風子系統組成見圖1所示。

碘排風子系統共設置有兩臺風機,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。單列系統構成為正常通風過濾器和碘吸附器串聯,碘吸附部分并聯有一路旁路。通過儀表偵測系統中碘濃度,當碘濃度未達到閾值時,運行碘吸附器的旁路分支,系統僅起過濾功能。而當碘濃度達到閾值時,正常通風過濾器和碘吸附器全部投用,進行排碘[1]。
排碘風機參數見表1,結構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生負壓,風機在小室中的布置見圖3所示。現場安裝有監測儀,對排碘風機軸承溫度和振動參數進行在線監控,其中軸承溫度上升至設定的溫度時會觸發跳機保護。
排碘風機參數見表1,結構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生負壓,風機在小室中的布置見圖3所示。現場安裝有監測儀,對排碘風機軸承溫度和振動參數進行在線監控,其中軸承溫度上升至設定的溫度時會觸發跳機保護。



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跳機保護動作,產生跳機;14:00,檢查測溫探頭及儀控通道,未發現故障,現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,并結合現場監測儀記錄的軸承溫度曲線,可以排除上述常見原因。本次故障現象與排碘風機在調試期間的一次故障相類似:
2010年8月,007ZV風機發生軸承溫度高故障,對軸承溫度高的常見原因進行逐項檢查,并未發現任何異常。保守決策,對軸承進行了更換。啟動風機后不久,仍然發生軸承溫度高跳機。再次檢查軸承,未發現異常。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,結果,啟動后依然發生軸承溫度高跳機。常規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,風機其它狀態未做任何改變。啟動風機后,軸承溫度很快穩定。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。轉向檢查通風系統回路情況,僅發現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、運行參數以及現場監測儀記錄的軸承溫度曲線等資料進行了分析,得出以下幾個結論:
1)通風系統會影響風機正常運行。007ZV風機屬高轉速風機,風機運行時軸承發熱量較大。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熱速度達到一個平衡狀態,軸承溫度無法穩定,只能逐漸上升直至達到跳機保護溫度。
2)現場監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,且007ZV故障處理后很長時間均未重復出現,認為該次故障為偶發故障。
而本次008ZV再次出現一天內兩次因軸承溫度高跳機的情況,引起維修人員重視。檢修人員調出監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歷史經驗類似,初步判斷008ZV本次故障也為系統其它設備影響導致。于是,檢修人員馬上對通風系統中相應設備進行檢查,結果發現全部正常,本次入口過濾器外觀看未發現堵塞情況。再次對風機運行參數和軸承溫度曲線進行分析,還是認為是通風系統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,結果軸承溫度很快得以穩定。表明,之前得出的前兩項結論是正確的,008ZV的本次故障為受通風系統影響。
由于同樣問題的重復出現,對兩臺排碘風機檢修歷史進行綜合分析。兩臺排碘風機自調試以來,曾多次出現軸承溫度高故障(見表2所示)。軸承溫度高故障的檢修結果顯示:僅出現一次常規原因
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跳機保護動作,產生跳機;14:00,檢查測溫探頭及儀控通道,未發現故障,現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,并結合現場監測儀記錄的軸承溫度曲線,可以排除上述常見原因。本次故障現象與排碘風機在調試期間的一次故障相類似:
2010年8月,007ZV風機發生軸承溫度高故障,對軸承溫度高的常見原因進行逐項檢查,并未發現任何異常。保守決策,對軸承進行了更換。啟動風機后不久,仍然發生軸承溫度高跳機。再次檢查軸承,未發現異常。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,結果,啟動后依然發生軸承溫度高跳機。常規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,風機其它狀態未做任何改變。啟動風機后,軸承溫度很快穩定。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。轉向檢查通風系統回路情況,僅發現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、運行參數以及現場監測儀記錄的軸承溫度曲線等資料進行了分析,得出以下幾個結論:
1)通風系統會影響風機正常運行。007ZV風機屬高轉速風機,風機運行時軸承發熱量較大。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熱速度達到一個平衡狀態,軸承溫度無法穩定,只能逐漸上升直至達到跳機保護溫度。
2)現場監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,且007ZV故障處理后很長時間均未重復出現,認為該次故障為偶發故障。
而本次008ZV再次出現一天內兩次因軸承溫度高跳機的情況,引起維修人員重視。檢修人員調出監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歷史經驗類似,初步判斷008ZV本次故障也為系統其它設備影響導致。于是,檢修人員馬上對通風系統中相應設備進行檢查,結果發現全部正常,本次入口過濾器外觀看未發現堵塞情況。再次對風機運行參數和軸承溫度曲線進行分析,還是認為是通風系統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,結果軸承溫度很快得以穩定。表明,之前得出的前兩項結論是正確的,008ZV的本次故障為受通風系統影響。
由于同樣問題的重復出現,對兩臺排碘風機檢修歷史進行綜合分析。兩臺排碘風機自調試以來,曾多次出現軸承溫度高故障(見表2所示)。軸承溫度高故障的檢修結果顯示:僅出現一次常規原因
