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摘 要 风机轴承温度高故障是核电厂风机的常见故障，经过多年的检修已经形成了成熟的处理方案。但是排碘风机出现了几次异于常规的轴承温度高故障，经实践证明，风机所在的系统状态也会对风机轴承温度产生影响。本文描述了排碘风机几次特殊故障的分析和处理过程，从中总结出几点经验，以供探讨。
关键词 轴承；温度高；负压；散热
中图分类号：TF321 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）02-0202-02
1 背景介绍
核电厂排碘风机为核辅助厂房通风系统（DVN）中的风机，其碘排风子系统组成见图1所示。
碘排风子系统共设置有两台风机，编号为：007ZV和008ZV。两台风机分别位于A/B两列，一列运行，另一列为备用。单列系统构成为正常通风过滤器和碘吸附器串联，碘吸附部分并联有一路旁路。通过仪表侦测系统中碘浓度，当碘浓度未达到阈值时，运行碘吸附器的旁路分支，系统仅起过滤功能。而当碘浓度达到阈值时，正常通风过滤器和碘吸附器全部投用，进行排碘[1]。
排碘风机参数见表1，结构形式为悬臂支撑皮带传动风机，详见图2所示，轴承润滑形式为脂润滑。风机安装在小室中，从风机小室吸风，沿风管进行排风。因此，风机所处小室在风机运行时将产生负压，风机在小室中的布置见图3所示。现场安装有监测仪，对排碘风机轴承温度和振动参数进行在线监控，其中轴承温度上升至设定的温度时会触发跳机保护。
2 故障描述及分析
2013年6月8日5：39，为更换007ZV入口端过滤器，007ZV隔离停运，008ZV启动；11：50，008ZV因轴承温度高故障触发跳机保护动作，产生跳机；14：00，检查测温探头及仪控通道，未发现故障，现场轴承温度已接近常温，且盘动灵活无卡涩情况，重新启动008ZV；运行约一小时，风机再次因轴承温度高跳机。
轴承温度高故障的一般可能原因有：探头故障导致误报、轴承损坏、轴承部件安装超差、润滑脂失效、润滑脂过多（高转速风机中需考虑）。通过查阅该风机最近几次的维护记录，并结合现场监测仪记录的轴承温度曲线，可以排除上述常见原因。本次故障现象与排碘风机在调试期间的一次故障相类似：
2010年8月，007ZV风机发生轴承温度高故障，对轴承温度高的常见原因进行逐项检查，并未发现任何异常。保守决策，对轴承进行了更换。启动风机后不久，仍然发生轴承温度高跳机。再次检查轴承，未发现异常。为使轴承更好散热，更换同系列但游隙更大的轴承并减少轴承润滑脂的加注量，结果，启动后依然发生轴承温度高跳机。常规检修措施已完全失效，为了找出故障原因，维修人员打开风机小室隔离门，准备在风机启动后对轴承运行时的温度及相关参数进行在线实时测量。本次测试风机小室隔离门保持开启，风机其它状态未做任何改变。启动风机后，轴承温度很快稳定。由此可以确认，007ZV轴承温度高跳机故障原因并不在风机本身。转向检查通风系统回路情况，仅发现007ZV前端过滤器堵塞严重一项异常。在对过滤器进行更换后，排碘风机运行后不再出现轴承温度高故障。问题解决后，对检修过程的操作记录、运行参数以及现场监测仪记录的轴承温度曲线等资料进行了分析，得出以下几个结论：
1）通风系统会影响风机正常运行。007ZV风机属高转速风机，风机运行时轴承发热量较大。由于风机安装在小室中，小室的负压条件将影响风机运行时轴承的散热速度，而通风系统中其它条件的变化，如：本次的过滤器堵塞，会使风机小室负压升高。当负压达到一定程度时，轴承散热速度不能和发热速度达到一个平衡状态，轴承温度无法稳定，只能逐渐上升直至达到跳机保护温度。
2）现场监测仪记录的轴承温度曲线与上条因素相吻合，即：轴承散热不足情况的温度曲线有典型特征。
3）由于同类问题在其他风机并未出現，且007ZV故障处理后很长时间均未重复出现，认为该次故障为偶发故障。
而本次008ZV再次出现一天内两次因轴承温度高跳机的情况，引起维修人员重视。检修人员调出监测仪中记录的故障曲线进行分析，本次温度曲线的特征和上述007ZV历史经验类似，初步判断008ZV本次故障也为系统其它设备影响导致。于是，检修人员马上对通风系统中相应设备进行检查，结果发现全部正常，本次入口过滤器外观看未发现堵塞情况。再次对风机运行参数和轴承温度曲线进行分析，还是认为是通风系统影响了风机轴承的散热。为验证这一判断，打开风机小室门，启动风机，结果轴承温度很快得以稳定。表明，之前得出的前两项结论是正确的，008ZV的本次故障为受通风系统影响。
由于同样问题的重复出现，对两台排碘风机检修历史进行综合分析。两台排碘风机自调试以来，曾多次出现轴承温度高故障（见表2所示）。轴承温度高故障的检修结果显示：仅出现一次常规原因——润滑脂异常，但是均未发现轴承存在问题；所有故障均发生在5～8月。结合南方气候特征，该时期易发生过滤器受潮情况，从而使通风系统情况发生变化，继而影响风机运行，且不是偶发故障。
3 故障处理
如图4所示，排碘风机两轴承被固定风机蜗壳的两个筋板包围，形成了一个对流死角。实测风机运行时轴承部位的风速，结果接近于零。说明小室内的气流无法进入轴承部位，轴承的散热基本靠与房间空气的自然对流来完成。而小室负压的因素，导致对流散热效果变差，直接影响风机运行时的轴承温度。排碘风机的故障症结定位在轴承散热上。
通风系统是无法根本改变的，只能从减少轴承发热或加快轴承散热速度两方面来考虑解决方案。经综合分析，最终选择了加快轴承散热的方案。具体实施内容如图5所示：对风机支撑筋板进行开孔，使风室气流可以进入轴承位置；在风机轴承座附近转轴上安装小叶轮，风机转动时带动小叶轮旋转，产生的气流吹向轴承座，更快带走轴承产生的热量。
4 总结
排碘风机轴承温度高故障的处理经验，为核电厂风机轴承温度高故障的原因分析提供了新的参考：
1）通风系统会影响风机正常运行，特别是对于负压环境中运行的高转速风机。因此，从设计上需要考虑轴承散热问题。如：尽量选用较低转速的风机，减少轴承发热。
2）由于环境问题导致轴承散热不足情况，存在典型故障
曲线。
参考文献
[1]《核辅助厂房通风系统》系统手册.
关键词 轴承；温度高；负压；散热
中图分类号：TF321 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）02-0202-02
1 背景介绍
核电厂排碘风机为核辅助厂房通风系统（DVN）中的风机，其碘排风子系统组成见图1所示。
碘排风子系统共设置有两台风机，编号为：007ZV和008ZV。两台风机分别位于A/B两列，一列运行，另一列为备用。单列系统构成为正常通风过滤器和碘吸附器串联，碘吸附部分并联有一路旁路。通过仪表侦测系统中碘浓度，当碘浓度未达到阈值时，运行碘吸附器的旁路分支，系统仅起过滤功能。而当碘浓度达到阈值时，正常通风过滤器和碘吸附器全部投用，进行排碘[1]。
排碘风机参数见表1，结构形式为悬臂支撑皮带传动风机，详见图2所示，轴承润滑形式为脂润滑。风机安装在小室中，从风机小室吸风，沿风管进行排风。因此，风机所处小室在风机运行时将产生负压，风机在小室中的布置见图3所示。现场安装有监测仪，对排碘风机轴承温度和振动参数进行在线监控，其中轴承温度上升至设定的温度时会触发跳机保护。
2 故障描述及分析
2013年6月8日5：39，为更换007ZV入口端过滤器，007ZV隔离停运，008ZV启动；11：50，008ZV因轴承温度高故障触发跳机保护动作，产生跳机；14：00，检查测温探头及仪控通道，未发现故障，现场轴承温度已接近常温，且盘动灵活无卡涩情况，重新启动008ZV；运行约一小时，风机再次因轴承温度高跳机。
轴承温度高故障的一般可能原因有：探头故障导致误报、轴承损坏、轴承部件安装超差、润滑脂失效、润滑脂过多（高转速风机中需考虑）。通过查阅该风机最近几次的维护记录，并结合现场监测仪记录的轴承温度曲线，可以排除上述常见原因。本次故障现象与排碘风机在调试期间的一次故障相类似：
2010年8月，007ZV风机发生轴承温度高故障，对轴承温度高的常见原因进行逐项检查，并未发现任何异常。保守决策，对轴承进行了更换。启动风机后不久，仍然发生轴承温度高跳机。再次检查轴承，未发现异常。为使轴承更好散热，更换同系列但游隙更大的轴承并减少轴承润滑脂的加注量，结果，启动后依然发生轴承温度高跳机。常规检修措施已完全失效，为了找出故障原因，维修人员打开风机小室隔离门，准备在风机启动后对轴承运行时的温度及相关参数进行在线实时测量。本次测试风机小室隔离门保持开启，风机其它状态未做任何改变。启动风机后，轴承温度很快稳定。由此可以确认，007ZV轴承温度高跳机故障原因并不在风机本身。转向检查通风系统回路情况，仅发现007ZV前端过滤器堵塞严重一项异常。在对过滤器进行更换后，排碘风机运行后不再出现轴承温度高故障。问题解决后，对检修过程的操作记录、运行参数以及现场监测仪记录的轴承温度曲线等资料进行了分析，得出以下几个结论：
1）通风系统会影响风机正常运行。007ZV风机属高转速风机，风机运行时轴承发热量较大。由于风机安装在小室中，小室的负压条件将影响风机运行时轴承的散热速度，而通风系统中其它条件的变化，如：本次的过滤器堵塞，会使风机小室负压升高。当负压达到一定程度时，轴承散热速度不能和发热速度达到一个平衡状态，轴承温度无法稳定，只能逐渐上升直至达到跳机保护温度。
2）现场监测仪记录的轴承温度曲线与上条因素相吻合，即：轴承散热不足情况的温度曲线有典型特征。
3）由于同类问题在其他风机并未出現，且007ZV故障处理后很长时间均未重复出现，认为该次故障为偶发故障。
而本次008ZV再次出现一天内两次因轴承温度高跳机的情况，引起维修人员重视。检修人员调出监测仪中记录的故障曲线进行分析，本次温度曲线的特征和上述007ZV历史经验类似，初步判断008ZV本次故障也为系统其它设备影响导致。于是，检修人员马上对通风系统中相应设备进行检查，结果发现全部正常，本次入口过滤器外观看未发现堵塞情况。再次对风机运行参数和轴承温度曲线进行分析，还是认为是通风系统影响了风机轴承的散热。为验证这一判断，打开风机小室门，启动风机，结果轴承温度很快得以稳定。表明，之前得出的前两项结论是正确的，008ZV的本次故障为受通风系统影响。
由于同样问题的重复出现，对两台排碘风机检修历史进行综合分析。两台排碘风机自调试以来，曾多次出现轴承温度高故障（见表2所示）。轴承温度高故障的检修结果显示：仅出现一次常规原因——润滑脂异常，但是均未发现轴承存在问题；所有故障均发生在5～8月。结合南方气候特征，该时期易发生过滤器受潮情况，从而使通风系统情况发生变化，继而影响风机运行，且不是偶发故障。
3 故障处理
如图4所示，排碘风机两轴承被固定风机蜗壳的两个筋板包围，形成了一个对流死角。实测风机运行时轴承部位的风速，结果接近于零。说明小室内的气流无法进入轴承部位，轴承的散热基本靠与房间空气的自然对流来完成。而小室负压的因素，导致对流散热效果变差，直接影响风机运行时的轴承温度。排碘风机的故障症结定位在轴承散热上。
通风系统是无法根本改变的，只能从减少轴承发热或加快轴承散热速度两方面来考虑解决方案。经综合分析，最终选择了加快轴承散热的方案。具体实施内容如图5所示：对风机支撑筋板进行开孔，使风室气流可以进入轴承位置；在风机轴承座附近转轴上安装小叶轮，风机转动时带动小叶轮旋转，产生的气流吹向轴承座，更快带走轴承产生的热量。
4 总结
排碘风机轴承温度高故障的处理经验，为核电厂风机轴承温度高故障的原因分析提供了新的参考：
1）通风系统会影响风机正常运行，特别是对于负压环境中运行的高转速风机。因此，从设计上需要考虑轴承散热问题。如：尽量选用较低转速的风机，减少轴承发热。
2）由于环境问题导致轴承散热不足情况，存在典型故障
曲线。
参考文献
[1]《核辅助厂房通风系统》系统手册.