事故機(jī)組的發(fā)電機(jī)軸承采用的是高溫潤滑脂,根據(jù)油脂廠商提供的滴點溫度在250℃左右,當(dāng)達(dá)到滴點后基礎(chǔ)油會從油脂中分離流失出來,而流失出來的基礎(chǔ)油的燃點約為300℃,一般軸承抱死時,發(fā)電機(jī)軸前端的溫度應(yīng)在600℃以上,遠(yuǎn)超過其燃點溫度。
就本次事故而言,當(dāng)軸承保持架損壞后,發(fā)電機(jī)軸承內(nèi)外圈之間以及軸承內(nèi)圈與發(fā)電機(jī)軸之間的摩擦,劇烈發(fā)熱,軸承和發(fā)電機(jī)軸前端發(fā)熱嚴(yán)重,大量的油脂會受熱發(fā)生蒸發(fā),當(dāng)蒸發(fā)的油脂從發(fā)電機(jī)軸前端噴出以后,溫度超過潤滑脂的燃點就會燃燒。從軸承滾動體及軸承內(nèi)外圈的滾道發(fā)黑嚴(yán)重,軸承內(nèi)圈與發(fā)電機(jī)軸之間有融化現(xiàn)象(其材質(zhì)為鋼,純鐵的熔點溫度為1535℃,鋼的熔點為1515℃左右,隨著鐵中碳或其他成分含量的增加,熔化的溫度會降低,如:在高爐煉鐵時因含碳量較高1200℃左右就熔化了),如圖1 所示,所以,軸承內(nèi)圈與發(fā)電機(jī)軸前端的溫度很高,可導(dǎo)致大量的基礎(chǔ)油迅速氣化,大量可燃?xì)怏w從發(fā)電機(jī)前軸承端蓋處噴出后,在發(fā)電機(jī)軸前端或力矩限制器處點燃,促成著火燃燒。
3.2 事故分析與再現(xiàn)
此次事故,機(jī)組在處于滿負(fù)荷發(fā)電狀態(tài)時,發(fā)生發(fā)電機(jī)前軸承損毀、卡死。當(dāng)軸承故障后,先是軸承保持架破損,軸承內(nèi)外圈之間的摩擦發(fā)熱嚴(yán)重,本是過盈配合,因急劇的熱膨脹,造成軸承內(nèi)圈與發(fā)電機(jī)軸之間的阻力減小,并產(chǎn)生相互滑動,劇烈摩擦產(chǎn)生大量的熱量。部分金屬材料已經(jīng)融化。軸承和發(fā)電機(jī)軸前端的溫度迅速上升。
由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與軸承內(nèi)圈劇烈摩擦,軸承和發(fā)電機(jī)軸高溫使軸承內(nèi)的油脂蒸發(fā)、氣化,并產(chǎn)生大量的可燃?xì)怏w。個別油脂分子在高溫下,還可能出現(xiàn)分子鏈斷裂,產(chǎn)生的可燃?xì)怏w不需要明火在高溫下就能點燃,有的油脂分子則在軸承中碳化變黑,如圖9所示。
發(fā)電機(jī)前軸承后端蓋、軸承端蓋、軸承前端蓋一起組成一個相對密閉的空間,產(chǎn)生的氣體,只能從發(fā)電機(jī)前軸承與發(fā)電機(jī)軸之間的間隙噴出,因劇烈摩擦、聯(lián)軸器打滑導(dǎo)致發(fā)電機(jī)軸前端及聯(lián)軸器力矩限制器處的溫度很高使可燃?xì)怏w點燃,并在聯(lián)軸器與聯(lián)軸器罩殼之間燃燒,產(chǎn)生的熱量又持續(xù)把發(fā)電機(jī)軸前端和軸承前端蓋加熱,前端蓋和發(fā)電機(jī)軸前端的高溫又進(jìn)一步把軸承內(nèi)的油脂氣化。氣化油脂又再次著火燃燒。同時,發(fā)電機(jī)軸較粗(φ120),易于傳熱,隨著摩擦產(chǎn)生的熱量不斷向外傳遞,油脂燃燒使發(fā)電機(jī)軸承1溫度和油脂氣化得以長時間維持,因火勢的減小,或熱量的不斷向外傳遞,觸發(fā)“發(fā)電機(jī)軸承1溫度偏高”復(fù)位,因火勢、熱量的增加,又再次觸發(fā)“發(fā)電機(jī)軸承1溫度偏高”報警等現(xiàn)象。另一方面,被火長時間烘烤的聯(lián)軸器和聯(lián)軸器罩殼中的有機(jī)物燃燒也能產(chǎn)生一定的熱量。加之聯(lián)軸器罩殼上半被燒損毀的情況等,從而使得火勢呈現(xiàn)出時大時小的現(xiàn)象。