风电机组重大事故分析（四）-第5页-北极星风力发电网

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二、事故再现及原因分析

此次事故，机组在处于满负荷发电状态时，发生发电机前轴承损毁、卡死，当轴承故障后，先是轴承保持架破损，轴承内外圈之间的摩擦发热严重，本是过盈配合，因急剧的热膨胀，造成轴承内圈与发电机轴之间的阻力减小，并产生相互滑动，剧烈摩擦产生大量的热量。部分金属材料已经融化，轴承和发电机轴前端的温度迅速上升。

由于发电机转子与轴承内圈剧烈摩擦，轴承和发电机轴前端的高温使轴承内的油脂蒸发、气化，并产生大量的可燃气体。个别油脂分子在高温下，还可能出现分子链断裂，产生的可燃气体不需要明火在高温下就能点燃，有的油脂分子则在轴承中碳化变黑，如图2 所示。

发电机前轴承后端盖、轴承端盖、轴承前端盖一起组成一个相对密闭的空间，产生的气体，只能从发电机前轴承端盖与发电机轴前端之间的间隙喷出，因剧烈摩擦、联轴器打滑导致发电机轴前端及联轴器力矩限制器处的温度很高，以致可燃气体点燃，并在联轴器与联轴器罩壳之间燃烧，产生的热量又持续把发电机轴前端和轴承前端盖加热，前端盖和发电机轴前端的高温又进一步把轴承内的油脂气化。气化油脂又再次着火燃烧。同时，发电机轴较粗(φ120)，易于传热，随着摩擦产生的热量不断向外传递，油脂燃烧使发电机轴承1 温度和油脂气化得以长时间维持，因火势的减小，或热量的不断向外传递，触发“发电机轴承1 温度偏高”复位，因火势、热量的增加，又再次触发“发电机轴承1 温度偏高”报警等现象。另一方面，被火长时间烘烤的联轴器和联轴器罩壳中的有机物燃烧也能产生一定的热量。加之联轴器罩壳上半被烧损毁的情况等，从而使得火势呈现出时大时小的现象。

燃烧在联轴器和联轴器罩壳之间进行，火焰和热量喷向刹车盘，对刹车盘不断加热，并不断地把热量传到齿轮箱的高速轴端，再传热到齿轮箱轴承2 上。15:53:59 即停机40min后，触发“齿轮箱轴承2 温度偏高”，温度超过85 ℃，当联轴器罩壳部分被烧成灰烬后，有部分火焰和热量直接喷向齿轮箱温度传感器2 和齿轮油入口温度计，因此，在停机41min 后的15:54:24 触发“齿轮箱轴承2 温度过高”，温度超过90 ℃，在16:00:02 时，齿轮箱轴承2 的温度为104 ℃，再经过6min 后，齿轮箱轴承2 的温度又上升了14 ℃左右，温升速率远超过刚停机后的一段时间。油脂燃烧使得机舱温度、齿轮油入口温度，也在停机后不断升高。

因此，16:00:02 即机组停机47min 左右，机舱内还在不断燃烧。直至油脂不能再蒸发气化，燃烧停止。

润滑油脂主要由高分子量烃类组成，难以充分燃烧，必然会产生大量黑色的炭黑，当轴承内气化压力较低时，会有更多的油烟停留在发电机端盖上面，因此，在轴承端盖处留下V 字形印迹，主要是油脂的不完全燃烧使整个机舱都布满黑色炭黑状的烟尘物。另外，联轴器和联轴器罩壳中的有机物在碳化时，也会产生少量的烟尘。

发电机前轴承端盖上出现了V 字形的黑色印记，这是此类火灾事故的共同特征，也是发电机前轴承油脂不完全燃烧和起火部位的直接实物证据。如图9 所示。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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风电机组重大事故分析（四）

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