事故原因分析
　　一、潤滑油脂填充量
　　潤滑脂的填充量，以填充軸承和軸承殼體空間的三分之一和二分之一為宜，若加脂過多，軸承滾動體散熱受阻，還會使油脂變質(zhì)惡化或軟化。用于高速旋轉(zhuǎn)的軸承應(yīng)僅填充至三分之一或更少。用于低速旋轉(zhuǎn)的軸承，為防止外部異物進入軸承內(nèi)，可以填滿殼體空間。
圖7 為發(fā)電機前軸承接油盒和手動注油口的位置，而自動注油口在發(fā)電機軸承前端蓋的正上方。按照事故機組發(fā)電機軸承的注油和排油方式，只要發(fā)電機的潤滑泵自動注油正常，在軸承前后端蓋之間和整個軸承殼體內(nèi)部均充滿油脂。因此，此種類型發(fā)電機軸承的注油量，軸承內(nèi)部的油脂量就會遠超過正常的填充量。圖8 為該種類型發(fā)電機前軸承后端蓋普遍的油脂狀況。 　　事故機組的發(fā)電機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)電機軸前端的溫度應(yīng)在600℃以上，遠超過其燃點溫度。
　　就本次事故而言，當(dāng)軸承保持架損壞后，發(fā)電機軸承內(nèi)外圈之間以及軸承內(nèi)圈與發(fā)電機軸之間的摩擦，劇烈發(fā)熱，軸承和發(fā)電機軸前端發(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)電機軸承前端噴出以后，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，大量可燃氣體從發(fā)電機前軸承端蓋處噴出后，在發(fā)電機軸前端或力矩限制器處點燃，促成著火燃燒。
　　二、事故再現(xiàn)及原因分析
　　此次事故，機組在處于滿負荷發(fā)電狀態(tài)時，發(fā)生發(fā)電機前軸承損毀、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)電機軸前端的溫度迅速上升。
　　由于發(fā)電機轉(zhuǎn)子與軸承內(nèi)圈劇烈摩擦，軸承和發(fā)電機軸前端的高溫使軸承內(nèi)的油脂蒸發(fā)、氣化，并產(chǎn)生大量的可燃氣體。個別油脂分子在高溫下，還可能出現(xiàn)分子鏈斷裂，產(chǎn)生的可燃氣體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2 所示。
　　發(fā)電機前軸承后端蓋、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)電機前軸承端蓋與發(fā)電機軸前端之間的間隙噴出，因劇烈摩擦、聯(lián)軸器打滑導(dǎo)致發(fā)電機軸前端及聯(lián)軸器力矩限制器處的溫度很高，以致可燃氣體點燃，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)電機軸前端和軸承前端蓋加熱，前端蓋和發(fā)電機軸前端的高溫又進一步把軸承內(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。
　　燃燒在聯(lián)軸器和聯(lián)軸器罩殼之間進行，火焰和熱量噴向剎車盤，對剎車盤不斷加熱，并不斷地把熱量傳到齒輪箱的高速軸端，再傳熱到齒輪箱軸承2 上。15:53:59 即停機40min后，觸發(fā)“齒輪箱軸承2 溫度偏高”，溫度超過85 ℃，當(dāng)聯(lián)軸器罩殼部分被燒成灰燼后，有部分火焰和熱量直接噴向齒輪箱溫度傳感器2 和齒輪油入口溫度計，因此，在停機41min 后的15:54:24 觸發(fā)“齒輪箱軸承2 溫度過高”，溫度超過90 ℃，在16:00:02 時，齒輪箱軸承2 的溫度為104 ℃，再經(jīng)過6min 后，齒輪箱軸承2 的溫度又上升了14 ℃左右，溫升速率遠超過剛停機后的一段時間。油脂燃燒使得機艙溫度、齒輪油入口溫度，也在停機后不斷升高。
　　因此，16:00:02 即機組停機47min 左右，機艙內(nèi)還在不斷燃燒。直至油脂不能再蒸發(fā)氣化，燃燒停止。
　　潤滑油脂主要由高分子量烴類組成，難以充分燃燒，必然會產(chǎn)生大量黑色的炭黑，當(dāng)軸承內(nèi)氣化壓力較低時，會有更多的油煙停留在發(fā)電機端蓋上面，因此，在軸承端蓋處留下V 字形印跡，主要是油脂的不完全燃燒使整個機艙都布滿黑色炭黑狀的煙塵物。另外，聯(lián)軸器和聯(lián)軸器罩殼中的有機物在碳化時，也會產(chǎn)生少量的煙塵。
　　發(fā)電機前軸承端蓋上出現(xiàn)了V 字形的黑色印記，這是此類火災(zāi)事故的共同特征，也是發(fā)電機前軸承油脂不完全燃燒和起火部位的直接實物證據(jù)。如圖9 所示。 　　三、發(fā)電機前軸承油脂過多是事故的根本原因
　　因發(fā)電機前軸承內(nèi)部的油脂過多，才使燃燒得以長時間維持。如果事故機組在軸承保持架損壞后沒有迅速報故障停機，短時間內(nèi)的軸承熱量將大大增加，短時間氣化的油脂量更多，火勢更大，可能使齒輪箱的橡膠油管、機艙罩殼等有機物也迅速燃燒起來，從而導(dǎo)致機組燒毀事故的發(fā)生，因此，此類由軸承保持架引發(fā)的火災(zāi)事故，油脂過多是引發(fā)火災(zāi)事故的關(guān)鍵。
　　不同生產(chǎn)廠家的發(fā)電機均出現(xiàn)過前軸承卡死、保持架損壞事故，但是，其他廠家發(fā)電機則少有類似火災(zāi)及機組燒毀事故。例如，另一生產(chǎn)廠家的發(fā)電機，當(dāng)前軸承出現(xiàn)卡死后，僅是在發(fā)電機前軸承出現(xiàn)一些黑色煙塵，從未出現(xiàn)過聯(lián)軸器燒毀和機組燒毀事故。究其原因，兩種發(fā)電機的注油和排油方式的區(qū)別很大，當(dāng)發(fā)電機前軸承卡死后，可供燃燒的油脂量較少，則不能在發(fā)電機軸承前端產(chǎn)生較大的火勢，從而避免了此類事故的發(fā)生。
　　經(jīng)驗與總結(jié)
　　一、本次事故預(yù)防措施
　　當(dāng)機組使用一定年限后，發(fā)電機軸承損壞、卡死狀況不可避免，由前面分析可知，如果發(fā)電機前軸承內(nèi)部沒有大量的油脂，將不會導(dǎo)致火勢的蔓延，引發(fā)火災(zāi)。
　　因此，為避免此類事故的再次發(fā)生，應(yīng)采取有效措施嚴(yán)格控制軸承內(nèi)部的油脂量，防止油脂在發(fā)電機軸承內(nèi)大量沉積。較為準(zhǔn)確地控制發(fā)電機前軸承的注油量，是避免火災(zāi)事故的根本方法。
　　就此事故而言，建議對于已投運此型號發(fā)電機采取手動注油方式，取消自動注油，通過人工方式準(zhǔn)確地控制注油量和油脂位置，按時清理軸承內(nèi)部廢油；對于新生產(chǎn)的發(fā)電機，建議對其注油位置和排油方式進行改進，以避免過多的廢油在軸承內(nèi)部沉積。
　　二、眾多機組倒塌、火災(zāi)事故預(yù)防措施匯總
　　在正常質(zhì)量和條件下，風(fēng)電機組機艙、輪轂等部件大都為非易燃品。短時間、小面積的起火、燃燒，一般不會引發(fā)機組火災(zāi)事故的發(fā)生；沒有足夠的風(fēng)力和對塔筒巨大的翻轉(zhuǎn)力矩，機組是不會倒塌的。
因此，在防止火災(zāi)和機組倒塌事故時，應(yīng)抓住重點，有的放矢。著重預(yù)防機組長時間持續(xù)發(fā)熱起火故障和直接導(dǎo)致機組倒塌、起火的錯誤操作和維護方法，對于變槳機組尤其要防止三支槳葉同時不能順槳故障的發(fā)生。
　　機組倒塌、火災(zāi)事故的預(yù)防措施，總的來講，大致可分為以下五種：
　?。ㄒ唬┓乐棺儤獧C組在停機時出現(xiàn)三支槳葉同時不能順槳故障，具體措施如下：
　　1、重點檢查和預(yù)防因機組接線錯誤而導(dǎo)致三支槳葉同時不能順槳故障。
　　2、把握關(guān)鍵部件的容量和質(zhì)量。對于電氣變槳系統(tǒng)，避免因輪轂質(zhì)量造成大功率接觸器卡塞、起火，進而引發(fā)機組火災(zāi)事故的發(fā)生；因接觸器質(zhì)量問題造成在緊急順槳時三支槳葉同時不能順槳。
　　3、避免因機組主控軟件設(shè)計，或機組硬件設(shè)計缺陷造成三支槳葉同時不能順槳。
　?。ǘ┳⒁飧咚龠\轉(zhuǎn)軸承內(nèi)部的注油量，避免在軸承抱死時，因油脂過多而引發(fā)的火災(zāi)事故。
　?。ㄈ┓乐刮＜皺C組安全的錯誤操作。例如對于變槳機組，在安裝時，禁止讓三支葉片同時停留在開槳位置的情況等；注意維護細節(jié)，避免火災(zāi)事故的發(fā)生，如在對輪轂、機艙進行清洗維護時，禁止采用大量的汽油類，易揮發(fā)且易燃的清洗劑進行清洗等。
　?。ㄋ模╊A(yù)防和避免箱變低壓側(cè)斷路器不能自動保護性跳閘故障的發(fā)生。對于雙饋機組，如箱變的低壓側(cè)斷路器不具有自動跳閘功能，當(dāng)機組停機時，發(fā)電機不能脫網(wǎng)造成發(fā)電機定子長時間短路發(fā)熱，進而引發(fā)火災(zāi)事故。
　?。ㄎ澹╊A(yù)防其他類原因造成機組倒塌。如機組安全等級選擇，或微觀選址不當(dāng)；塔筒、塔筒螺栓不合格，或塔筒螺栓維護不到位等。
　　總之，當(dāng)機組燒毀、倒塌事故發(fā)生以后，應(yīng)追尋事故發(fā)生的根本原因，抓住重點，采取合理、適當(dāng)、有針對性的預(yù)防措施，以避免機組重大事故的再次發(fā)生。
　　結(jié)語
　　為預(yù)防和避免風(fēng)電機組重大事故的發(fā)生，可以通過完善設(shè)計、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增強從業(yè)人員的業(yè)務(wù)水品和責(zé)任意識等主動措施，以降低事故的發(fā)生率。而不是簡單地增加消防系統(tǒng)等消極、被動的防火措施。
　　風(fēng)電機組的運行環(huán)境惡劣，在主控設(shè)定的條件下自動控制運行，因此，我們要以預(yù)防為主，不僅要防止風(fēng)電機組燒毀、倒塌事故的發(fā)生，而且，還要考慮到風(fēng)電機組的生產(chǎn)、運行和維護成本，最終達到機組在20 年內(nèi)成本較低，甚至更長時間內(nèi)達到度電成本最低。