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        正壓外殼型高壓三相異步電動機(jī)的密封設(shè)計

        2014-09-26 09:01:26陳興衛(wèi)
        防爆電機(jī) 2014年2期
        關(guān)鍵詞:機(jī)座內(nèi)腔冷卻器

        陳興衛(wèi)

        (佳木斯電機(jī)股份有限公司,黑龍江佳木斯 154002)

        0 引言

        近年來,隨著我國煤炭、石油、化工等領(lǐng)域的不斷新建和擴(kuò)建項(xiàng)目,大功率防爆電機(jī)的需求正逐年增多,功率要求也越來越大,我國現(xiàn)有生產(chǎn)的增安型、隔爆型電機(jī)已無法滿足大容量電機(jī)的防爆要求。

        正壓外殼型高壓三相異步電動機(jī)是應(yīng)用正壓防爆技術(shù)的更高層次防爆產(chǎn)品,適用于爆炸性氣體環(huán)境危險分類為“1區(qū)”或“2區(qū)”的危險場所。正壓外殼型三相異步電動機(jī)的防爆標(biāo)志:Expx、Expy、Expz,溫度組別:T1 ~T4。

        隨著企業(yè)對防爆安全意識的提高和對正壓外殼型三相異步電動機(jī)的逐步了解,該類電機(jī)需求量會逐漸增加,因此正壓外殼型三相異步電動機(jī)作為大型防爆電機(jī)的主導(dǎo)產(chǎn)品已成為必然。

        1 正壓外殼型高壓三相異步電動機(jī)核心技術(shù)

        正壓外殼型高壓三相異步電動機(jī)采用正壓外殼型防爆技術(shù)。為保證電機(jī)內(nèi)腔壓力始終高于外界氣壓,電機(jī)主體上安裝有吹掃換氣系統(tǒng),吹掃控制裝置由控制單元和泄壓閥兩部分組成。電機(jī)起動前,吹掃氣體(新鮮的空氣或氮?dú)?通過控制單元進(jìn)入電機(jī)內(nèi)腔,將腔內(nèi)的氣體由頂部泄壓閥排出,泄壓閥帶有火花過濾器網(wǎng);吹掃完成后泄壓閥自動關(guān)閉。通過吹掃裝置對電機(jī)內(nèi)腔可燃性氣體進(jìn)行有效的置換,保證電機(jī)在起動與運(yùn)行期間電機(jī)內(nèi)腔始終保持潔凈。起車后系統(tǒng)自動進(jìn)入泄漏補(bǔ)償狀態(tài),并保證電機(jī)內(nèi)腔壓力始終高于外界壓力至少50Pa,防止可燃性氣體進(jìn)入殼體內(nèi)部。當(dāng)出現(xiàn)壓力偏低或失壓狀態(tài)時,不能保證正常的泄漏補(bǔ)償時,系統(tǒng)自動報警或切斷系統(tǒng)電源。

        2 正壓外殼型高壓三相異步電動機(jī)優(yōu)點(diǎn)

        2.1 使用場所由2區(qū)擴(kuò)展到1區(qū)(涵蓋2區(qū)),產(chǎn)品防爆級別更高;

        2.2 不受無火花試驗(yàn)及TE時間的限制。

        2.3 不受電機(jī)容量和轉(zhuǎn)速的限制,可做成大容量的防爆產(chǎn)品(最大容量可到5萬千瓦以上)。

        2.4 溫度組別可達(dá)到T4組。

        2.5 將密封工程引入電機(jī)設(shè)計領(lǐng)域,電機(jī)防護(hù)等級更高。

        2.6 通過試驗(yàn)測取電機(jī)負(fù)壓點(diǎn),調(diào)整正壓保護(hù)控制裝置,保證電機(jī)內(nèi)部任何部位壓力大于外部至少50Pa,有效防止大型高速電機(jī)漏油。

        2.7 通過清潔氣體保壓使電機(jī)內(nèi)腔保持清潔干燥,可廣泛應(yīng)用在沿海濕熱帶環(huán)境,防止電機(jī)內(nèi)部受潮絕緣電阻低。

        2.8 符合環(huán)保要求、高功率、低噪聲等特點(diǎn)。

        3 密封工程

        3.1 吹掃管路布置

        正壓外殼型電機(jī)主體上安裝有吹掃換氣系統(tǒng),電機(jī)起動前,吹掃氣體通過控制單元由吹掃管路進(jìn)入電機(jī)內(nèi)腔。電機(jī)機(jī)座上的吹掃管路可以布置在外部(圖1),也可以布置在內(nèi)部(圖2)。

        圖1 吹掃管路外部布置

        圖2 吹掃管路內(nèi)部布置

        管路布置在電機(jī)外部便于維護(hù),但增加了管路的泄漏點(diǎn);管路布置在電機(jī)內(nèi)部即使存在泄漏點(diǎn),也是在電機(jī)內(nèi)部,有效的防止吹掃氣體的損失。

        3.2 零部件配合改進(jìn)

        (1)機(jī)座及冷卻器等外部鋼板焊接件的所有外部焊縫全部采用連續(xù)焊縫;

        (2)機(jī)座頂板有平面度要求;

        (3)冷卻器與機(jī)座之間采用螺栓連接,改進(jìn)常規(guī)的鉸架結(jié)構(gòu),機(jī)座上的螺紋孔與冷卻器配鉆,確保冷卻器上罩與機(jī)座之間的密封(圖3);

        圖3 電機(jī)冷卻器與機(jī)座連接結(jié)構(gòu)的改進(jìn)前后

        (4)電機(jī)的機(jī)座、端蓋、接線盒等安裝孔盡量使用盲孔;

        (5)安裝螺栓以及其他螺紋配合處使用生料帶均勻纏繞后安裝,必要的增加密封墊圈(圖4)。

        圖4 使用生料帶及密封墊圈

        3.3 軸貫通處理

        (1)控制軸的加工精度,減小軸貫通處的配合間隙;

        (2)對于滑動軸承電機(jī),將軸承平衡氣壓孔用絲堵封堵,并取消呼吸器;

        (3)軸貫通處密封件嚴(yán)格要求,對于大電機(jī)必要的增加幾道密封。

        3.4 密封墊的改進(jìn)

        (1)密封材質(zhì)的改進(jìn):密封墊全部采用耐油、耐高溫、彈性好的單面帶膠的氯丁橡膠;

        (2)密封墊接縫處采用“鴿尾”型式進(jìn)行相接,保證聯(lián)接處的密封性良好(圖5)。

        圖5 密封墊及連接方式

        4 密封效果

        通過以上結(jié)構(gòu)改進(jìn),在大型正壓外殼型三相異步電動機(jī)上優(yōu)化試驗(yàn),電機(jī)密封取得了良好的效果(見表1)。

        表1 大型正壓外殼型高壓三相異步電動機(jī)試驗(yàn)泄漏量

        5 結(jié)語

        以上是對正壓外殼型高壓三相異步電動機(jī)的密封結(jié)構(gòu)分析。通過對電機(jī)吹掃管路的布置,電機(jī)零部件的安裝配合改進(jìn),密封件材質(zhì)的優(yōu)化,達(dá)到了正壓外殼型電機(jī)的密封要求,從而使電機(jī)具有良好的防爆性能,對正壓外殼型電機(jī)的設(shè)計制造具有一定的參考價值。

        [1]IEC 60079—2:2001,Eletrical apparatus for explosive gas atmospheres-Part 2:Pressurized enclosures“p”.

        [2]GB 3836.5—2004《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第5部分:正壓外殼型“p”》.

        [3]《機(jī)械設(shè)計手冊》.機(jī)械工業(yè)出版社.

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