高豐

(洛陽(yáng)三隆安裝檢修有限公司,河南洛陽(yáng) 471012)

6000KW主電機(jī)油封技術(shù)改造

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(洛陽(yáng)三隆安裝檢修有限公司,河南洛陽(yáng) 471012)

洛陽(yáng)石化14萬(wàn)噸/年聚丙烯車(chē)間,擠壓造粒機(jī)的主電機(jī)自投用以來(lái),一直出現(xiàn)功率輸出端油封泄漏現(xiàn)象,通過(guò)對(duì)其故障現(xiàn)象的分析,找到了其泄漏的原因所在,通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)改造工作,徹底解決了該油封漏油的難題。

潤(rùn)滑 迷宮密封 密封氣

1 基本概況

該電機(jī)為聚丙烯車(chē)間擠壓造粒機(jī)組的主電機(jī),其相應(yīng)的基本參數(shù)如表1所示。

該電機(jī)為三相異步電動(dòng)機(jī),軸承采用的是滑動(dòng)軸承,為防止該電機(jī)在盤(pán)車(chē)過(guò)程中造成滑動(dòng)軸承的磨損,該電機(jī)軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)選型為壓力潤(rùn)滑。當(dāng)電機(jī)處于盤(pán)車(chē)當(dāng)中時(shí),借助潤(rùn)滑油泵提供的高壓潤(rùn)滑油,避免了設(shè)備在盤(pán)車(chē)過(guò)程中電機(jī)軸與滑動(dòng)軸承發(fā)生干摩擦,從而保證滑動(dòng)軸承潤(rùn)滑,提高滑動(dòng)軸承的使用壽命。

2 故障現(xiàn)象及原因分析

2013年7月13日主控室顯示電機(jī)軸功率輸出端,軸瓦溫度過(guò)高報(bào)警,為避免裝置的波動(dòng),操作人員采取了在線提高潤(rùn)滑油壓力的方法來(lái)解決瓦溫過(guò)高的問(wèn)題,隨之瓦溫降低,但同時(shí)使得原本就有輕微泄漏的油封出現(xiàn)大量漏油現(xiàn)象。而該電機(jī)油封采用工程塑料加工而成,油封結(jié)構(gòu)如圖1所示。

該油封由兩個(gè)半環(huán)和一根彈簧組成,彈簧將兩半油封環(huán)固定在軸上如圖2所示,而油封的最底部開(kāi)有回油孔,將經(jīng)過(guò)層層節(jié)流后的潤(rùn)滑油回流到軸承箱內(nèi),由于油封與電機(jī)相互接觸的因素存在,因此產(chǎn)生了磨損,而彈簧此時(shí)則恰恰起到一個(gè)連續(xù)不斷的補(bǔ)償作用,保證了油封良好密封的效果,油封環(huán)則有兩個(gè)壓蓋將油封牢牢地固定軸上,防止其軸向和周向的移動(dòng)。

表1 基本參數(shù)

圖1 油封和壓蓋

圖2 油封環(huán)

為解決該漏油問(wèn)題,2013年8月10日由于工藝問(wèn)題裝置停工,對(duì)該油封進(jìn)行了拆除檢查,發(fā)現(xiàn)該油封下半環(huán)已嚴(yán)重磨損,迷宮密封的刃口已經(jīng)變寬起不到相應(yīng)密封作用如圖3所示。

而上半環(huán)則輕微磨損,使得油封已形成為一個(gè)不規(guī)則的橢圓,從而使得彈簧起不到連續(xù)補(bǔ)償?shù)淖饔?此時(shí)的油封也起不到節(jié)流密封的作用,而且由于油封和壓蓋不是一個(gè)完整體,使得潤(rùn)滑油和油氣從其二者的間隙處泄漏出去,進(jìn)一步導(dǎo)致了潤(rùn)滑油嚴(yán)重泄漏。

因此導(dǎo)致該油封泄漏的原因主要有兩個(gè):(1)油封磨損不均勻造成彈簧補(bǔ)償不到位,造成潤(rùn)滑油泄漏。(2)油封和壓蓋兩者配合間隙不合適,造成潤(rùn)滑油的泄漏。

3 解決措施

將原有的油封、補(bǔ)償彈簧以及油封壓蓋全部取消,將三者設(shè)計(jì)成為一個(gè)兩半非接觸式迷宮密封,如圖4所示。

該迷宮密封材質(zhì)為鋁合金,從而極大程度上減少了因故障摩擦而對(duì)電機(jī)軸的損壞,結(jié)構(gòu)上則采用了梳齒密封結(jié)構(gòu),在靠近電機(jī)側(cè)設(shè)計(jì)為7道環(huán)形梳齒牙如圖5所示,密封間隙則單邊留出0.14mm。在迷宮密封齒下半環(huán)的齒牙上開(kāi)有三個(gè)回油孔,用來(lái)回流節(jié)流下來(lái)的潤(rùn)滑油,而迷宮密封的后端則設(shè)計(jì)成為一個(gè)環(huán)形密封腔體,外側(cè)再設(shè)計(jì)2道梳齒密封保證密封效果,密封腔體的頂部則開(kāi)有一個(gè)小孔,用來(lái)通入迷宮密封所需的密封氣體,

圖3 磨損的油封

圖4 迷宮密封

圖5 梳齒結(jié)構(gòu)

運(yùn)用零逸出密封技術(shù),就是指工藝設(shè)備內(nèi)的工藝流體泄漏量和逸出量等于零,工作原理是流體阻塞系統(tǒng)中利用壓力大于工藝流體壓力和大氣壓力的阻塞流體注入密封室中,由于阻塞流體壓力稍大于工藝流體壓力和大氣壓力,從而避免了直通型迷宮密封透氣現(xiàn)象的發(fā)生,理論上可以達(dá)到密封介質(zhì)的零泄漏效果,在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中我們通入了0.1MPa的壓縮空氣,并安裝一個(gè)壓力可調(diào)的手動(dòng)閥門(mén),來(lái)控制通入密封腔內(nèi)的氣體壓力,如圖6所示。

圖6 密封氣

正是運(yùn)用環(huán)形梳齒節(jié)流迷宮密封原理和機(jī)械密封氣體阻塞原理,非常好的解決了主電機(jī)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中油封漏油的問(wèn)題。

但在新油封安裝過(guò)程當(dāng)中需注意一個(gè)問(wèn)題,就是油封安裝時(shí)應(yīng)盡量將油封下半部貼近電機(jī)軸頸,這是因?yàn)楫?dāng)機(jī)組運(yùn)行后,電機(jī)軸頸會(huì)因油壓作用稍稍抬起,從而保證油封周向間隙的均勻性。

4 效果

通過(guò)對(duì)該主電機(jī)油封的主動(dòng)改造處理,將兩個(gè)密封結(jié)構(gòu)有機(jī)的結(jié)合在一起,使得該電機(jī)軸承密封達(dá)到了零泄漏的理想效果,至今該電機(jī)油封再無(wú)發(fā)生一起漏油現(xiàn)象,同時(shí)該油封還有個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn),就是在設(shè)備運(yùn)行當(dāng)中油封與軸沒(méi)有接觸自然也就沒(méi)有了機(jī)械磨損,從而大大延長(zhǎng)了油封的使用壽命和機(jī)組的運(yùn)行周期,

[1]顧永泉.機(jī)械密封實(shí)用技術(shù).北京:北京機(jī)械工業(yè)出版社,2001.