高豐

(洛陽三隆安裝檢修有限公司,河南洛陽 471012)

6000KW主電機油封技術(shù)改造

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洛陽石化14萬噸/年聚丙烯車間,擠壓造粒機的主電機自投用以來,一直出現(xiàn)功率輸出端油封泄漏現(xiàn)象,通過對其故障現(xiàn)象的分析,找到了其泄漏的原因所在,通過相應的技術(shù)改造工作,徹底解決了該油封漏油的難題。

潤滑 迷宮密封 密封氣

1 基本概況

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

該電機為三相異步電動機,軸承采用的是滑動軸承,為防止該電機在盤車過程中造成滑動軸承的磨損,該電機軸承潤滑系統(tǒng)選型為壓力潤滑。當電機處于盤車當中時,借助潤滑油泵提供的高壓潤滑油,避免了設(shè)備在盤車過程中電機軸與滑動軸承發(fā)生干摩擦,從而保證滑動軸承潤滑,提高滑動軸承的使用壽命。

2 故障現(xiàn)象及原因分析

2013年7月13日主控室顯示電機軸功率輸出端,軸瓦溫度過高報警,為避免裝置的波動,操作人員采取了在線提高潤滑油壓力的方法來解決瓦溫過高的問題,隨之瓦溫降低,但同時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,而油封的最底部開有回油孔,將經(jīng)過層層節(jié)流后的潤滑油回流到軸承箱內(nèi),由于油封與電機相互接觸的因素存在,因此產(chǎn)生了磨損,而彈簧此時則恰恰起到一個連續(xù)不斷的補償作用,保證了油封良好密封的效果,油封環(huán)則有兩個壓蓋將油封牢牢地固定軸上,防止其軸向和周向的移動。

表1 基本參數(shù)

圖1 油封和壓蓋

圖2 油封環(huán)

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

而上半環(huán)則輕微磨損,使得油封已形成為一個不規(guī)則的橢圓,從而使得彈簧起不到連續(xù)補償?shù)淖饔?此時的油封也起不到節(jié)流密封的作用,而且由于油封和壓蓋不是一個完整體,使得潤滑油和油氣從其二者的間隙處泄漏出去,進一步導致了潤滑油嚴重泄漏。

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

3 解決措施

將原有的油封、補償彈簧以及油封壓蓋全部取消,將三者設(shè)計成為一個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電機軸的損壞,結(jié)構(gòu)上則采用了梳齒密封結(jié)構(gòu),在靠近電機側(cè)設(shè)計為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)的齒牙上開有三個回油孔,用來回流節(jié)流下來的潤滑油,而迷宮密封的后端則設(shè)計成為一個環(huán)形密封腔體,外側(cè)再設(shè)計2道梳齒密封保證密封效果,密封腔體的頂部則開有一個小孔,用來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,理論上可以達到密封介質(zhì)的零泄漏效果,在實際生產(chǎn)當中我們通入了0.1MPa的壓縮空氣,并安裝一個壓力可調(diào)的手動閥門,來控制通入密封腔內(nèi)的氣體壓力,如圖6所示。

圖6 密封氣

正是運用環(huán)形梳齒節(jié)流迷宮密封原理和機械密封氣體阻塞原理,非常好的解決了主電機運行過程當中油封漏油的問題。

但在新油封安裝過程當中需注意一個問題,就是油封安裝時應盡量將油封下半部貼近電機軸頸,這是因為當機組運行后,電機軸頸會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

通過對該主電機油封的主動改造處理,將兩個密封結(jié)構(gòu)有機的結(jié)合在一起,使得該電機軸承密封達到了零泄漏的理想效果,至今該電機油封再無發(fā)生一起漏油現(xiàn)象,同時該油封還有個最大的優(yōu)點,就是在設(shè)備運行當中油封與軸沒有接觸自然也就沒有了機械磨損,從而大大延長了油封的使用壽命和機組的運行周期,

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