6000KW主電機油封技術改造

高豐

(洛陽三隆安裝檢修有限公司,河南洛陽 471012)

6000KW主電機油封技術改造

高豐

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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,一直出現功率輸出端油封泄漏現象,通過對其故障現象的分析,找到了其泄漏的原因所在,通過相應的技術改造工作,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,避免了設備在盤車過程中電機軸與滑動軸承發生干摩擦,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大量漏油現象。而該電機油封采用工程塑料加工而成,油封結構如圖1所示。

該油封由兩個半環和一根彈簧組成,彈簧將兩半油封環固定在軸上如圖2所示,而油封的最底部開有回油孔,將經過層層節流后的潤滑油回流到軸承箱內,由于油封與電機相互接觸的因素存在,因此產生了磨損,而彈簧此時則恰恰起到一個連續不斷的補償作用,保證了油封良好密封的效果,油封環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

圖1 油封和壓蓋

圖2 油封環

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,發現該油封下半環已嚴重磨損,迷宮密封的刃口已經變寬起不到相應密封作用如圖3所示。

而上半環則輕微磨損,使得油封已形成為一個不規則的橢圓,從而使得彈簧起不到連續補償的作用,此時的油封也起不到節流密封的作用,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,結構上則采用了梳齒密封結構,在靠近電機側設計為7道環形梳齒牙如圖5所示,密封間隙則單邊留出0.14mm。在迷宮密封齒下半環的齒牙上開有三個回油孔,用來回流節流下來的潤滑油,而迷宮密封的后端則設計成為一個環形密封腔體,外側再設計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 梳齒結構

運用零逸出密封技術,就是指工藝設備內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象的發生,理論上可以達到密封介質的零泄漏效果,在實際生產當中我們通入了0.1MPa的壓縮空氣,并安裝一個壓力可調的手動閥門,來控制通入密封腔內的氣體壓力,如圖6所示。

圖6 密封氣

正是運用環形梳齒節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,將兩個密封結構有機的結合在一起,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生一起漏油現象,同時該油封還有個最大的優點,就是在設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.北京:北京機械工業出版社,2001.