提高煤化工企業重要驅動電動機可靠性的措施

虎耀森 趙石岱

摘要： 煤化工企業屬于高耗煤、高耗電的高耗能企業，工廠內部有大量的機泵類驅動設備運轉，這些壓縮機或泵站的驅動設備中最常用的就是交流異步電動機。由于煤化工生產具有生產流程長、工藝路線復雜、生產連續性要求高等特點，對設備連續安全平穩運行要求較高，本文結合所從事的大型煤化工企業十余年的現場管理及技術改造經驗，對重要的驅動電動機如何做到長周期安全可靠性要求，從設計選型、運行維護等方面提出一些可靠性的措施。

關鍵詞： 電動機;穩定;選型;運行

引言

煤化工企業在部分工藝壓縮機和泵站通常會使用高壓10kV系統供電的大功率交流電動機作為驅動。電動機長周期安全可靠運行是保障整個工藝生產裝置長周期的生產的前提，本文從電動機潤滑油油系統配置，電動機本身的選擇以及軸承方式選擇，電動機在線監測連鎖保護的配置，電動機接線方式選擇，接線箱的設計和絕緣能力考量，以及后期維護保養各個方面提出有效措施，為同類型化工企業在電動機的選擇配備上提供考參考。

電動機自身及附屬設備配置選取

電動機自身的選取及接線箱的設計

根據工藝裝置聯鎖重要等級劃分，分別選取不同種類的電動機。對于工藝裝置來講，電動機停運直接觸發聯鎖導致裝置局部或者全裝置停車的，即特別重要的電動機，應該采用國際知名品牌電動機或特殊定制的電動機。一些故障停機后引起局部停車的，安全、經濟影響比較大的電動機，應采用國際知名品牌廠商生產的電動機，它們的設計容量裕度、絕緣等級裕度相對較大，設計結構更加合理，長周期運行的保障性更高。對于正常供水系統使用的電動機則可選擇常見品牌電機，節約成本。

安全可靠的接線箱設計。重要電動機的接線箱盡可能做大，甚至可以在接線箱內做分相隔離的安全設計。由于功率較大的電機的電纜截面比較大，加之電壓等級高，接線箱設計太小，一方面接線非常困難，另外部分電纜頭彎曲半徑難以滿足要求。這給接線帶來困難的同時運行過程也存在較大的安全隱患，采用大接線箱設計可以增大安全距離，有效防止接線箱的短路或接地故障。

電動機軸承方式選擇和潤滑油系統的參考配置

對于1000KW以上大功率電動機，盡量選擇滑動軸承方式，增加長周期運行穩定性。大功率電動機檢修相對困難，滾動軸承使用壽命一般為8000–20000h左右。從軸承使用壽命上本身難以做到長周期不停機，且滾動軸承多采用潤滑脂潤滑，但潤滑脂質量，人為控制的添加量等因素不易控制，嚴重制約電機長周期穩定運行。軸瓦本身磨損量較小，維護周期長，油系統潤滑，可以定期濾油換油，并且易于維護。因此重要的大功率電動機采用軸瓦潤滑更加安全可靠。

在使用油潤滑系統時，采用強制潤滑油的油系統，應配置雙電機雙泵互備聯鎖啟停的冗余潤滑油站。大多數壓縮機、壓縮機配套電動機、重要的大型機泵、風機及配套的電動機均采用強制潤滑的滑動軸承設備，強制潤滑設備需要可靠的油站系統配套，這些輔機設備的安全穩定性直接關系到主設備的安全可靠運行。由于輔機系統機泵等單臺設備運行可靠性相對較低，因此必須采用冗余設置，一用一備的模式，做到設備冗余，系統冗余，且雙套電機的電源要相對獨立，雙套油泵采用自動連鎖控制，保證油站長周期穩定運行。

電動機在線監測保護系統及接線方式的配置

可靠合理的在線監測聯鎖保護系統

做好電量信號保護優化處理。在電機綜合保護裝置的選取上，盡量選取國際品牌或者國內主流品牌，例如使用四方綜保系統。在電機過載保護、過電流保護、短路保護等電量保護設置時，合理投入保護定值，確保電動機因工況不良及電機自身故障引起的各類負荷跳變引起跳車及時保護電機。

做好非電量信號保護優化控制。對于大中容量的電動機或非常重要的油泵類電機設備，在電機驅動、非驅動端加裝振動監測、溫度監測系統，將溫度信號和振動信號通過變送器傳至DCS控制系統，進行科學合理組態，根據電動機的絕緣等級設置報警和聯鎖跳車的溫度及振動聯鎖值，防止電動機各類故障導致電機損壞。在電氣監測系統中，可將電動機的運行時間數據以及每次開停車數據進行統計，分析合理的定期潤滑和定期檢修時間及周期。

合理選擇與負載的連接方式

合理選擇與負載的連接方式和電動機的安裝方式。電動機作為驅動設備與被驅動負載的連接方式多種多樣，根據不同類型的負載電動機選擇臥式安裝和立式安裝也需要根據其負載和周邊環境的振動情況選擇。由于電機振動過大會影響軸承承載力和線圈的絕緣，因此必須根據負載性質選擇合理的連接方式。如負載本身振動比較大、沖擊力較強時，例如空冷系統使用的電動機，可以選擇液力耦合器連接、磁力耦合器連接、彈性聯軸器等連接方式。對于電機安裝的基座或框架本身有振動的，盡量少采用剛性直聯方式，減少負載側傳導至電機側的振動和沖擊。

電動機絕緣等級的選擇

采用高一個絕緣等級的裕量設計。大多數企業使用的電動機絕緣等級一般選擇F級，對于溫度較高的工作環境或非常重要的場所可以使用H級絕緣等級，這樣電機絕緣材料整體提高一個等級，在電動機耐受高溫、局部絕緣受損等情況時，能夠有更大的裕量，減少轉子繞組接地和匝間短路等故障的發生[3]。

運行維護具體措施

科學合理的潤滑管理和定期潤滑補脂

科學合理的潤滑管理。建立潤滑管理制度，對設備進行良好的潤滑管理非常重要。電動機故障中70%的故障來自于軸承問題，而軸承問題中絕大多數來自于潤滑不良，因此良好的潤滑對電動機的運行至關重要。

根據監測系統給出的運行數據，定期開展潤滑脂補脂工作，確保滾動軸承潤滑到位。滾動軸承采用潤滑脂潤滑，補脂量、脂品種等要嚴格控制和管理，少補、多補、混補等均不利于電機的潤滑。對于要求嚴格的電動機可以采用自動補脂器進行定量、連續的補加，保證潤滑的質量。

定期開展點檢和檢修工作

抓好日常點檢，發現異常及時處理。日常點檢方面主要是對電機運行狀態情況的評估，特別是針對軸承異常的問題效果比較好，電機的軸承故障往往有一個發展演變的過程，在軸承故障之前往往有振動、振速增大，軸承包絡值升高、聲音不均勻、溫度升高等前兆，發現這些異常及時比對，往往能及時預防嚴重的故障，必須抓好點檢檢查。

定期開展大中小修，做到及早預防。電機軸承的機械磨損、絕緣老化有一個發展的過程，如果定期開展大中小修，能夠在設備還沒有出現明顯異常時處理完，有助于穩定運行。

防止工作環境里的腐蝕性氣體進入電動機內部

煤化工企業經常會有各種有毒有害氣體，電動機在惡劣的工作環境中的金屬異物、腐蝕性氣體都有可能進入電動機內部，會導致電動機內部的機械部件因卡轉而迅速升溫，或絕緣部件之間導通。這些問題都會引發電動機繞組接地故障。因此，要對電動機的外部環境進行嚴格控制，遠離可能產生腐蝕性氣體的場所，定期清除外部異物。[4]

結束語

電動機作為煤化工企業中最多、最常用的驅動設備，點多面廣，重要性也不盡相同。尤其是一些大中型電動機在企業的安全生產中起到關鍵性作用，它們驅動的壓縮機或者各類泵站直接影響整個工藝生產線的正常運行。對于長期從事電動機運行管理，從不同角度總結提高電動機長周期運行的相關措施和經驗。在工廠初期設計、使用和后期維護等方面都具有一定的指導意見。

參考文獻

紀繁祥.屏蔽電動機運行性能分析[A].防爆電機，2015（3）.

呂毫龍.油田電動機運行現狀及提效對策[M].石油石化節能，2015（11）.

葛強.大型泵站主電動機運行故障分析及預防[M].揚州大學，2005.05.

閆曉燕.電動機運行過程中常見故障及解決方案[B].工程建設與設計，2017.10.