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鼓风机配套高压电机的维修实践

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赵涛涛 常海峰 胡凤杰

(河南豫光金铅股份有限公司)

  摘 要:通过鼓风机配套高压电机的维修,总结出高压电机振动、窜轴、温升异常等的原因,加强维修过程中高压电机磁力中心的检测和运行状态监控,为后续的设备维修提供参考依据,保障设备的正常运转。

  关键词:磁力中心线;振动;温升异常;窜轴

  2004年初河南豫光金铅股份有限公司富氧底吹-鼓风炉还原工艺配套的7m2烟化炉投产,该系统的离心鼓风机为烟化炉吹炼提供风源和调节二次风输送粉煤,因场地所限采用单机配置,鼓风机电机采用滑动轴承,试产之初发现电机输出轴端有轻微的窜轴、后期轴端出现渗油现象,烟化炉多次因高压电机问题被迫停机进行维修。

  1 鼓风机的性能参数

  鼓风机的工作原理图见图1。

  1.1鼓风机的相关参数

  鼓风机型号D300-53、出口流量300m3/min、进口压力-0.098MPa、出口压力0.196MPa、原动机功率630kW、主轴转速2895r/min、进气温度20℃;

  耦合器型号:YOTGC450D,额定转速3000r/min、功率范围430-900kw;

  电机型号YKK450-2,630kW,10kV,44.2A,2985r/min,采用DQY9-100B(J)端盖式球面滑动轴承;

  电机-耦合器、耦合器-鼓风机之间采用膜片联轴器。

  1.2膜片联轴器参数

  膜片联轴器参数详见表1。

  2 鼓风机的维修经历

  鼓风机经历多次维修,维修问题主要集中在高压电机上,鼓风机主要维修情况见表2。

  2.1鼓风机的主要维修问题

  该鼓风机自2004年初投产以来,问题主要出现在电机的轴瓦更换、耦合器轴承的更换,主要维修问题汇总如下:

  a.电机轴瓦合金层崩裂,自行更换处理占70%

  b.电机定子温度偏高,电机维修厂处理占20%

  c.耦合器换轴承、密封处理占10%

  2.2高压电机的典型维修情况

  在高压电机的维修经历中,重点介绍最近的两次设备维修情况:

  2.2.1高压电机振幅锐减、轴温正常

  2014年初,电机轴瓦两端渗油变为滴漏,电机轴窜动量加大,电机周期性发出异常响声,电机轴瓦两端温度、振动量不断加大,至2014年7月29日轴振超值、轴温异常,被迫停机进行处理。当夜更换轴瓦进行多次刮研试车,轴端振幅、轴温超正常值无法正常投用。7月30日根据高压电机绕组测定值正常、转子主轴轴瓦部位未受损的情况分析,初步判断为转子不平衡所致,考虑到专业电机厂异地维修周期较长等因素,拆卸高压电机由附近机械厂维修。维修过程中采取对转子校平衡、定子人工清油泥、更换轴瓦空气平衡管、调整轴瓦间隙等重点检修项目进行跟踪。

  7月30日电机就位后,电机单机试车,出现轴端振幅偏高、轴瓦温升过快的现象,判断电机不能正常使用,简单维修基本宣告失败。

  为对比维修前后联机运行的数据,将电机-耦合器间膜片联轴器安装后试车,却发现轴端振幅、轴瓦温度正常,电机维修前后的数据如表3:

  2014年7月31日鼓风机投入运行,高压电机轴端振幅、轴瓦温度参数正常,但电机输出端窜轴现象仍未消除。

  2.2.2窜轴现象消失

  2015年7月初鼓风机风量出现较大的起伏波动(9000-16000m3/min),造成烟化炉部分风眼灌渣,严重影响到烟化炉的正常运行,根据耦合器润滑油压偏低(正常值≥0.178MPa,运行值0.12-0.14MPa)的原因分析,初步判断为耦合器机械摆线泵磨损所致,更换摆线泵排除摆线泵故障后,试车时发现鼓风机风量与耦合器转速变化不成比例,进一步检查发现耦合器勺管进出口O型圈有破损,更换后鼓风机风量趋于稳定,联机后发现电机的窜轴现象消除了。

  3 高压电机的维修经验总结

  3.1高压电机转子窜轴振动的削弱

  ⑴2014年7月高压电机外协维修时排除的疑点:

  a.轴瓦的空气平衡管折弯后堵塞导致轴承的润滑油雾进入电机内部,由此造成的轴承渗油;

  b.转子不平衡导致的振动;

  c.转子自带冷却风叶从转子两端鼓风进入定子,定子绕组间粘满粉尘、油泥,通风不畅造成转子轴向窜动,并导致电机温升异常;

  d.轴瓦异常磨损,轴瓦间隙过大导致的振动。

  ⑵维修过程中重点对以下部位进行处理,详见表4:

  ⑶高压电机维修就位后单机试车失败,联机运行正常的原因为该高压电机自身存在输出端的轴向窜动,转子上的轴瓦挡肩与轴瓦端面碰撞,导致振动。

  耦合器两端为滚动轴承,轴向窜动量相对为零,联机后耦合器作为固定端将电机转子输出端窜动幅顶向非输出端,电机转子输出端轴向窜动副缩小,因窜轴导致的振幅锐减,轴温下降,电机运行趋于稳定。

  3.2高压电机转子窜轴振动的消除

  2015年7月耦合器维修后,电机输出端窜轴现象消除的原因:事后维修人员反映耦合器端(与电机连接侧)联轴器预热时间较短,安装时一次装配没有到轴肩处,测量联轴器中间段长度为151mm在允许尺寸147-153mm之间,为加快维修进度没有进行二次拆卸,相当于将电机转子推向非输出端。装配后磁力中心线被修正到允许的范围内(磁力中心线的轴向位置为轴肩与轴承外盖断面相距601mm处),电机的窜轴现象基本消除。

  3.3联轴器膜片损坏导致的窜轴

  膜片联轴器的膜片出现崩裂、专用螺栓垫圈磨损时,电机的窜轴量较为明显,可通过更换新联轴器膜片、专用螺栓的办法,增加联轴器中间段间尺寸,将转子磁力中心线向非输出端调整,减少定转子磁力中心线的偏差,消除轴向窜动、振动、温升现象。

  3.4日常维修的窜轴预防措施

  在窜轴现象消除的状况下,若遇检修时,需测绘电机-耦合器两半联轴器间的尺寸,并测量两半联轴器与各自配装工作机轴头端面的尺寸偏差,作为下次安装的对比数据,避免盲目的安装造成的电机定转子磁力中心线的偏差,由此引起的窜轴、振动、温升等异常现象。

  4 结论

  通过检修过程的跟踪实施,发现电机存在输出轴端的轴向窜动,通过单机、联动试车的试验对比,得出磁力中心线被固定端顶回消除了振动、温升现象,无意间调整联轴器中间段的长度,将电机转子向非输出端调整,使定转子磁力中心线重合,消除了轴向过量窜动。看似偶然的背后,却隐藏着电机轴向窜动解决的方法。

  消除电机轴向过量窜动,唯一的办法就是时定子和转子的磁力中心线重合,要么移动转子,要么移动定子,可根据现场实际情况和难以程度而定。

  5 总结

  该公司鼓风机配套高压电机的维修实践,为该公司其它高压电机的维修提供了经验,同时也可对新装大型设备配套的高压电机的安装、调试过程中的注意事项进行指导,也可作为行业内设备维修经验的交流。
来源:《有色设备》2016年第3期