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軸承知識

水泥廠1號立磨主減速機稀油站故障分析及改造

2020-03-25
王學偉
(四川川潤智能技術有限公司)
  本文主要針對xxx水泥立磨潤滑油系統在運行中發生故障頻繁,多次引起磨機跳閘,非計劃停運次數較多。根據磨機的運行工況、稀油站系統中各設備的運行特點、歷次所發生的異常跳閘原因進行深入分析和總結,發現該稀油站油箱容積偏小,油箱內雜質得不到有效沉淀時間,又重新進入循環,導致油泵磨損嚴重,出力降低,低油壓跳閘等缺陷,嚴重影響球磨機及整個機組的安全穩定運行。通過對稀油站進行改造后,經過半年多的連續運行,球磨機故障減少很多,保證了球磨機安全穩定運行,提高了整個機組的安全性和經濟性,效果非常顯著。
  1 前言
  xxx水泥廠立磨磨機各配置1臺XXX公司的稀油站。每臺油站配備一個5000L油箱和四臺進口高壓潤滑油泵兩臺低壓潤滑油泵,通過出口分配閥將油分配到磨機軸瓦端做高壓頂軸及到齒輪箱內部作低壓潤滑油和冷卻油用,油箱上設有18KW/組加熱器,系統上設有壓力、溫度、流量控制元件,通過PLC采集就地油站和DCS遠程站的控制信號后,經過內部邏輯運算和通信后,可實現就地-遠方的啟??刂乒δ?。
  由于該磨機稀油站在結構和設計上存在許多問題,自2008年6月投產以來,經常發生油泵磨損嚴重,更換油泵頻繁,油泵磨損后,造成出力降低,嚴重影響球磨機及整個機組的安全穩定運行。
  2 磨機油站存在問題及分析
  2.1磨機高壓流量小,頂不起
  要確保磨機正常運行,軸瓦間隙>0.08mm以上,每個軸瓦頂升流量要求更為重要,要確保軸瓦間隙>0.08mm以上,每個軸瓦頂升流量要求必須>2.2l/min,總量最小要求>2.2l/min。況且隨著間隙增大到0.1~0.12mm,流量急劇增大。而原設計F4-F7潤滑系統頂升裝置時泵的流量最大16L/min,因此頂升系統流量偏小,很難滿足目前生產要求。
  2.2油箱容積過小,油內雜質得不到有效的沉淀
  在稀油站上設計有5000L的油箱,通過油泵進行內部油循環,經分析油箱容積較小,油內雜質得不到有效時間的沉淀,未沉淀的油又連續進行循環,由于油內含有大量的雜質致使油泵磨損嚴重和堵塞管道及分配閥,油泵磨損后造成出力減少,油壓和流量偏低,低油壓保護動作而跳磨;管道堵塞后,系統回油不暢,造成磨機軸瓦損壞;分配閥堵塞后,會導致分配閥卡澀、不動作,不能及時分配供油而發生斷流,造成軸瓦缺油、油壓和流量偏低跳磨、頂軸高度滿足不了要求不能啟磨,嚴重影響球磨機及整個機組的安全穩定運行。為了解決這疑難問題,在機組大小修和停磨檢修后及時清理油箱及更換潤滑油,但都不能滿足長期運行要求,運行時間長后問題又重新暴露。
  2.3油泵設計位置過低,油泵磨損嚴重
  在油箱底部設計有兩臺齒輪油泵,一臺運行一臺備用。油泵設計在底部,沉淀后的大量雜質又打回系統,造成油泵磨損和系統堵塞,引起磨機故障發生。更換油泵頻繁,據統計一年要更換10臺左右,維護費用較高。
  2.4油箱加熱器功率偏少,油溫過低,延緩啟磨時間
  原設計在油箱內只設計一組18KW加熱器,在冷態和冬季啟磨時,要事先提前3~4小時進行加熱,有時還需在油箱外部用烤燈協助加熱,啟磨時間較慢。油溫低后,會造成系統流通不暢,導致主軸承瓦口漏油。
  2.5油泵出口冷卻器設計選型過小,夏季油溫過高,容易跳磨
  原油站在夏季環境溫度較高時,油循環得不到冷卻,油溫較高導致主瓦溫度高而跳磨,長期在油箱外部和油管道上用軸流風機幫助降溫。
  3 稀油站改造
  3.1將油箱容積由原來5000升增大到10000升,并且油泵布置在油箱頂部,,油箱增大后,油內雜質有足夠沉淀時間,油循環流動慢,大量雜質沉淀在油箱底部,油泵布置在上部,抽出的上部油質雜質含量少,清潔度高,雜質不會堵塞管道,減少泵的磨損,清洗濾網次數少,提高了設備的可靠性。
  3.2油箱增大后,將油箱內加熱器功率增大,共6組,每組6KW,加熱器功率比以前大(原3組,功率為6KW),磨機啟動前30分鐘投加熱器就可滿足油溫要求,特別是在冬季,大大地縮短啟動時間,提前帶負荷,贏得經濟效益。
  3.3因原設備已使用11年之久,有些備件型號已經更新換代,甚至不再生產,采購和更換難度、采購成本也不斷增加。
  加之該改造項目計劃在2018年年修期間進行,安裝、施工、調試時間非常有限,如采用對原潤滑系統,特別是對油箱進行改制,現場改造施工組織要求較高。
  4 改造內容
  鑒于以上分析,本次改造主要包括對原高、低壓潤滑裝置及頂升系統全面改造。具體改造內容主要包括:高、低壓潤滑泵系統、輸送管道等、相關電氣控制部分改造等。
  4.1低壓潤滑泵流量增大,泵電機功率加大,提高系統的潤滑和冷卻能力,并通過低壓潤滑泵供給高壓頂升泵油源,頂升系統兩級增壓;
  4.2高壓頂升泵流量增大,泵電機功率加大,高壓泵設計流量為40L/min,共16個頂升點,使每個頂升點的流量達到2.5L/min,從而使頂升能力充分滿足使用,達到合適的頂升高度,并考慮足夠余量;
  4.3增大系統的冷卻能力,低壓泵和高壓泵流量的增大,勢必影響油溫的提升,原有冷卻裝置的冷卻能力需要提高;
  4.4增大過濾器的過濾能力,低壓泵和高壓泵流量的增大,勢必造成回油流量的增大,原有過濾裝置的過濾能力需要提高;
  4.5流量控制閥等更換,原流量控制閥由于使用時間長,規格型號等更新換代;
  4.6校核計算輸油管道的流量能力測算和核定工作,油箱容積計算;
  4.7對相關改善部分電氣部分的工作,主要包括溫度控制,流量、壓力等控制及修改,頂升裝置的壓力報警,高低溫度報警,過濾器堵塞報警,系統自動測溫,連續冷卻控制油溫,系統保護,溢流控制等及原程序的修改工作。
  通過如上的設計改造,使頂升潤滑頂升高度滿足要求,低壓潤滑冷卻能夠充分潤滑,并迅速帶走軸瓦摩擦產生的熱量,從而確保設備的可靠運行。通過高低壓潤滑頂升裝置的徹底改造,使軋機大電機軸瓦設備達到作業需求。
  5 驗收標準
  設計、制造、檢驗標準均采用國家標準《建設工程工廠設計統一技術標準》。
  標準件的名稱、代號、規格型號、強度等內容的標準符合GB。
  備件設計執行我國現行國家標準(GB)及有關部頒標準和重型機械行業標準。所設計選用備件規格需與現場實際使用的備件通用或可以互換。
  6 經濟效益分析
  通過對稀油站進行改造投入使用一年來,稀油站原存在問題基本上得到解決,磨機故障率降低,機組安全性得到保障,大大地降低了維護工作量和維護成本,產生了較大的經濟效益。例如,原來一年要更換油泵和分配閥10臺(每臺7000元)、更換油50噸左右、因磨機故障投燃油助燃及影響機組負荷等全部費用共計50萬元,而改磨機稀油站共計40萬元,半年時間就把投資收回,并且減少了工作量和其他間接費用,提高了機組的經濟性。
(來源:水泥技術)

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