角接触球轴承_久研轴承科技（安徽）有限公司

低温液氧泵电机轴承装置的改造

2013-06-07

张雷　周全　谢先峰
（大连深蓝泵业有限公司）

　　目前，国内2.8万以上内压缩流程空分装置中，均用的是低温离心液氧泵。大连大化（松木岛）3万内压缩流程空分装置中用的低温离心液氧泵，在运行过程中出现电机轴承发热现象，导致系统连续跳车，无法正常生产。本文针对大连大化（松木岛）3万内压缩流程空分装置低温离心液氧泵电机轴承发热现象进行了分析，并提出了改造措施，Z后采用了措施中的方案2，该措施简单易行，效果明显。

图1

　　引言
　　大连大化（松木岛）30万吨/年合成氨项目，配套两套2.8万空分，空分的设计厂家为开封空分集团，每套空分配套两台低温离心液氧泵。该泵为瑞士的CRYOMEC公司生产制造，泵参数：流量32.1m³/h，扬程1004m，转速4943r/min；电机为变频电机，功率225kw，电压380V，频率83Hz；电机的前轴承为一对角接触球轴承（SKF轴承）7214ACDGA-P4A，后轴承为单个深沟球轴承（AKN轴承）6314-C3 SQ77；轴承采用脂润滑；前轴承处设一对双支铂电阻测温，绕组设PTC测温；电机采用风扇冷却。
　　故障现象
　　2010年04月份空分装置开车，A套空分两台液氧泵电机均出现电机前轴承发热现象，瞬间升至110℃以上，联锁跳车。停车后对两台液氧泵的电机进行拆检，发现前轴承出现烧焦现象，保持架破裂，滚珠体出现划痕，无法使用。
　　原因分析
　　该泵的结构为立式多级结构；电机为特殊设计的电机；电机前轴承承受泵的残余轴向力：转速较高（频率83Hz）；前轴承为一对角接触球轴承，布置远离风扇的位置；润滑方式为脂润滑。
　　1）立式结构及配对角接触轴承的影响。立式电机，配置成对角接触轴承，采用脂润滑方式进行润滑，当转速及温度上升时，润滑脂的粘度会降低，上部轴承的润滑效果将降低，继而导致轴承发热。
　　2）残余轴向力的影响。电机前轴承承受残余轴向力约650kg，远离电机方向，虽然负荷在轴承承受的负荷之内，但随着工况的波动，力的大小和方向会不断改变，同样带来轴承的发热问题。
　　3）高转速的影响。高转速也会带来轴承发热的问题；同时高转速的变频电机的设计理论不是很成熟，大多靠经验设计，频繁的电压和电流改变会带来绕组发热，继而使轴承发热。
　　4）远离风扇布置及脂润滑的影响。远离风扇的布置方式，不利于轴承热量的带走；同时脂润滑虽然有一定的好处，但在该种工况，不利于轴承热量的释放。
　　小结：该种工况虽然条件较为苛刻，但根本原因是电机的设计存在一定的问题，轴承产生的热量不能被有效的带走。

图2

　　改造措施
　　方案1：Z佳的电机配置方案显然是：既降低电机的转速，减小电机轴承承受的残余轴向力，把轴承布置在靠近风扇的一侧，同时采用油润滑。但改动较大，成本太高。
　　方案2：（参见图3、图4）更换原有电机的前轴承盖，在新的前轴承盖上设水冷腔，接口尺寸为RC3/8，一进一出，利用现场的除盐水，温度50℃，水量3～4m³/h，通过水冷却的方式，冷却轴承。改动较小，成本较低。

　　综合比较采用第二种方案，有效地解决了轴承温度过热的问题。经验证，整机现场安装就位后，前轴承的温度维持在75℃。
　　结束语
　　此种改造措施的成功，不仅解决了大化3万空分装置低温离心液氧泵电机轴承温度过热的问题。同时该泵在国内的应用较多，类似的情况会相继出现，此种改造措施会得到广泛应用。

来源：《泵工程师》2012年2月

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