大型空分装置液氧泵电机损坏后的检修与改造
颜景銮
［新能凤凰（滕州）能源有限公司，山东 滕州277527］
［摘 要］ 40 000 m3/h空分装置液氧泵电机在运行中多次出现轴承温度波动现象，最终出现电机烧坏的故障。据拆检发现的损坏情况确定了检修方案，对烧坏电机的吊装、拆检和回装检修过程进行介绍，总结此类电机检修的注意事项及改进措施。
［关键词］ 空分装置；液氧泵；电机轴承；温度波动；损坏情况；检修；改造
［中图分类号］ TM 307+.2 ［文献标志码］ B ［文章编号］ 1004-9932（2016）06-0070-03
1 概 述
新能凤凰（滕州）能源有限公司采用国内具有自主知识产权的水煤浆加压气化技术和华东理工大学开发的管壳外冷-绝热复合式固定床催化反应甲醇合成反应器，装置产能为2×360 kt/a甲醇。配有2套大型空分装置，第一套空分装置制氧能力为40 000 m3/h，负荷调节范围为 75%～105%；第二套空分装置制氧能力为43 000 m3/h，负荷调节范围为75%～105%。其中，液氧泵是空分装置的关键设备，其特点是低温、高压，正常工作条件下操作温度约-183 ℃，最高输出压力达16.5 MPa，压缩介质易燃易爆，其安全稳定运行直接关系到企业的安全生产和经济效益。
一、二期空分装置各配置2台液氧泵，正常运行方式为A、B液氧泵同时工作，主泵带额定负载，辅泵低负载运行。当选择A主B辅方式时，开启A泵，升至满足气化氧量需求转速3 500 r/min左右，再开启B泵，保持低速运转（一般在1 600 r/min左右）。当A泵出现故障或停运且联锁投用时，后台程序直接复制A泵停机前的运行目标值给B泵，使B泵由热备状态转为带正常负荷运行。
一期空分装置液氧泵电机型号为KU2R 355 M2，由GERMANY生产，重量2 000 kg，额定功率295 kW，额定电压380 V，额定电流512 A，cosΦ0.91绝缘等级F，转速2 985 r/min，轴承型号为DE7317 BECBM SKF NE6317MC3 VL0241DIN625，电机立式安装。二期空分装置液氧泵电机型号为DORR 355L-2-044，由GERMANY生产，重量2 350 kg，额定功率315 kW，额定电压380 V，额定电流518 A，cosΦ0.96绝缘等级F，转速2 984 r/min，电机驱动端为一对面对面安装的7222ETP2HDUL角接触球轴承，非驱动端为一盘CB6317MC3深沟轴承，电机立式安装。
2 设备运行状况
（1）2009年11月28日，甲醇装置正式投运，空分装置液氧泵初期运行较为稳定，电机轴承温升不高。2012年后，逐渐出现电机轴承温度波动的现象。
（2）2012年4月12日10:00，电机轴承温度B01点70.75 ℃、B02点72.66 ℃、B03点70.92 ℃，电机电流376.3 A，电机轴承温度较原运行温度有所升高，现场检查电机运行平稳、无异常声音。
（3）2013年1月30日，工艺人员反映A泵电机前轴承温度波动，当时A泵为主泵，转速3 310 r/min，B泵为辅泵，转速1 565 r/min，于2013年1月20日加注润滑脂。于是对一段时间内电机轴承温度波动情况进行了查看和统计，具体见表1。
（4） 2014年5月7日16:00，一期空分装置液氧泵A主B辅运行，A泵电机控制室前轴承测温点2升高至110 ℃，5月8日工艺人员降低A泵负荷，轴承温度随之降至971 ℃，再加负荷，温度再次升高，达112 ℃左右，逼近跳车温度（115 ℃），工艺人员倒泵，A泵低负荷运行（热备），电机再次加注润滑脂，并保持这种运行方式。
表1 2013年1—2月A泵电机前轴承温度波动情况统计
|
日 期 |
温度波动范围 /℃ |
温差 /℃ |
开始时间 |
最高时间 |
回落时间 |
时长 |
|
1-24 |
56～78 |
22 |
18:36 |
19:18 |
21:54 |
3 h 18 min |
|
1-28 |
52～69 |
17 |
13:18 |
13:54 |
15:18 |
2 h |
|
1-29 |
52～68 |
16 |
2:42 |
3:18 |
5:12 |
2 h 30 min |
|
1-30 |
56～69 |
13 |
12:48 |
13:24 |
15:54 |
3 h 6 min |
|
1-31 |
48～63 |
15 |
7:16 |
7:53 |
10:12 |
2 h 56 min |
|
2-01 |
47～65 |
18 |
6:15 |
7:00 |
8:47 |
2 h 32 min |
|
2-01 |
55.3～77.3 |
22.0 |
17:42 |
18:58 |
22:12 |
4 h 30 min |
|
2-04 |
55.5～73.2 |
17.7 |
22:16 |
22:35 |
23:39 |
1 h 23 min |
|
2-05 |
55.7～73.6 |
17.9 |
8:50 |
9:10 |
13:30 |
4 h 40 min |
|
2-08 |
52.3～73.7 |
21.4 |
4:02 |
4:38 |
6:40 |
2 h 38 min |
|
2-10 |
48.5～77.8 |
29.3 |
7:40 |
7:53 |
9:30 |
1 h 50 min |
|
2-10 |
66.0～81.0 |
15.0 |
23:06 |
23:32 |
3:30 |
4 h 24 min |
|
2-11 |
60.6～77.8 |
17.2 |
4:00 |
4:25 |
7:00 |
3 h |
|
2-12 |
53.1～74.3 |
21.2 |
5:23 |
5:52 |
7:49 |
2 h 26 min |
|
2-12 |
64.1～79.4 |
15.3 |
17:20 |
17:45 |
20:23 |
3 h 3 min |
|
2-13 |
63.2～79.1 |
15.9 |
17:57 |
18:22 |
20:02 |
2 h 5 min |
|
2-14 |
66.5～84.9 |
18.4 |
22:36 |
23:15 |
0:50 |
2 h 14 min |
|
2-15 |
60.9～76.5 |
15.6 |
9:30 |
9:57 |
11:25 |
1 h 55 min |
（5）2014年11月2日，倒泵，A主B辅运行，A泵电机轴承温度在75 ℃左右，运行稳定。2014年12月14日， A泵电机运行中后轴承冒烟打火，A泵跳车，于是切换为B泵带满负荷运行，对A泵电机进行检修。
3 电机损坏情况及检修内容的确定
3.1 电机损坏情况
故障电机吊出后进行拆检，发现主要是电机非负荷端以下部位受损：电机转子后轴外油盖在轴上磨出深沟、承载轴承处有粘连、发热受损严重，电机转子轴弯曲；油盖内背对背的蝶形片磨损过量，同时因过热失去弹性；后轴内油盖螺孔断掉、有裂痕；NE6317MC3后轴承烧坏，保持架熔化成块，滚珠挤在一起；后端盖轴孔周围3个穿心孔有裂纹，用QCZ88S1型探伤剂检查，裂纹很深并沿螺孔方向穿透，无法使用；电机定子线圈引线与U2接线处压接处过热变色，绝缘外套焦糊脱落；电机前端不同孔径瓶形不锈钢联轴器变形。
3.2 检修内容的确定
据电机的损坏情况，确定了以下主要检修内容。
（1）电机解体，转子抽芯全面检查；定子、转子用高压蒸汽清洗，烘干。
（2）定子线圈引线与接线压接处全部采用银焊处理，绝缘包扎、检测，测量绝缘电阻、直流电阻，做匝间绝缘试验。
（3）转子弯曲矫直，后轴承挡修轴采用超音速金属喷涂，并精车轴径配合尺寸；动平衡试验合格。
（4）电机后端盖轴承室内孔检测、镶套修复。
（5）测绘后重新制作后端轴承内油盖1只。
（6）更换SKF轴承，驱动端采用SKF 7317BECBM 2套，非驱动端采用SKF 6317MC3 VL0241 1套；感应加热到80 ℃，热套安装。
（7）电机全电压运转4 h以上，电机振动应符合技术要求，试验合格。
4 检修与改造
更多内容详见《中氮肥》2016年第6期