涟钢热电厂AV85轴流风机是为满足炼铁2200 m3高炉需要于2003年安装投产的.该机组由瑞士MAN公司生产,布置形式为风机通过变速箱与电机相连,风机、变速箱、电机的型号、功率和生产厂家见表1。
该机组润滑油系统由主油泵、润滑油站、高位油箱、机组本体以及相连的管道等组成,主油泵安装在变速箱上,辅助油泵安装在润滑油站内,主油泵和辅助油泵的主要参数见表2。
该机组润滑油压要求0.12 MPa以上,辅助油泵联琐自投润滑油压取0.12 MPa,风机联锁停机润滑油压取0.06 MPa.以上压力的取点为润滑油最远点压力。
2、存在问题
在该机安装后的调试过程中,启辅助油泵,最远点润滑油压为0.186 MPa,满足要求。试主油泵,启动风机运行正常后,停辅助油泵,出现辅助油泵一停,润滑油压迅速下降,辅助油泵自投的现象,经过三次试验,结果一样。调试完后,根据往常经验停机对润滑油管道、阀门系统进行检查,没有发现问题,于是认为该机主油泵存在问题。
通过与瑞士MAN公司联系,该公司同意配置一台功率大的主油泵,但需要一段时间,所以在主油泵更换之前,该机一直开辅助油泵运行。由于润滑油站只有一台辅助油泵,且没有地方再安装一台,如果该辅助油泵一旦出问题,将可能导致风机停机,引起高炉灌碴,给生产带来巨大影响。同时,长期开一台油泵也增加了电耗,提高了生产成本,所以解决润滑油系统问题成了当务之急。
2005年3月10日.由于公司内部电力系统故障,导致辅助油泵断电,结果润滑油压最低降到0.060 MPa.6s后回升到0.095 MPa(这是从当时的润滑油压监视曲线得到的),30 min后系统恢复送电,辅助油泵重新投入运行。此次润滑油压刚好降到了联锁停机值,但由于联锁停机设置了3 s延迟,且润滑油压马上回升,所以此次没有引起停机。经过再三联系,瑞士MAN公司没过多久就发了一台型号为R95-800的主油泵过来。2005年5月2日至3日,把主油泵进行了更换,安装完成后试车,结果还是与原主油泵一样,考虑到原主油泵在辅助油泵断电的情况下保住了机组没停机,又把主油泵换为原来的。通过这次检修,润滑油系统问题还是没有解决。
3、问题分析
为了尽快找到润滑油系统存在的问题(润滑油系统见图1.早日消除此隐患,利用每次停机的时间对该润滑油系统进行全面检查,确认没有阀门的质量问题和安装问题,然后,对该润滑油系统进行全面分析、考虑和计算,终于发现了存在的一些问题,主要如下。
(1)主油泵设计偏小。
从2005年3月5日辅助油泵断电的润滑油曲线可以看出.润滑油压最低降到0.060 MPa.说明该机在开机后退出辅助油泵的过程中很可能导致联锁停机,同时,该辅助油泵单独运行时,最远点润滑油压为0.186 MPa,并不是很高。从主油泵与辅助油泵的参数可以看出,主油泵的流量、工作压力和功率明显比辅助油泵小得多,只能勉强维持机组运行,绝对偏小。
(2)从润滑油系统图一可以看出,由于瑞士MAN公司所配置的主油泵进出油管口径一样,均为DN100.进油与出油的流向通过逆止阀的作用来实现,还这些逆止阀在进油管道上增加了进油阻力,影响主油泵出力。
(3)进油管口径偏小。
按照油管道管径的计算公式:
d=(21.22Q/Vn)1/2式中
Q-油的流量,L/min
d一管道内径,mm
Vm -管内油的流速,m/s管道内油流速度的选用:①吸油管道。推荐流速为0.6~1.2 m/s,一般常取lm/s以下。②润滑油供油管道。推荐流速为1.5~2 m/s;③润滑油回油管道,推荐流速为0.5~1 m/s。另外,管道长时取偏小值,管道短时取偏大值;粘度大时取偏小值,粘度小时取偏大值。在此选油流速度为1 m/s,则型号为R65/630的主油泵的进口管径应为:d=(21.22Q/v。)1/2=(21.22x930/l)m一140mm,即使按最快流速,管径也要达到128 mm。尽管经验取值存在较大的安全系数,但原进油管管径(DN100)还是太小,有可能仅仅满足R65/630主油泵的需要。这就是第一次更换型号为R95/800的主油泵时调试结果与原主油泵调试结果一样的原因。
4、处理措施
针对上述问题,采取了以下措施:
(1)把R65/630的主油泵更换为R95/800的主油泵。
(2)把主油泵进油管道上的逆止阀取消。
(3)对进油管道进行了全部更换。通过经验公式d =(21.22Q/Vm)1/2可得,d =(21.22 x1200/l)1/2≈159mm,所以尽管R95/800主油泵的进油口口径为DN125,但为了保险起见,这次改造选择了∮159x4.5的管道,采用大小头与主油泵连接法兰相接,以便主油泵的能力充分发挥。考虑到出油管压力大,流速快,对过油量没有多大影响,所以对出油管没做多大变动,与上次更换主油泵一样,在原来管道基础上通过大小头与主油泵相连。
(4)把给主油泵在工作前为进油管注油的逆止阀及管道取消,另接一根内径为DN20的管道给主油泵注油,中间装一截止阀。开机前,把截止阀打开,当主油泵正常工作后把截止阀关掉样。大修改造后的润滑油系统图见图2。
5、处理后的结果及效益分析
通过这次大修改造后,开机调试,在机组达到正常转速后,停辅助油泵,结果辅助油泵还是出现自投现象。鉴于2005年3月5日辅助油泵断电的经验,决定把辅助油泵自投退出,停下辅助油泵,等主油泵工作正常后再把辅助油泵打到自投位置。按照这样的程序试验,结果润滑油压从0.192 MPa最低降到0.0872 MPa,然后又恢复到0.181 MPa.整个过程时间为6.5 s.这从开机后完成上述操作的润滑油压力变化曲线图3可以看出(第一次油压变化是没有操作好辅助油泵)。进行改造后,尽管在停辅助油泵时润滑油压在短时内有较大波动,但不对机组运行造成任何影响,并能很好地满足机组安全运行需要,彻底解决了这一重大安全隐患。
另外,今后不再需要开辅助油泵运行了,每年可降低生产成本25kWx24h/dx365d/ax0.6元kW=13.14万元/a。同时,这一问题也说明瑞士MAN公司生产的AV85轴流风机最好配置R95/800主油泵,确保风机安全运行,