液位計與高位應急油系統在大型高壓同步電動機中的應用問題及解決方案

1引言

潤滑系統的正常運行，是主設備平穩安全運行的保證。高位應急油系統又是在外部電力故障時，對電機軸承保護的zui后一道防線。本文主要介紹了制漿造紙業大型同步電機潤滑系統及高位應急油系統的配置及應用，以及在實際運行生產過程中運行保養注意事項。

2大型高壓同步電機及潤滑油站的基本概況

2.1大型高壓同步電機基本介紹

本文討論的電機是用于與制漿造紙業高濃磨漿配套的大型同步電機，生產廠家為上海電氣集團上海電機廠有限公司。功率：20MW，額定電壓：10kV，型號：TWS20000-4，額定電流：1239A。前后采用端蓋式滑動軸承，軸承品牌制造商為上海申科。軸承潤滑方式采用壓力循環油系統，軸承座配有進出油管道，入口處設置有加壓閥和節流閥。該電機軸承帶有高壓頂升裝置，在啟動電機前，必須開啟高壓頂升油泵，檢查相應的油壓，流量，待電機轉子被頂升后，才允許啟動電機[1]。

2.2同步電動機啟停方式

啟動的方式主要有：直接啟動，即將電子繞組的線段直接接到電源上；降壓啟動，在啟動過程，將定子繞組的線段接電抗器再接到電源；采用變頻電源同步啟動電機。停機方式主要有：分開電動機的電源開關；停止負責設備的運行，如潤滑油泵，冷卻水等；投入制動電阻。

2.3油站配置基本介紹

潤滑系統主要是為電機前后軸承提供潤滑油，通過油循環將軸承運行產生的熱量，帶走雜質，保護電機前后軸承的正常運行，高位應急油系統是在事故發生時，對電機軸承的潤滑保護。電機潤滑油站設置一套高壓頂升油泵以及一套循環潤滑油泵，均采用“一用一備”設計方式，可保證在任何一臺在機設備故障時，能第一時間切換到備用泵運行，可確保電機軸承的可靠潤滑。同時設計一套高位應急油系統，其主要構成為應急油泵，高位油箱以及相應的管道閥門。兩臺應急油泵，同樣采用互為備用方式，電源取自從UPS出口開關，zui大程度保障應急油泵電源的可靠性與安全性。潤滑系統采用VG46號美孚液壓油，實際運行中每天需要檢查油箱液位，油箱溫度，潤滑油的顏色以及是否有滴漏情況。定期更換過濾濾芯，預防濾網堵塞，檢查回油油管是否通暢，檢查電機軸承是否漏油，及時調整軸承進油量以及油壓。定期對油品進行取樣分析，如果潔凈度無法滿足，或液壓油變色時，應該徹底更換液壓油。更換液壓油時，需注意安全，同時更換壓力過濾器濾芯。油箱上面配置一個呼吸器，更換周期取決于運行環境。油站系統為了對油進行冷卻，配置了冷卻器，一般情況下，每年需要對其進行清洗清潔兩次，以滿足冷卻需求。油站電機風道要定期清潔，散熱片必須保持通暢，電機軸承根據運行時間定期更換或清潔加注潤滑脂。

3高位應急油系統原理概述及其在大型高壓

電機運行生產中的必要性

高位應急油系統是指液體不通過外部動力，僅靠自重力作用，使潤滑油從上往下流入電機軸承，以滿足緊急情況下軸承潤滑的需要，應急油系統，高位油箱是系統的核心，其布置于同步電機軸承的上方，出口配置節流閥，玻璃流量計，利用管道將軸承與高位油箱連接，按照不同規格的軸承所需要的zui低流量，調節閥門開度，以滿足潤滑需求。油箱頂部位置設置溢流管，以確保應急油箱處于滿液位狀態，應急油系統流入高位油箱的油流量應等于溢流流量與進入軸承流量之和。應急油箱配置液位計，流量計信息傳入DCS控制系統進行監控。設置當液位低于100%或流量小于10L/min時報警。由于電動機在停止過程，慣性運動大約至少需要20分鐘才能靜止，故高位油箱體積zui小配置為10×20=200L。

正常停機情況下，在停機過程中，主要由電機潤滑油站系統給電機軸承提供潤滑，保證軸承正常。在此討論緊急情況下，有無配置應急高位油箱系統的情況：①沒有配置高位應急油系統，電網事故，所有電源丟失，電機電源異常停機，潤滑油站停止無法運行，電機在停止過程中，電機軸承缺少潤滑油潤滑冷卻，軸承與轉子軸摩擦生熱燒毀軸承；②配置高位應急油系統，電網事故，所有電源丟失，電機電源異常停機，潤滑油站停止無法運行，電機在停止過程中，高位油箱通過自重流入軸承，對軸承進行潤滑冷卻，可確保軸承和轉子軸的安全。由此可見，高位應急油系統可以在電力系統異常緊急事故發生時，通過自身重力給電機前后軸承提供潤滑，保證軸承正常而不燒毀。應急高位油箱在大型同步電機的配置非常重要，尤其在電網偏小，電力系統不穩定的地區，更能體現其價值所在。目前，廣西金桂漿紙業有限公司現場配置兩臺20MW同步電機，電機本身未帶高位應急油箱，由于配套負載為高濃磨漿機，其運動慣量大，正常停機指令發出到設備靜止需要20分鐘左右的時間，故現場自主設計增加了一套高位應急油系統，以保證在異常停機的過程中電機軸承的充分潤滑。否則，就會出現軸承與轉子摩擦積熱燒毀，造成設備事故，影響整條生產線運行，設備故障維修導致重大直接經濟損失。

4高位應急油系統在大型高壓同步電機應用的注意事項

4.1高位應急油系統的組成及作用

高位應急油系統的作用為同步電機前后軸承提供潤滑，系統由應急油泵，供油油箱，高位油箱，濾網，液位計，連接管道，閥門，流量開關等各種監測儀表組成。應急油系統是一個封閉的系統，通過高位油箱流入軸承然后進入回油箱中。電機運行期間，需要監控應急油箱和回油油箱的液位，它是軸承設備保護的zui后一條防線[2]。

4.2電機開機前準備工作內容

先開啟循環油泵，待循環流量正常；再啟動頂升油泵，待頂升流量正常；啟動應急油泵，待高位油箱液位到達100%。三個條件均滿足，發送一個油站系統準備好指令到上位DCS控制系統。只有滿足該條件，上位DCS系統才能給電機發送啟動命令。當電機啟動完成后，高壓頂升油泵停機，待下次啟動電機時再投入運行。

4.3運行期間巡檢工作內容

主要監視高位油箱液位，流量計流量，電機軸承油位視窗，主電機軸承溫度，循環油泵電機溫度，應急油泵電機溫度，電流，電壓，油箱液位，油溫等。當高位油箱液位低或者流量低時，會觸發一個報警信息，現場人員須立即確認報警信息，對相應故障檢查處理。

4.4維護保養管理工作內容

定期清理清潔濾芯，定期對油品進行取樣分析，對循環油泵及應急油泵電機軸承進行潤滑保養及其本體進行清潔清理，確保系統可以正常運行。

5結語

大型電機生產運行過程中，電力系統突然故障是經常會碰到的現象，尤其在偏遠或者電力資源匱乏的地區。通過配置高位應急油系統，可以有效降低電機軸承缺油故障，同時該系統結構簡單，性能可靠，極大增強了潤滑油系統的安全性，確保大型電機軸承的安全，在一些還沒有配置的高位油箱的項目，可以參考借鑒。

 

 

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