久研轴承科技(安徽)有限公司

离心式鼓风机组轴承润滑系统分析及对策

2014-01-27

缪克军
(新疆八一钢铁集团有限责任公司)
  摘 要:阐述了离心鼓风机组轴承润滑系统的情况,对存在的问题进行了分析,从而提出改进思路,以满足高炉生产需要。
  关键词:离心式鼓风机;润滑;轴承;措施
  一、运转风机组简介
  我公司高炉分厂运转作业区现有鼓风机机组5台,其中3台D1200-2.86/0.92型机组,另外两台分别为900和1400机组,以1995年投入运行的5#机组为例其主要性能参数如下:
  进口介质密度:1.0847kg/m3
  
出口压力:0.28MPa(绝)
  进口流量:1100m3/min
  进口压力:0.0904MPa(绝)
  风机转速:4855r/min
  实际转速:5200r/min
  驱动电机:YK400-2/1430
  功率:4000KW
  电机转速:2985r/min
  电压:6000V
  润滑方式:稀油润滑(强制压力),工作油为TSA32汽轮机油。
  平时间歇不定期添加 (油品检验3个月一次,检验指标包括酸值、粘度、机械杂质及水分)。
  二、风机机组润滑情况分析
  从目前机组的润滑状况看,无异常现象,但从机组的单台设备的润滑情况来看机组设备则已存在着发生设备故障的潜在危险,具体分析如下。
  1.电动机
  电动机功率大,转速高,支撑采用滑动轴承。对其润滑方式应采用动静润滑相结合的润滑方式,即启动停车采取静压润滑, 正常运转采用动压润滑。这两种润滑都对润滑油品的粘度要求比较高,在动压润滑中,粘度要求不仅与滑动轴承的油楔形式有关,而且与滑动轴承的轴衬间隙和转速有着密切的关系。因此在选择润滑油时,要认真核算油品的粘度值;在静压润滑中,粘度的要求与油品在轴衬间的压力有关,当润滑油承受压力时分子被迫靠近,这就使分子间引力增大从而粘度提高,压力越高,粘度值越大;压力越小,粘度值就越小。
  2.传动结构
  传动结构由联轴器、增速齿轮及液力变矩器组成。联轴器采用的是弹性靠背联接结构,不需润滑。增速齿轮采用的是人字斜齿传动,且传动比不大,但转速较高,采用喷淋润滑。此种润滑要求润滑油的成膜性高,而成膜性的好坏与润滑油的粘度有关,粘度越高,成膜性就越差;粘度越低,成膜性越好,同时还要求润滑油有一定的极压抗磨性。液力变矩器是机组的主要传动部件,由于工作情况和结构的要求,对润滑油品的要求比较高,首先是粘度要求,在变矩器中实现液体传动是借助于液体的运动能量,因此粘度的大小就直接影响运动能量。润滑油在液力变矩中进行动力传递时,会受到强烈的剪切力,这种剪切力会使润滑油的粘度发生变化,而粘度发生变化后,对变矩器的工作有很大的影响,因此要求变化率越小越好。其次是润滑油的起泡性,对变矩器来说,起泡性越小越好,因为润滑油在变矩器中狭小的油路里高速循环是很容易起泡的,而泡沫对设备的危害非常大;还有就是热氧化安定性,由于变矩器中润滑油的运动速度较高,内部阻力使润滑油产生较高的温度,而温度则会加速润滑油的氧化变质;Z后就是其他要求,如与密封材料的适应性要求,摩擦特性要求等。
  3.鼓风机
  鼓风机的滑动轴承润滑,其要求与电动机滑动轴承的要求基本一样,但由于运转作业鼓风机的输送介质温度较高,且送风管路的工况不稳定,因此滑动轴承对润滑油的要求,除了按电动机滑动轴承要求外,还应增加其热氧化安定性和极压抗磨性的要求。
  4.油品特点
  从现用油品来看,鼓风机机组是由同一个油站对机组的各台设备提供润滑油的,因此各设备使用的都是同一种TSA32汽轮机油,从TSA32汽轮机油的理化性来看(性能指标见表1) ,该油品的基础油为深度精制的矿油基础油。因此其抗乳化性能比较好,为了提高其抗氧防锈能力,在基础油加有抗氧防锈添加剂;从TSA32的使用性能来看,TSA32可以用于鼓风机机组的电动机轴承、增速齿
轮,但不适合应用在液力变矩器和鼓风机轴承,因为在变矩器的要求中,Z主要的要求是油的抗剪切安定性和抗泡性,而TSA32没有这方面的要求;在鼓风机轴承中Z主要的要求是抗磨极压性和抗冲击负荷的能力,TSA32也没有这方面的要求;从汽轮机油的作用来看,汽轮机油主要作用是:
 
表1 L-TSA汽轮机油标准(GB 11120-89)
  (1)润滑汽轮机的轴承,降低摩擦因数,减少轴承的磨损;
  (2)降低轴承摩擦温度,使轴承温度保持在平常的工作温度范围内;
  (3)清洁摩擦表面,并将摩擦表面产生的磨粒带走;
  (4)防止设备各部件生锈;
  (5)要以一般的液压油,作为调控系统的传递介质。
  5.鼓风机对润滑油要求的特殊性
  从机组的各个设备工况来看,当前使用TSA32汽轮机油只能满足部分设备的工况要求,前面分析了设备本身结构特性对润滑油品的要求和现用油品的理化性能及使用要求,设备工况对润滑油品有着要求,首先电机的工况比较缓和,由于传动机构的消振减冲作用使得电动机在运行中几乎不受外界的影响,因此TSA32汽轮机油能够满足电动机的要求;其次是传动机构,具有很好的消振减冲作用。因而使得传动机构的工况变得非常平缓,对增速齿轮的润滑用TSA32汽轮机油即可满足;对液力变矩器来说,TSA32汽轮机油能够在短时期内满足工况的要求,但时间一长,就会在液力变矩器的高速剪切下,发生粘度的变化,变化过大就会影响电机轴承,增速齿轮箱的润滑和鼓风机轴承的润滑。对鼓风机来说,由于工况比较恶劣,TSA32汽轮机油就不能满足鼓风机工况的要求了,这是因为:①鼓风机的工作温度较高,输送介质温度在140-160℃,虽然TSA32热氧化安定性较好,但在>90℃时,其热氧化安定性会随温度的升高而变差,从而使油品的使用寿命降低;②由于鼓风机的叶轮在波动的气流中工作,波动的气流对叶轮会产生冲击作用,当这种冲击作用传到滑动轴承时,就会加剧滑动轴承的摩擦,从而使轴承温度升高,导致烧瓦故障发生。因此TSA32汽轮机油就满足不了鼓风机轴承的要求。
  三、分析结果与对策
  1.分析结果
  根据上述三个方面的分析,鼓风机机组用汽轮机油进行润滑会出现:
  (1)液力变矩器的能力不足; 
  (2)风机轴承经常出现烧瓦现象;
  (3)使用寿命短等问题。
  2.对策
  针对分析结果,做如下对策:
  (1)不更换现用油品的情况下,给油品添加添加剂,提高油品的抗剪切性能和抗磨性能,补偿TSA32因工作时间增长,粘度变化率增大的品质损失。
  (2)尽量做到操作平稳,特别是在启停时,要更加注意减少启动时的冲击负荷。
  (3)加强对油品的检测,季度检测指标,应增加抗乳化时间和闪点,半年的检测指标,应再增加抗泡性、氧化性及防锈性能测试。
  四、结论
  根据以上的分析和对策,鼓风机可以在良好的润滑状态下正常运行,保证高炉生产的正常进行,从长远来看具有可观的经济效益。
来源:《风机技术》2001年第3期