采用循環(huán)制冷技術降低高壓電機軸瓦溫度

張 勇，張玉平，鮑善彩，王 閣

(中國石化管道儲運公司魯寧輸油處，山東 鄒城 273500)

一、基本情況

鄒城站目前所使用的賓漢姆輸油泵機組是2001年安裝的，型號為HSB型，臥式單級雙吸水平中開離心泵；配套電動機為德國西門子高壓電機（6kV，1 600kW）。輸油泵和電機驅(qū)動端和非驅(qū)動端均采用滑動軸承，潤滑采用無油壓油環(huán)自潤滑方式。電機軸瓦溫度報警值為95℃、停泵值為100℃。

輸油泵電機為普通非防爆型，泵和電機需在室內(nèi)安裝，二者之間有防爆門隔開。電機和泵分別處于兩個獨立的空間，造成空氣流通不暢。電機在正常運行時，三相定子溫度較高，夏季時能達到100～110℃。電機端部軸頭雖安裝有散熱風扇，但效果不佳，在電機軸瓦處形成了一個高溫區(qū)。自2001年投產(chǎn)以來，經(jīng)常出現(xiàn)電機軸瓦溫度過高報警現(xiàn)象，尤其是夏季更為明顯，嚴重威脅設備的正常運行。

二、采用循環(huán)制冷方式降溫的思路

為解決輸油泵軸瓦的散熱難題，加裝了一套制冷系統(tǒng)，用于對三臺輸油泵電機軸瓦的降溫；這套系統(tǒng)安裝在室外，采取了防雨、防塵措施。制冷系統(tǒng)由制冷機、保溫水箱、管道泵、熱交換系統(tǒng)、連接管道、電氣控制系統(tǒng)等組成。工作原理為：制冷機啟動，制冷劑通過設在保溫水箱內(nèi)部的蒸發(fā)器盤管對箱內(nèi)的冷卻水進行冷卻降溫；管道泵驅(qū)動冷卻水進入軸瓦軸承箱內(nèi)的冷卻盤管，對潤滑油進行降溫，通過潤滑油再對電機軸瓦進行降溫。冷卻水繼續(xù)循環(huán)，經(jīng)過電機軸瓦油箱頂部的U型交換器，通過連接在那里的直型導熱管，帶走箱體的部分熱量，最后回到制冷系統(tǒng)，完成一個工作循環(huán)。連接管道全部采用雙層不銹鋼管焊接制作，既起到防腐作用又不污染環(huán)境。每一冷卻位置均安裝有手動調(diào)節(jié)閥門，用于調(diào)節(jié)冷卻水流量。

三、制冷系統(tǒng)控制方式

制冷系統(tǒng)的控制方式采用自動控制，運行前將冷卻水溫度范圍設定好（上限值和下限值）。啟動時，按下制冷系統(tǒng)控制面板上的“開/關機”按鍵，制冷系統(tǒng)的管道泵開始運行，指示燈亮（綠燈），冷卻水開始循環(huán)。當感溫器檢測到冷卻水溫度高于制冷系統(tǒng)設定溫度上限值時，制冷機主機開始自動啟動，傳輸制冷劑給冷卻水降溫，冷卻水又將電機軸瓦軸承潤滑油熱量帶出，實現(xiàn)對電機軸瓦降溫的目的。當感溫器檢測到的冷卻水溫度低于制冷系統(tǒng)設定溫度下限值時，制冷機主機自動停運，循環(huán)水泵繼續(xù)運行。停止設備運行時，只需按下“開/關機”按鍵。

四、制冷系統(tǒng)管線的安裝

1.制冷系統(tǒng)及管線安裝（見圖1）。

由圖1可見，在軸瓦油箱內(nèi)部加裝了冷卻盤管，制冷系統(tǒng)工作時能通過冷卻水順利帶走潤滑油中熱量，最后達到降低軸瓦溫度的目的。油箱頂部增加U型交換器，利用其兩個吊裝孔位置重新擴孔，采用直型導熱管增加其導熱面積，通過冷卻水帶走部分熱量，也能降低軸瓦油箱的溫度。

2.制冷機主要技術參數(shù)（見表1）

五、制冷系統(tǒng)的實施效果

制冷系統(tǒng)自投用以來的1年多時間里，電機軸承運行溫度一直保持正常，即使在炎熱的夏季也沒有出現(xiàn)超溫報警和停機現(xiàn)象。有效地保證了設備安全和生產(chǎn)的正常運行。

表1 技術參數(shù)