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軸承知識(shí)(shí)

某鋼鐵廠空壓機(jī)油霧回收節(jié)能改造實(shí)踐

2021-02-25

郝彥光,李文偉,趙利平

(首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司)

摘 要:介紹了空壓機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)的油霧排放、電機(jī)軸承溫度高、漏油、潤滑油消耗高、空氣濾芯壽命短等一系列問題,分析了以上問題產(chǎn)生的原因,提出了排煙裝置技術(shù)改造方案,實(shí)現(xiàn)了空壓機(jī)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保運(yùn)行。

關(guān)鍵詞:空壓機(jī);油霧回收;真空射流;節(jié)能環(huán)保

引言

穩(wěn)定、高效、節(jié)能的潤滑系統(tǒng)是轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備安全高效運(yùn)行的前提條件。高速轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備普遍采用強(qiáng)制潤滑方式,高溫產(chǎn)生的油煙霧直接排放,不僅造成油品浪費(fèi),還會(huì)發(fā)引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)保問題。某鋼鐵企業(yè) 23 臺(tái)空壓機(jī)投產(chǎn)半年后逐漸出現(xiàn)電機(jī)軸承漏油、電機(jī)軸承溫度升高、油箱油位下降速度加快、空壓機(jī)入口濾芯壓差增大的現(xiàn)象,單臺(tái)機(jī)年補(bǔ)充油400 L,存在運(yùn)行成本高,油煙外排到室外環(huán)境污染等問題。

1 原因分析

空壓機(jī)為三級(jí)離心壓縮機(jī),高速小齒輪轉(zhuǎn)速18 000 r/min,轉(zhuǎn)速高、發(fā)熱量大,在軸瓦處產(chǎn)生大量油煙。隨著運(yùn)行時(shí)間的增加,原廠配套的油霧濾芯壓差增大,油煙通過性下降,油煙在油箱內(nèi)形成正壓,造成了回油不暢,逐漸出現(xiàn)電機(jī)軸承端漏油并伴隨有煙氣溢出;因回油不暢還引發(fā)電機(jī)軸承溫度升高,出現(xiàn)多次跳機(jī)情況。更換一個(gè)原廠進(jìn)口油霧濾芯備件費(fèi)用高達(dá) 3 萬元,為了保證空壓機(jī)的正常運(yùn)行,運(yùn)行人員將油霧濾芯移除,油霧直接外排(見圖1)。

圖1  空壓機(jī)油煙外排

移除油霧濾芯后,電機(jī)軸承漏油現(xiàn)象消除、軸承溫度下降,但新的問題又生產(chǎn)了。空壓機(jī)入口的空氣濾芯壓差增高速率明顯變快,空壓機(jī)振動(dòng)升高,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)入口空氣濾芯掛滿含油積灰;油煙直接外排到室外,空氣中油煙濃度升高,造成空氣濾芯壽命降低。

2 解決方案

為了解決油霧直接外排引起的環(huán)保與運(yùn)行成本問題,對(duì)空壓機(jī)排煙裝置進(jìn)行技術(shù)改造,采用文丘里真空射流技術(shù)方案,設(shè)計(jì)真空噴射裝置,安裝在油霧管道上部。油煙通過油霧過濾器,回收分離出潤滑油返回油箱,排出凈化空氣。噴射裝置將齒輪箱及油箱內(nèi)部抽成負(fù)壓,增加潤滑油回油速度;同時(shí)可以降低軸瓦溫度,對(duì)電機(jī)軸承漏油現(xiàn)象也有改善。油霧回收裝置由節(jié)流閥、氣動(dòng)三聯(lián)件、射流器、油霧濾芯、視窗、連接管組成。見圖2。

1-氣源管;2-節(jié)流閥;3-氣動(dòng)三聯(lián)件;4-射流器;5-吸入管;6-油霧濾芯;7-回油視窗;8-回油管;9-真空表;10-油箱;11-空壓機(jī);12-回油管

圖2  空壓機(jī)油霧回收工藝

當(dāng)空壓機(jī)(11)啟動(dòng)以后,在空壓機(jī)軸承處形成的高溫潤滑油經(jīng)回油管(12)返回油箱(10),在油箱上部空間形成大量油霧,油箱內(nèi)壓力升高。在空壓機(jī)的中冷器后引出空壓機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣,經(jīng)節(jié)流閥(2)調(diào)整到合適的流量進(jìn)入氣動(dòng)三聯(lián)件(3),氣動(dòng)三聯(lián)件用于調(diào)整氣源的壓力、過濾凈化氣源的雜質(zhì),調(diào)整氣動(dòng)三聯(lián)件可以實(shí)現(xiàn)Z小的工作壓力,達(dá)到Z小能耗,調(diào)壓過濾后的壓縮空氣進(jìn)入真空射流器(4),經(jīng)真空射流器噴嘴高速噴出,壓力能轉(zhuǎn)換為速度能,在噴嘴區(qū)域形成真空,從而將油箱中的油煙經(jīng)吸入管(5)吸入真空射流器,真空表(9)監(jiān)測油箱的負(fù)壓,同時(shí)可用于判斷油霧濾芯的壽命,二股介質(zhì)在混合管內(nèi)混合,在擴(kuò)壓管內(nèi)進(jìn)行能量交換速度能還原為壓力能,混合氣體到達(dá)油霧慮芯(6),油霧凝集成油滴,在重點(diǎn)力作用下油滴經(jīng)回油管(8)流回油箱,回油視窗(7)設(shè)置在回油管用于監(jiān)測回油情況。

3 實(shí)施

2018 年在鐵區(qū)空壓機(jī) 1#機(jī)進(jìn)行了驗(yàn)證性改造,油霧回收裝置安裝在空壓機(jī)油箱上部,將室外排煙管隔斷(見圖 3)。經(jīng)過多次調(diào)整優(yōu)化,噴射壓縮空氣壓力由 0.2 MPa 下降為 0.02 MPa,相對(duì)真空度為-2 600 kPa,壓縮空氣日消耗量由 96 m³降為 65 m³,單臺(tái)機(jī)年補(bǔ)油量由 300 L 下降到 20 L,電機(jī)軸承溫度由 85℃下降到 65℃,軸承滲油現(xiàn)象基本消除。后續(xù)對(duì)剩余 22 臺(tái)空壓機(jī)全部進(jìn)行了改造,運(yùn)行良好,年直接油品節(jié)能收益 80 多萬元。

圖3  油霧回收裝置安裝位置

4 結(jié)束語

經(jīng)過一年的運(yùn)行觀察,負(fù)壓運(yùn)行更有利用回油順暢,未對(duì)設(shè)備振動(dòng)、軸承潤滑造成影響,機(jī)組各項(xiàng)數(shù)正常。

此次改造實(shí)踐有效地解決了油煙霧直接外排的問題,同時(shí)把煙霧中攜帶的潤滑油全部進(jìn)行了回收,解決了軸端長期漏?的問題,同時(shí)也改善了空壓機(jī)周邊空氣質(zhì)量,有效延長了空氣濾芯壽命,降低了運(yùn)行成本。該技術(shù)方案主要有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)它改變了油霧直接排放到環(huán)境中的現(xiàn)狀。

(2)動(dòng)力源直接 取自空壓機(jī)本身,不需要額外動(dòng)力。

(3)純機(jī)械裝置,沒有旋轉(zhuǎn)、電動(dòng)設(shè)備,安全可靠,隨著空壓機(jī)的啟動(dòng)同時(shí)投入運(yùn)行。

(4)節(jié)約了能源,降低了油品消耗,降低了運(yùn)行成本。

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