我厂机电设备夏季运行现状及措施
赵
军，郭春曜，王黎萍，马利民
乌石化公司化肥厂 新疆乌鲁木齐市
830019
摘要：论述了影响我厂机电设备夏季安全运行的主要问题及电机发热的原理，并针对不同的问题提出了不同的解决方法。
关键词：大化肥装置
机电设备 夏季运行 现状及措施
一、前言
我厂有两套年产量各为52万吨尿素的大化肥装置，是全国最大的氮肥生产企业之一，如何保证机电设备的夏季安全运行，对我厂装置实现长周期安稳运行、完成全年生产任务、增强企业经济效益具有非常重要的意义。
二、现状分析
分析我厂目前机电设备夏季运行情况，主要存在以下问题：
1.
电气配电柜大电流接触点有发热现象。一化尿素变电所低压1＃进线B相触头发热，最高达86℃；一化尿素704－JA电缆出线B相接头温度较高，达56℃；二化尿素401-JA电缆出线C相接头发热，最高达68℃。
2.
变频器、PLC等设备因环境温度高，机身风扇损坏误动作。煤变叶轮给粉机1＃、5＃、9＃变频器温度高，柜内温度最高达50℃，各有一个风扇损坏。一化合成溴冷机曾经因环境温度高导致PLC控制电源开关误动作过，现场控制柜柜内温度最高达56℃。
3.
变配电设备因环境温度高发热严重。总降1＃、2＃主变压器温度高报警，温度上升到69℃；MC3变压器温度高报警，温度上升到70℃。
4.
现场电机因环境温度高发热严重。一化动力03-P11-1、03-P11-2的负荷侧轴承温度最高分别达80℃、75℃；一化合成4111-K2U2-1的负荷侧轴承温度最高达72℃；4113-P3-1的负荷侧轴承温度最高达85℃；一化尿素401－JA的负荷侧轴承温度最高达77℃。二化合成MP33A/B的负荷侧轴承温度最高达76℃。
5.
现场电机因风扇叶不匹配或损坏造成电机线圈温度和轴承温度高。一化合成0101-P1-1的负荷侧轴承温度最高达96℃，电机机身温度最高达86℃；二化合成MP80的机身温度最高达73℃。
6.
现场电机因加油导致温度过高，一化尿素905-JAM因加油负荷侧轴承温度最高达92℃，一化合成4114-P1-1
M因加油负荷侧轴承温度最高达86℃。
7.
泵房轴流风机长时间运行，导致烧坏。二化泵房轴流风机质量有缺陷，铁芯老化严重，空载电流高。二化合成氨罐区泵房轴流风机、压缩厂房轴流风机都曾经烧坏过。
三、电机发热原理
电动机负载运行时，效率η<1，其内总损耗∑p＝P1-P2＝p0＋pCu，这些损耗最终将变成为热能。一台电动机，当它运行起来后，由于电机内热量不断产生，电动机本身温度就要升高，超过了周围环境温度。电动机温升越高，散热越快。当电动机单位时间发出的热量等于散出的热量时，电动机温度不再增加，而保持一个稳定不变的温升，即处于发热与散热平衡的状态。
电动机运行时发热的原因是电动机内部有功率损耗∑p存在。电动机发热与冷却的规律为
起始温升 、稳态温升 、发热时间常数Tθ三个值决定了温升的整个过程。
电动机发热过程的温升曲线如图1所示。较长时间没有运行的电动机重新负载运行时，=0；运行一段后温度还没有完全降下来的电动机再运行时，或者运行着的电动机负载增加时，≠O，为某一具体数值。
一台负载运行的电动机，在温升稳定之后，如果减少它的负载，那么电机内损耗∑p及单位时间发热量Q都将随之减少。这样一来，本来的热平衡状态破坏了，变成了发热少于散热，电动机温度就要下降，温升降低。降温的过程中，随着温升减小，单位时间散热量减少。当重新达到发热等于散热时，电动机不再继续降温，而稳定在这个新的温升上。这个温升下降的过程称为冷却。
电动机冷却过程的温升曲线如图2所示。当负载减小到某一值时，≠0，大小为=Q/A；若负载全部去掉，且电动机脱离电源后，其=0。时间常数Tθ与发热时的相同。
不同绝缘材料的允许温度是不一样的，按照允许温度的高低，电机常用的绝缘材料分为A、E、B、F、H五种。按环境温度为40℃计算，这五种绝缘材料及其允许温度和允许温升如表1所示。
表1
绝缘材料的等级及其允许温度和允许温升
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等级 |
绝 缘
材 料 |
允许温度
（℃） |
允许温升
（℃） |
|
A |
经过浸渍处理的棉、丝、纸板、木材等，普通绝缘漆 |
105 |
65 |
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E |
环氧树脂、聚脂薄膜、青壳纸、三醋酸纤维薄膜、高强度绝缘漆 |
120 |
80 |
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B |
用提高了耐热性能的有机漆作粘合剂的云母、石棉和玻璃纤维组合物 |
130 |
90 |
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F |
用耐热优良的环氧树脂粘合或浸渍的云母、石棉和玻璃纤维组合物 |
155 |
115 |
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H |
用硅有机树脂粘合或浸渍的云母、石棉和玻璃纤维组合物，硅有机橡胶 |
180 |
140 |
电动机运行时的允许温升取决于绝缘材料的等级。绝缘材料的等级越高，越耐温，电动机允许温升也越高。电动机运行时实际达到的最高温升等于允许温升，是选择电动机校核发热是否通过的原则。温度监测和诊断技术是保证机电设备生产运行的常用手段，温度诊断技术在电力设备诊断中的应用如表2所示。
表2
温度诊断技术在电力设备诊断中的应用
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主 要 设 备 |
状 态 特 征 |
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电力变压器 |
接头松；套管过热；接触不良；绕组过热；过负荷；三相不平衡；冷却管堵塞或不畅 |
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旋转电机 |
轴承过热；负荷不平衡；绕组断路或短路；电刷、集电环换向器发热；过负荷；绝缘状态劣化；接头焊接不牢，冷凝管堵塞 |
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输配电线路（电缆） |
接头松动或接触不良，负荷不平衡，过负荷；过热 |
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断路器 |
接触不良，过负荷；过热 |
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辅助机械设备（球磨机、引送风机，泵，热交换器） |
轴承过热；油温高；热交换器堵塞 |
四、管理措施
车间根据往年电气设备安全运行的经验，为了确保夏季电气设备的正常运行，加强对电气设备的管理，特出台《保证夏季电气设备安全运行的管理规定》，具体内容包括：
1.
运行班组对各变、配电室的温、湿度每班进行一次检查，记录在班组设备巡检本中。在室温高于5℃后，停现场的各种加热器、热风机；室温高于35℃后，要求打开变、配电室门窗，打开变、配电室轴流风机进行强制通风。
2.
加强对电气设备的巡回检查，包括运行电气设备的温度，变压器的油位、氮气压力，电缆接头温度，大电流设备连接点温度，其中大电流设备连接点温度由运行技术员会同值班员每15天巡检一次，并做好记录。
3.
加强对变配电室进出电缆沟的检查，纳入技术员周检表中，每月在班组总结中进行专项汇报。
4.
加强对PLC、变频器控制柜的温度检查，纳入技术员周检表中，确保PLC、变频器控制柜的温度不高于50℃，对变频器根据风机的使用年限，定期对风机进行更换。
5.
维护班组每天对转动电机进行温度、振动、声音巡检，合尿总值每天对特护电机进行温度、振动、声音巡检，班组技术员每周对重要设备的运行进行一次巡检，车间设备员每两周对重要设备的运行进行一次巡检，做好巡检记录。
6.
维护班组每月对现场机泵房轴流风机进行一次检查，运行班组每月对变、配电室的轴流风机进行一次检查，记录到检查表中。一化和二化固定式轴流风机根据使用情况，分批进行检修、保养，更换轴承。二化固定式轴流风机质量较差，逐步上报更换计划。
7.
每月对电缆中间头进行一次巡回检查，记录在电缆中间头巡检表中，运行班负责所管辖变电所内部的所有电缆头，维护班负责所管辖片区的桥架和电缆沟内的所有电缆头。
8.
加强对变、配电室的防漏检查，做好防漏应急措施，对春季暴露出的漏水纳入房屋修缮计划进行处理。
五、技术措施
1.
对一、二化装置温度高的电机，要求合尿维护班和动力维护班在原有的巡检基础上增加一次巡检频次，增加时间为下午17：00时一次。合尿总值人员在每天晚上巡检时，将4113-P3-1纳入巡检中。
2.
建议工艺车间对温度高的电机配工艺空气冷却风管，进行冷却降温或加台式轴流风机对电机进行吹风冷却降温。一尿401、905原来都配过风管，后来工艺车间因现场规范性问题拆除了，仍建议恢复。一化4113－P5-1M已配加风管冷却，但温度保持在70℃左右。
3.
保持泵房空气流通，加大流通气量。建议工艺车间将泵房轴流风机打开，打开所有的泵房的门窗。电气人员及时清扫机身油污，在大修时对不进行检修的装置电机也要将两侧端盖油污进行清扫。
4.
建议工艺车间将泵房轴流风机根据现场环境因素状况分别按长期运行、短期运行、定期运行方式进行分类，分批轮流开启运行。一般情况下只运行部分泵房轴流风机，现场环境因素恶劣的重要泵房轴流风机可以连续开，泵房轴流风机只在事故状况下才全部启动，以利于延缓电机寿命。
5.
变频器风机、轴流风机等长期运行的转动设备，根据设备运行周期，建立运行台帐，在达到设备建议使用寿命之前，及时更换风机轴承或更换风机。
6.
MC3变温度上升到70℃时，将变压器门打开，但门口要拉警戒带。总降1＃、2＃主变温度高加强巡检。2＃变已接临时风机降温。一尿低压1＃进线触头发热，运行方式改为由大颗粒进线带1段负荷；一尿704－JA电缆出线接头温度较高，加强巡检。
7.
对只有加油嘴子而无排油孔的电机，进行改造，新开排油孔，保证电机润滑油的置换。对电机风扇叶不匹配和损坏的，重新定做风扇后待机进行更换，保证电机的通风散热正常。
8.
计划在二化主电、煤炉低压室等几个温度较高的配电室加装空调，彻底改变变配电室的运行环境，降低配电室环境温度。
六、效果
1.
将0101-P1-1电机风扇叶的缺陷（原风扇叶方向和泵体旋转方向相反）进行消缺。使其电机负荷侧轴承温度从96℃下降至57℃，机身温度从86℃下降至50℃以下。
2.
利用二化停车机会更换二化合成MP80电机风扇叶，使该电机的机身温度由73℃下降至41℃。
3.
变频器、PLC等设备运行正常，未发生因环境温度高，机身风扇损坏造成的误动作情况。
4.
变压器、开关柜等变配电设备运行正常，未发生因环境温度高、发热严重导致的跳闸事故。
5.
电缆中间头巡检正常，未发生因电缆中间头发热引发的跳闸事故。
通过以上管理措施和技术措施的实际应用，取得了很好的运行效果，到目前为止，我厂机电设备夏季运行良好，保证了我厂装置的长周期安稳运行。
参考文献：
1.
李发海 王岩编，《电机与拖动基础》，中央广播电视大学出版社，1986年
2.
雷铭主编，《电力设备诊断手册》，中国电力出版社，2001年
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