Một nhà máy điện chạy bằng than hoạt động ở miền Tây Hoa Kỳ đã trải qua cuộc sống hộp số ngắn trong hoạt động nghiền bột của nó. Dầu AGMA 6EP (ISO 320) do nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) khuyến cáo không cung cấp đầy đủ dầu bôi trơn và bảo vệ dựa trên kết quả phân tích dầu và kiểm tra hộp số sau một năm hoạt động. Điều này đã được xác nhận bằng kim loại hao mòn quá mức và độ nhớt thấp hơn trong các báo cáo dầu đã qua sử dụng. Phân tích sâu hơn về dầu bánh răng áp suất cực cao (EP) đã chỉ ra sự tích tụ quá nhiều chất gây ô nhiễm hạt trong chất bôi trơn và sự cạn kiệt của gói phụ gia EP.
Sự ô nhiễm hạt bao gồm chủ yếu là bụi bẩn / bụi than và các hạt kim loại được tạo ra bằng cách mang và mài mòn răng, và phản ứng dây chuyền của sự hao mòn quá mức đang diễn ra.
hộp số Pulverizer
Thiết kế hộp số pulverizer có niên đại từ đầu những năm 1960. Một thiết bị giun thép được điều khiển bởi một động cơ điện 800 vòng / phút có công suất lớn, một thiết bị bằng đồng được kết nối trực tiếp với bàn mài. Bể chứa chứa 255 gallon. Nhiệt độ dầu bánh răng được điều khiển bằng bộ trao đổi nhiệt làm mát bằng nước. Dầu hộp số ISO 320 EP chưa được lọc được khuyến cáo bởi hộp số OEM để cung cấp dầu bôi trơn bằng đồng cho bánh răng và vòng bi thép.
Mặc dù thiết kế hộp số này là gồ ghề và đơn giản, chi phí bảo trì đã trở nên quá mức và thời gian ngừng hoạt động / bảo trì không hỗ trợ lịch phát điện. Chi phí bảo trì điển hình và khoảng thời gian cho mỗi hộp số nghiền là:
- Thay đổi dầu được yêu cầu mỗi 12 tháng với chi phí 5.000 đô la trong vật liệu và lao động và từ 20.000 đến 50.000 đô la trong sản xuất điện bị mất, điển hình của hầu hết các đơn vị sản xuất điện đốt than trong khung thời gian này. Nhà máy đặc biệt này đã lắp đặt 13 máy nghiền than.
- Sau 10 năm hoạt động, các thiết bị bull đồng được xoay để lộ mặt răng chưa sử dụng mặt. Điều này đòi hỏi bốn tuần thời gian quay vòng bao gồm cả công tác bảo dưỡng với tổng chi phí là $ 300.000 cho mỗi đơn vị.
- Cứ sau 20 năm hoạt động, việc xây dựng lại toàn bộ hộp số đã được yêu cầu. Các bộ phận và lao động cho nỗ lực này vượt quá 450.000 đô la cho mỗi hộp số với việc sản xuất bị mất chi phí 250.000 đô la cho mỗi máy nghiền.
Phá vỡ phản ứng dây chuyền
Phân tích sơ bộ các thành phần mòn cho thấy mặt bánh răng bằng đồng đã gặp phải sự va chạm và trượt đáng kể. Khi thời gian sau khi đại tu tăng lên, mặt đồng đồ đã trở nên quan trọng hơn. Nhân viên nhà máy bắt đầu tìm kiếm một hệ thống bôi trơn tốt hơn để phá vỡ phản ứng dây chuyền.
Nhân viên nhà máy nghi ngờ các mẫu trang phục trên mặt bánh răng bằng đồng được quy cho những điều sau đây:
- Các hạt bụi và bụi bẩn cao trong dầu bánh răng
- Sự tấn công hóa học của gói phụ gia EP trong quá trình hoạt động, có khả năng là do phụ gia EP sulfur-photpho hoạt động trên bánh răng đồng, dẫn đến mức đồng cao trong dầu bánh răng
- Phản ứng xúc tác giữa phụ gia dầu bánh răng và một số hạt được tạo ra
Nhân viên nhà máy bắt đầu giải quyết những vấn đề này trên nhiều mặt trận:
- Tìm kiếm các phương pháp để niêm phong tốt hơn hộp số từ việc nhập hạt (chủ yếu là bụi than)
- Phương pháp lọc / tùy chọn cho dầu bánh răng để nhanh chóng nắm bắt các hạt và tạo ra các hạt bụi
- Công nghệ dầu nhờn cải tiến (cả dầu gốc và các gói phụ gia) để cung cấp các khoảng bảo trì kéo dài mà không bị phạt sử dụng năng lượng
Độ phân giải
Thành công đã đạt được trong các lĩnh vực sau đây trong phá vỡ các phản ứng dây chuyền mặc.
Particulate Ingress – Hơi thở hút ẩm đã được lắp đặt lần đầu tiên trên các lỗ thông hơi hộp số và bằng cách thay đổi các con dấu nghiền mài mòn và không hiệu quả. Mã vệ sinh ISO ban đầu là 23/21/18 (theo ISO 4406-1999) đã đạt được với quá trình lọc hơi thở tích cực. Những nỗ lực đếm hạt trước đây không thể thiết lập mức độ sạch ISO mục tiêu do mức độ hạt cao.
Phương pháp lọc và yêu cầu của khách hàng – Trong lịch sử, khả năng lọc các loại dầu bánh răng ISO 320 và 460 trong môi trường nghiền than tỏ ra khó khăn.
Nhân viên nhà máy xác định rằng một trong các tùy chọn để loại bỏ các chất gây ô nhiễm hạt từ hộp số nghiền và để giải quyết vấn đề hao mòn bánh răng là thông qua hệ thống lọc vòng lặp thận. Hệ thống này có các đặc điểm sau:
- Tốc độ dòng chảy phù hợp để xử lý dầu bánh răng có độ nhớt cao hơn
- Khả năng giữ bụi bẩn cao
- Mức độ bảo trì thấp. Thay đổi bộ lọc không được vượt quá một lần mỗi tháng trong điều kiện hoạt động bình thường
- Khả năng hiển thị làm sạch dầu bánh răng trong vòng một tuần sau khi bảo trì được thực hiện trên hộp số
- Tiếp tục làm sạch dầu bánh răng và duy trì mã sạch mục tiêu 18/15/11 theo ISO 4406-1999
- Cung cấp các điểm lấy mẫu trước và sau lọc để đánh giá hiệu quả lọc
- Skid lắp đặt lắp đặt
- Địa điểm hút và xả được thiết kế để loại bỏ các mối nguy hiểm cháy, và toàn bộ thùng chứa dầu hộp số được bật lên sau mỗi 30 phút
- Kích thước trượt lọc không ảnh hưởng đến hoạt động bảo trì bình thường
Những tiến bộ trong công nghệ lọc
Một gói lọc vòng lặp thận ngoại tuyến sử dụng công suất giữ bụi bẩn hiệu quả cao, phương tiện lọc tổng hợp đã được mua và lắp đặt. Các gói sử dụng hai bộ lọc vỏ gắn kết trong loạt, với một yếu tố kích thước phổ biến trong cả hai nơi ở.
Các yếu tố bộ lọc ban đầu được đề nghị cho việc cài đặt thử nghiệm được đánh giá ở phiên bản beta 25 = 200 ở giai đoạn đầu và beta10 = 200 ở giai đoạn thứ hai. Lưu lượng dầu được cung cấp bởi một máy bơm cánh được đánh giá ở mức 10 GPM cho dầu bánh răng 460 cSt (2.500 SUS). Phạm vi nhiệt độ của chất lỏng hệ thống dao động từ 65 ° F (18 ° C) khi không hoạt động và lên đến 130 ° F (54 ° C) trong khi hoạt động bình thường. Gói lọc được lắp đặt với đường hút vào ngân hàng lọc trực tiếp từ đáy hồ chứa; đầu ra, hoặc dòng xả được lọc, được dẫn vào đỉnh của hồ chứa.
Điều kiện thành phần bộ lọc được theo dõi bởi các đồng hồ đo áp suất vi sai được cài đặt trên mỗi bộ lọc với một mục tiêu từ 25 đến 28 psig như một chỉ báo tải phần tử. Các yếu tố đã được thay đổi trước khi cho phép van bypass bên trong mở ra. Các tính năng khác của gói lọc bao gồm van lấy mẫu ngược dòng và hạ lưu để cho phép lấy mẫu dầu bánh răng mà không phải tắt hệ thống.
Những tiến bộ trong công nghệ bôi trơn
OEM đã đề xuất một loại dầu AGMA 6EP (ISO 320) cho hộp số nghiền. Đánh giá các mẫu mặc trên răng bánh răng cho thấy gói phụ gia EP trong dầu bánh răng này quá tích cực trên thiết bị bằng đồng và đang gây mòn sớm cùng với các chất gây ô nhiễm trong hộp số. Phân tích các mẫu dầu bánh răng đã qua sử dụng đã xác nhận rằng gói phụ gia EP đã cạn kiệt. Sự suy giảm của gói này được xác định là từ việc trượt liên tục các bánh răng bằng đồng và tiếp xúc với nhiệt độ cao, được xác nhận bằng hình ảnh nhiệt IR. Chất bẩn cao và tải hạt đã được xác nhận bằng mã sạch ISO. Bây giờ rõ ràng là dầu bánh răng EP được khuyến nghị OEM không cung cấp sự bảo vệ thích hợp cho các bánh răng.
Dựa trên những phát hiện này, và sau khi tham khảo ý kiến với nhà cung cấp dầu nhờn, xác định rằng dầu tổng hợp AGMA 7 (ISO 460) sẽ bảo vệ tốt nhất hộp số trong ứng dụng này. Độ nhớt cao hơn và độ nhớt cải thiện của dầu bánh răng tổng hợp này, cùng với hóa chất phụ gia R & O, cung cấp độ bền màng dầu cao hơn so với khuyến cáo của OEM, và sẽ kéo dài tuổi thọ của hộp số, có tính đến yêu cầu về nhiệt độ và tuổi thọ hộp số.
Trong quá khứ, nhân viên nhà máy đã đánh giá tính khả thi của việc sử dụng dầu bánh răng tổng hợp trong hộp số nghiền, nhưng nó đã được xác định tải trọng cao trong hộp số làm cho điều này không kinh tế do thay dầu thường xuyên. Tuy nhiên, với việc cải thiện lọc cung cấp một tuổi thọ dầu tiềm năng ít nhất ba năm, kinh tế của việc sử dụng dầu bánh răng tổng hợp đã được chứng minh. Dầu bánh răng ISO 460 tổng hợp cung cấp một số lợi ích bao gồm:
- Tăng cường khả năng bơm ở nhiệt độ thấp hơn, do đó tăng cường khả năng lọc
- Khả năng chống oxy hóa và ổn định nhiệt cao hơn
- Cường độ màng cao hơn ở nhiệt độ cao và thấp
- Kéo dài tuổi thọ trong môi trường sạch, được lọc
Kết quả hoạt động
Hộp số nghiền đã được đại tu và tất cả các bộ phận xoay chính được thay thế, ngoại trừ các bánh răng thép / sâu. Hộp số đã được lau sạch bằng giẻ lau không có xơ như là một phần của quá trình đại tu. Giàn thép và bánh răng bò đồng được căn chỉnh chính xác và được kiểm tra màu xanh. Hồ chứa được xả bằng dầu khoáng ISO 460 và chứa đầy dầu tổng hợp ISO 460. Mẫu dầu bánh răng cơ sở được lấy từ hồ chứa và được phân tích về số lượng hạt theo ISO 4406-1999. Kết quả mã ISO sạch sẽ là 23/21/18. Hộp số nghiền được đưa vào hoạt động cùng với hệ thống lọc. Sau ba giờ chạy, số lượng hạt đã giảm xuống còn 21/19/11.
Sau 48 giờ thời gian chạy, nhà máy đã lắp đặt một bộ beta 5 = 200 phần tử lọc trong mỗi nhà ở để giảm ô nhiễm hệ thống và đạt được mã tiêu chuẩn ISO 18/15/11. Hộp số nghiền và hệ thống lọc tiếp tục chạy trong hai tuần nữa với điều kiện yếu tố được giám sát bằng cách sử dụng đồng hồ đo áp suất vi sai. Kết quả của việc sử dụng bộ lọc Beta 5 = 200 trong hai tuần này, đạt đến tiêu chuẩn ISO cleanliness code 18/15/11.
Tuổi thọ của dịch vụ phần tử lọc cũng được giám sát trong quá trình cài đặt thử nghiệm. Kết quả cho thấy các phương tiện truyền thông dung lượng bụi cao vượt quá mong đợi, cho sự dọn dẹp ban đầu của hệ thống, cộng với tuổi thọ trong quá trình sử dụng liên tục đã vượt quá tiêu chuẩn. Tuổi thọ dịch vụ trung bình đến nay, sử dụng bản beta 5 = 200 phương tiện, là một năm.
Trong quá trình cài đặt thử nghiệm, các mẫu dầu được lấy và phân tích các tính chất vật lý và hóa học, số lượng hạt và ferrography phân tích. Kết quả cho thấy giảm kim loại mặc và độ sạch dầu được duy trì.
Kết luận
Với sự thành công của quá trình cài đặt ban đầu, nhà máy điện tiếp tục đạt được những lợi ích sau đây bằng cách sử dụng dầu tổng hợp ISO 460 và hệ thống lọc mới.
- Cải thiện bánh răng và mang bôi trơn
- Tối thiểu để không tồn tại mặc kim loại trong hộp số (cho đến nay) dựa trên các báo cáo phân tích dầu
- Không tăng tiêu thụ năng lượng động cơ truyền động do sử dụng dầu bánh răng tổng hợp có độ nhớt cao hơn. Một số đo đạc thiết bị đo đạc thực vật chỉ ra rằng giảm một phần trăm cường độ động cơ (4160 động cơ VAC).
- Số lượng hạt và ferrography phân tích hiện nay là lựa chọn thực tế để bảo trì tiên đoán và chủ động chính xác.
- Tuổi thọ dầu bánh răng được mở rộng, do đó làm giảm chi phí xử lý và tác động môi trường / phát sinh dầu thải.
- Cuộc sống hộp số mở rộng
- Thời gian chết liên quan đến ô nhiễm được loại bỏ.
- Khoảng thời gian bảo trì được mở rộng.
Kể từ khi áp dụng nâng cấp chất bôi trơn và gói lọc đầu tiên, và theo dõi chặt chẽ kết quả, nhà máy điện đã mua và lắp đặt thiết bị thứ hai vào mùa thu năm 2005.
