提高煤化工企业重要驱动电动机可靠性的措施

虎耀森 赵石岱

摘要： 煤化工企业属于高耗煤、高耗电的高耗能企业，工厂内部有大量的机泵类驱动设备运转，这些压缩机或泵站的驱动设备中最常用的就是交流异步电动机。由于煤化工生产具有生产流程长、工艺路线复杂、生产连续性要求高等特点，对设备连续安全平稳运行要求较高，本文结合所从事的大型煤化工企业十余年的现场管理及技术改造经验，对重要的驱动电动机如何做到长周期安全可靠性要求，从设计选型、运行维护等方面提出一些可靠性的措施。

关键词： 电动机;稳定;选型;运行

引言

煤化工企业在部分工艺压缩机和泵站通常会使用高压10kV系统供电的大功率交流电动机作为驱动。电动机长周期安全可靠运行是保障整个工艺生产装置长周期的生产的前提，本文从电动机润滑油油系统配置，电动机本身的选择以及轴承方式选择，电动机在线监测连锁保护的配置，电动机接线方式选择，接线箱的设计和绝缘能力考量，以及后期维护保养各个方面提出有效措施，为同类型化工企业在电动机的选择配备上提供考参考。

电动机自身及附属设备配置选取

电动机自身的选取及接线箱的设计

根据工艺装置联锁重要等级划分，分别选取不同种类的电动机。对于工艺装置来讲，电动机停运直接触发联锁导致装置局部或者全装置停车的，即特别重要的电动机，应该采用国际知名品牌电动机或特殊定制的电动机。一些故障停机后引起局部停车的，安全、经济影响比较大的电动机，应采用国际知名品牌厂商生产的电动机，它们的设计容量裕度、绝缘等级裕度相对较大，设计结构更加合理，长周期运行的保障性更高。对于正常供水系统使用的电动机则可选择常见品牌电机，节约成本。

安全可靠的接线箱设计。重要电动机的接线箱尽可能做大，甚至可以在接线箱内做分相隔离的安全设计。由于功率较大的电机的电缆截面比较大，加之电压等级高，接线箱设计太小，一方面接线非常困难，另外部分电缆头弯曲半径难以满足要求。这给接线带来困难的同时运行过程也存在较大的安全隐患，采用大接线箱设计可以增大安全距离，有效防止接線箱的短路或接地故障。

电动机轴承方式选择和润滑油系统的参考配置

对于1000KW以上大功率电动机，尽量选择滑动轴承方式，增加长周期运行稳定性。大功率电动机检修相对困难，滚动轴承使用寿命一般为8000–20000h左右。从轴承使用寿命上本身难以做到长周期不停机，且滚动轴承多采用润滑脂润滑，但润滑脂质量，人为控制的添加量等因素不易控制，严重制约电机长周期稳定运行。轴瓦本身磨损量较小，维护周期长，油系统润滑，可以定期滤油换油，并且易于维护。因此重要的大功率电动机采用轴瓦润滑更加安全可靠。

在使用油润滑系统时，采用强制润滑油的油系统，应配置双电机双泵互备联锁启停的冗余润滑油站。大多数压缩机、压缩机配套电动机、重要的大型机泵、风机及配套的电动机均采用强制润滑的滑动轴承设备，强制润滑设备需要可靠的油站系统配套，这些辅机设备的安全稳定性直接关系到主设备的安全可靠运行。由于辅机系统机泵等单台设备运行可靠性相对较低，因此必须采用冗余设置，一用一备的模式，做到设备冗余，系统冗余，且双套电机的电源要相对独立，双套油泵采用自动连锁控制，保证油站长周期稳定运行。

电动机在线监测保护系统及接线方式的配置

可靠合理的在线监测联锁保护系统

做好电量信号保护优化处理。在电机综合保护装置的选取上，尽量选取国际品牌或者国内主流品牌，例如使用四方综保系统。在电机过载保护、过电流保护、短路保护等电量保护设置时，合理投入保护定值，确保电动机因工况不良及电机自身故障引起的各类负荷跳变引起跳车及时保护电机。

做好非电量信号保护优化控制。对于大中容量的电动机或非常重要的油泵类电机设备，在电机驱动、非驱动端加装振动监测、温度监测系统，将温度信号和振动信号通过变送器传至DCS控制系统，进行科学合理组态，根据电动机的绝缘等级设置报警和联锁跳车的温度及振动联锁值，防止电动机各类故障导致电机损坏。在电气监测系统中，可将电动机的运行时间数据以及每次开停车数据进行统计，分析合理的定期润滑和定期检修时间及周期。

合理选择与负载的连接方式

合理选择与负载的连接方式和电动机的安装方式。电动机作为驱动设备与被驱动负载的连接方式多种多样，根据不同类型的负载电动机选择卧式安装和立式安装也需要根据其负载和周边环境的振动情况选择。由于电机振动过大会影响轴承承载力和线圈的绝缘，因此必须根据负载性质选择合理的连接方式。如负载本身振动比较大、冲击力较强时，例如空冷系统使用的电动机，可以选择液力耦合器连接、磁力耦合器连接、弹性联轴器等连接方式。对于电机安装的基座或框架本身有振动的，尽量少采用刚性直联方式，减少负载侧传导至电机侧的振动和冲击。

电动机绝缘等级的选择

采用高一个绝缘等级的裕量设计。大多数企业使用的电动机绝缘等级一般选择F级，对于温度较高的工作环境或非常重要的场所可以使用H级绝缘等级，这样电机绝缘材料整体提高一个等级，在电动机耐受高温、局部绝缘受损等情况时，能够有更大的裕量，减少转子绕组接地和匝间短路等故障的发生[3]。

运行维护具体措施

科学合理的润滑管理和定期润滑补脂

科学合理的润滑管理。建立润滑管理制度，对设备进行良好的润滑管理非常重要。电动机故障中70%的故障来自于轴承问题，而轴承问题中绝大多数来自于润滑不良，因此良好的润滑对电动机的运行至关重要。

根据监测系统给出的运行数据，定期开展润滑脂补脂工作，确保滚动轴承润滑到位。滚动轴承采用润滑脂润滑，补脂量、脂品种等要严格控制和管理，少补、多补、混补等均不利于电机的润滑。对于要求严格的电动机可以采用自动补脂器进行定量、连续的补加，保证润滑的质量。

定期开展点检和检修工作

抓好日常点检，发现异常及时处理。日常点检方面主要是对电机运行状态情况的评估，特别是针对轴承异常的问题效果比较好，电机的轴承故障往往有一个发展演变的过程，在轴承故障之前往往有振动、振速增大，轴承包络值升高、声音不均匀、温度升高等前兆，发现这些异常及时比对，往往能及时预防严重的故障，必须抓好点检检查。

定期开展大中小修，做到及早预防。电机轴承的机械磨损、绝缘老化有一个发展的过程，如果定期开展大中小修，能够在设备还没有出现明显异常时处理完，有助于稳定运行。

防止工作环境里的腐蚀性气体进入电动机内部

煤化工企业经常会有各种有毒有害气体，电动机在恶劣的工作环境中的金属异物、腐蚀性气体都有可能进入电动机内部，会导致电动机内部的机械部件因卡转而迅速升温，或绝缘部件之间导通。这些问题都会引发电动机绕组接地故障。因此，要对电动机的外部环境进行严格控制，远离可能产生腐蚀性气体的场所，定期清除外部异物。[4]

结束语

电动机作为煤化工企业中最多、最常用的驱动设备，点多面广，重要性也不尽相同。尤其是一些大中型电动机在企业的安全生产中起到关键性作用，它们驱动的压缩机或者各类泵站直接影响整个工艺生产线的正常运行。对于长期从事电动机运行管理，从不同角度总结提高电动机长周期运行的相关措施和经验。在工厂初期设计、使用和后期维护等方面都具有一定的指导意见。

参考文献

纪繁祥.屏蔽电动机运行性能分析[A].防爆电机，2015（3）.

吕毫龙.油田电动机运行现状及提效对策[M].石油石化节能，2015（11）.

葛强.大型泵站主电动机运行故障分析及预防[M].扬州大学，2005.05.

闫晓燕.电动机运行过程中常见故障及解决方案[B].工程建设与设计，2017.10.