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熔盐泵用滑动轴承设计及其运行监测

文章出处:未知作者:admin人气:发表时间:2017-03-31 16:07【

熔盐泵是大流量循环换热工艺系统的心脏设 备,广泛应用于丙烯酸、苯酐、顺酐、福马酸、 制冷剂等行 业。熔盐泵无故障、稳定、长周期地运行对整个生产线的 连续稳产,提高生产效率和经济效益具有重要意义。

早期国内的熔盐泵主要进口国外产品,近些年来,国 内开始自行研发、生产。在应用实践中发现熔盐泵的寿命 主要取决于滑动轴承与轴颈之间能否始终保持良好的承 载润滑膜,只有使滑动轴承和轴颈表面始终处于良好的润 滑状态,减少轴颈和轴承的磨损,才能达到延长熔盐泵使 用寿命的目的。同时,为了及时发现熔盐泵在运行中滑动 轴承可能出现的故障,在生产的熔盐泵上同机配套了熔 盐泵滑动轴承故障诊断系统,可以及早发现滑动轴承的 故障,避免事故的发生。

1轴流熔盐泵结构与轴承选用

熔盐泵为立式结 构。熔盐进口在叶轮的上方,出口在叶轮的下方。这样的 设计使介质熔盐对叶轮的反作用力与叶轮重量方向相 反,因而可以减缓电机内推力轴承的承载压力。

电机轴与泵轴通过联轴器连接。由于结构的限制,泵 轴很长。因此需要上下两个轴承对泵轴进行支撑和限制。 上轴承设置在熔盐管道外部,采用滚动轴承。轴承冷却腔 通水(或者空气)冷却,冷却水应在在加熔盐前注入。同时 滚动轴承采用耐高温润滑油润滑,并定期添加。

下轴承由于在熔盐输送管道内部,轴承工作温度受介 质温度的影响,一般也在摄氏300度左右。如果采用滚动

轴承, 由于工作温度和环境要求的限制无法实现轴承润 滑和冷却。因此采用滑动轴承。滑动轴承的润滑是利用所 输送的熔盐自身进行润滑,在轴承的内径表面开有一定宽 度和深度的纵向沟槽,利用出口和入口的工作压差将熔盐 导入轴颈间隙,并通过润滑通道返回入口低压侧,达到润 滑目的。采用这种方式润滑的轴承也称为自润滑轴承[1]。 由于在常温下熔盐会凝结,因此在熔盐泵启动前应先加 高温熔盐是滑动轴承内的低温凝结熔盐熔化。

2 滑动轴承设计

对熔盐泵用滑动轴承的设计非常严格。间隙过大,无 法有效限制和支撑泵轴;间隙太小,则影响润滑效果,甚 至出现抱轴现象。

滑动轴承的材质为锡青铜,泵轴的材质为碳钢,二者 的线膨胀系数分别为18.2X10-6/°C和13X10-6/°C[2]。泵 轴的直径为45mm,在工作状态下,在泵轴直径方向的热 膨胀量差值为0.07mm,这是泵轴与滑动轴承的最小配合 间隙。在实际生产中,采用0.2~0.3mm之间。

滑动轴承的外圈部分镶嵌在导叶体上,因为整个轴承 都处于泵叶轮后的高压区域,轴承两侧都是高压熔盐,熔 盐进入轴颈间隙后,通过开在滑动轴承和导叶体上的回 路流回低压区,形成滑动轴承的润滑回路。

3轴承运行监测

熔盐泵为立式结构形式,泵叶轮端支撑距离上轴承的 支撑距离较长,由于叶轮本身的制造误差以及泵轴刚度 等因素的影响,熔盐泵在运行中轴下端的中心位置不固 定,具有一定的速度和运行轨迹,从而改变了滑动轴承理 想的运行状态。

4总结

(1) 由于介质温度和环境要求的限制,熔盐泵下轴承 只能采用滑动轴承。

(2) 滑动轴承采用自润滑形式,熔盐来自叶轮后的高 压区域,然后经过导叶体上的回路流回到叶轮前部。

(3) 滑动轴承出现故障时会在叶轮转子偏心转频附近 出现异常,通过与正常情况下的频谱图进行比较就可以 及时发现轴承故障。

     (4) 为了使滑动轴承具有较长的寿命,需要在开机以前就注入热的熔盐,在启动时应该尽量使转速由慢渐变 到需要的工作转速