磨煤機(jī)用高壓三相異步電動(dòng)機(jī)防爆技術(shù)改造

(佳木斯防爆電機(jī)研究所 ，黑龍江佳木斯 154005)

0 引言

磨煤機(jī)廣泛應(yīng)用于鋼廠、火電廠、水泥廠等需要煤粉設(shè)備的行業(yè)中，而拖動(dòng)磨煤機(jī)的電動(dòng)機(jī)均采用普通型高壓三相異步電動(dòng)機(jī)。磨煤機(jī)在工作過(guò)程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生少量煤粉的泄露。煤粉屬于可燃性粉塵，當(dāng)其達(dá)到一定濃度時(shí)，遇到火花、高溫等會(huì)產(chǎn)生燃燒、爆炸，給用戶的財(cái)產(chǎn)和人身安全都造成了重大危害。因此，鑒于安全考慮，現(xiàn)在使用磨煤機(jī)的部分鋼廠開(kāi)始委托有改造資質(zhì)的電機(jī)維修單位對(duì)磨煤機(jī)用電動(dòng)機(jī)進(jìn)行防爆改造，使其達(dá)到粉塵防爆電機(jī)的要求。這樣即保證使用場(chǎng)所的安全，同時(shí)也大大降低了更換粉塵防爆電機(jī)的成本。

1 防爆原理

粉塵防爆電機(jī)主要通過(guò)阻止粉塵進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，并且與粉塵接觸的外殼表面任何部位的最高表面溫度不超過(guò)粉塵的最低點(diǎn)燃溫度來(lái)達(dá)到防爆目的。因此，電機(jī)改造要從上述兩點(diǎn)來(lái)著手進(jìn)行。

2 技術(shù)改造

本文以一臺(tái)YMPS 500 10kV，防護(hù)等級(jí)為IP54的磨煤機(jī)用三相異步電動(dòng)機(jī)為例論述防爆技術(shù)改造要點(diǎn)。

2.1 外殼防護(hù)結(jié)構(gòu)改造

粉塵防爆電機(jī)外殼防護(hù)等級(jí)一般為IP65，因此，改造的重點(diǎn)是加強(qiáng)外殼各接合面之間的密封，提高外殼的防護(hù)等級(jí)。另外還要保證改造后電機(jī)外殼各個(gè)部位的最高表面溫度不能超過(guò)煤粉的最低點(diǎn)燃溫度。

2.2.1 冷卻器與機(jī)座之間密封

原電機(jī)冷卻器與機(jī)座之間一般都有橡膠密封墊，但密封墊已經(jīng)老化，冷卻器與機(jī)座之間固定只有4個(gè)緊固螺栓，其結(jié)構(gòu)不能滿足6級(jí)防塵要求，因此，需更換冷卻器與機(jī)座之間的密封墊，可采用自粘式彈性好、耐老化的橡膠密封墊，密封墊的連續(xù)運(yùn)行溫度(COT)下限值應(yīng)低于或等于電機(jī)最低工作環(huán)境溫度，上限值至少比電機(jī)最高工作溫度高20K。增加冷卻器與機(jī)座之間的緊固螺栓，由4個(gè)增加為8個(gè)，這樣才能保證冷卻器與機(jī)座之間的有效密封，使改造后電機(jī)防護(hù)等級(jí)滿足IP65的要求，如圖1所示。

圖1 冷卻器與機(jī)座之間密封及增加緊固件

2.2.2 端蓋與機(jī)座之間密封

電機(jī)前、后端蓋與機(jī)座之間增加密封措施，在端蓋止口根部處增加一個(gè)寬3.6mm，深2.2mm的溝槽，將Φ3的“O”型密封圈安裝在溝槽內(nèi)；軸承外蓋增加一個(gè)寬3.6mm，深2.2mm的溝槽，將Φ3的“O”型密封圈安裝在溝槽內(nèi)。這樣可以保證端蓋與機(jī)座之間、軸承外蓋與端蓋之間的密封性，使改造后電機(jī)防護(hù)等級(jí)滿足IP65的要求，如圖2所示。

圖2 端蓋與機(jī)座密封圖

2.2.3 電機(jī)軸貫通處密封

電機(jī)兩端軸承室軸貫通處原有骨架密封圈不能滿足IP65的要求，需要改為雙唇骨架密封圈。這樣可以保證軸貫通部位的密封性，使改造后電機(jī)防護(hù)等級(jí)滿足IP65的要求，如圖3所示。

圖3 骨架密封圈更換為雙唇骨架密封圈

2.2.4 接線盒及電纜引入裝置改造

電機(jī)原有1個(gè)電源接線盒，1個(gè)加熱器接線盒，1個(gè)定子測(cè)溫接線盒，防護(hù)等級(jí)均為IP54，3個(gè)接線盒所用的電纜引入裝置均不能滿足粉塵防爆標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此，對(duì)原有電源接線盒進(jìn)行更換，接線盒座與機(jī)座配合面增加橡膠密封墊，密封墊一面用膠粘到機(jī)座上，接線盒蓋與接線盒座之間增加橡膠密封墊，密封墊一面用膠粘到接線盒蓋上，以防止電機(jī)維修時(shí)丟失、損壞、或錯(cuò)誤安裝。電纜引入裝置按防爆標(biāo)準(zhǔn)重新設(shè)計(jì)制造，結(jié)構(gòu)為壓盤(pán)式，保證能夠夾緊電纜和密封電纜引入部位，如圖4所示。

圖4 更換后的電源接線盒

更換定子測(cè)溫接線盒座與機(jī)座、接線盒蓋與接線盒座之間密封墊；加熱器接線盒座與機(jī)座、接線盒蓋與接線盒座之間密封墊；密封墊一面用膠粘到機(jī)座和接線盒蓋上，電纜引入裝置更換為取得防爆認(rèn)證的粉塵防爆電纜引入裝置。

更換后的電源接線盒和改造后的加熱器接線盒、定子測(cè)溫接線盒防護(hù)等級(jí)滿足IP65的要求，如圖5所示。

圖5 更換后的電纜引入裝置

2.2.5 通風(fēng)系統(tǒng)

原電機(jī)安裝有外風(fēng)扇和風(fēng)扇罩，按照粉塵防爆標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，防爆電機(jī)的外風(fēng)扇通風(fēng)孔的防護(hù)等級(jí)至少應(yīng)為：進(jìn)風(fēng)端：IP20；出風(fēng)端：IP10。在正常工作狀態(tài)下，外風(fēng)扇、風(fēng)扇罩、通風(fēng)孔擋板和它們的緊固件相互間的距離最小為風(fēng)扇最大直徑的1/100，且不小于1mm，但不必超過(guò)5mm。

經(jīng)檢測(cè)原有電機(jī)滿足上述要求，可不必進(jìn)行改造。

3 改造后的電機(jī)試驗(yàn)

改造后的電機(jī)經(jīng)有關(guān)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)，電機(jī)外殼防護(hù)等級(jí)滿足IP65的要求，溫升試驗(yàn)測(cè)得電機(jī)外殼最高表面溫度小于135℃，遠(yuǎn)低于煤粉的最低點(diǎn)燃溫度。改造后電機(jī)滿足GB 12476.1—2013《可燃性粉塵用電氣設(shè)備 第1部分：通用要求》、GB 12476.5—2013《可燃性粉塵用電氣設(shè)備 第5部分：外殼保護(hù)型“tD”》的規(guī)定，防爆標(biāo)志為Ex tD A22 IP65 T135℃，可以使用在含有煤粉的22區(qū)粉塵爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所。

4 結(jié)語(yǔ)

普通高壓三相異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)一些技術(shù)改造，提高其外殼防護(hù)等級(jí)，并保證電機(jī)外殼各部位的最高表面溫度不超過(guò)使用場(chǎng)所的粉塵最低點(diǎn)燃溫度，改造后的電機(jī)就可以滿足粉塵防爆場(chǎng)所的安全要求，同時(shí)也可以大大降低更換粉塵防爆電機(jī)的成本。由于改造后的電機(jī)各接合面處均安裝有橡膠密封墊或“O”型密封圈，用戶有責(zé)任對(duì)電機(jī)定期維保或臨時(shí)停機(jī)檢修時(shí)，應(yīng)檢查并更換老化的密封件，一般密封件的使用壽命不得超過(guò)24個(gè)月，以保證電機(jī)外殼防護(hù)的完好性，從而保證電機(jī)的防爆性能。

[1] GB 12476.1—2013可燃性粉塵用電氣設(shè)備 第1部分：通用要求.

[2] GB 12476.5—2013可燃性粉塵用電氣設(shè)備 第5部分：外殼保護(hù)型“tD”.

[3] 王新華,梁峻,蔣漳河,等.爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所防爆電氣設(shè)備危險(xiǎn)性分析.防爆電機(jī)，2016.1.

[4] 許實(shí)章.電機(jī)學(xué)[M].第3版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011.

[5] 陳世坤.電機(jī)設(shè)計(jì)(第2版).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1982.