磨煤機用高壓三相異步電動機防爆技術(shù)改造

(佳木斯防爆電機研究所 ，黑龍江佳木斯 154005)

0 引言

磨煤機廣泛應用于鋼廠、火電廠、水泥廠等需要煤粉設備的行業(yè)中，而拖動磨煤機的電動機均采用普通型高壓三相異步電動機。磨煤機在工作過程中不可避免的會產(chǎn)生少量煤粉的泄露。煤粉屬于可燃性粉塵，當其達到一定濃度時，遇到火花、高溫等會產(chǎn)生燃燒、爆炸，給用戶的財產(chǎn)和人身安全都造成了重大危害。因此，鑒于安全考慮，現(xiàn)在使用磨煤機的部分鋼廠開始委托有改造資質(zhì)的電機維修單位對磨煤機用電動機進行防爆改造，使其達到粉塵防爆電機的要求。這樣即保證使用場所的安全，同時也大大降低了更換粉塵防爆電機的成本。

1 防爆原理

粉塵防爆電機主要通過阻止粉塵進入電機內(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粉塵的最低點燃溫度來達到防爆目的。因此，電機改造要從上述兩點來著手進行。

2 技術(shù)改造

本文以一臺YMPS 500 10kV，防護等級為IP54的磨煤機用三相異步電動機為例論述防爆技術(shù)改造要點。

2.1 外殼防護結(jié)構(gòu)改造

粉塵防爆電機外殼防護等級一般為IP65，因此，改造的重點是加強外殼各接合面之間的密封，提高外殼的防護等級。另外還要保證改造后電機外殼各個部位的最高表面溫度不能超過煤粉的最低點燃溫度。

2.2.1 冷卻器與機座之間密封

原電機冷卻器與機座之間一般都有橡膠密封墊，但密封墊已經(jīng)老化，冷卻器與機座之間固定只有4個緊固螺栓，其結(jié)構(gòu)不能滿足6級防塵要求，因此，需更換冷卻器與機座之間的密封墊，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)運行溫度(COT)下限值應低于或等于電機最低工作環(huán)境溫度，上限值至少比電機最高工作溫度高20K。增加冷卻器與機座之間的緊固螺栓，由4個增加為8個，這樣才能保證冷卻器與機座之間的有效密封，使改造后電機防護等級滿足IP65的要求，如圖1所示。

圖1 冷卻器與機座之間密封及增加緊固件

2.2.2 端蓋與機座之間密封

電機前、后端蓋與機座之間增加密封措施，在端蓋止口根部處增加一個寬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座之間、軸承外蓋與端蓋之間的密封性，使改造后電機防護等級滿足IP65的要求，如圖2所示。

圖2 端蓋與機座密封圖

2.2.3 電機軸貫通處密封

電機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，使改造后電機防護等級滿足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

電機原有1個電源接線盒，1個加熱器接線盒，1個定子測溫接線盒，防護等級均為IP54，3個接線盒所用的電纜引入裝置均不能滿足粉塵防爆標準的要求。因此，對原有電源接線盒進行更換，接線盒座與機座配合面增加橡膠密封墊，密封墊一面用膠粘到機座上，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，以防止電機維修時丟失、損壞、或錯誤安裝。電纜引入裝置按防爆標準重新設計制造，結(jié)構(gòu)為壓盤式，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

更換定子測溫接線盒座與機座、接線盒蓋與接線盒座之間密封墊；加熱器接線盒座與機座、接線盒蓋與接線盒座之間密封墊；密封墊一面用膠粘到機座和接線盒蓋上，電纜引入裝置更換為取得防爆認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、定子測溫接線盒防護等級滿足IP65的要求，如圖5所示。

圖5 更換后的電纜引入裝置

2.2.5 通風系統(tǒng)

原電機安裝有外風扇和風扇罩，按照粉塵防爆標準規(guī)定，防爆電機的外風扇通風孔的防護等級至少應為：進風端：IP20；出風端：IP10。在正常工作狀態(tài)下，外風扇、風扇罩、通風孔擋板和它們的緊固件相互間的距離最小為風扇最大直徑的1/100，且不小于1mm，但不必超過5mm。

經(jīng)檢測原有電機滿足上述要求，可不必進行改造。

3 改造后的電機試驗

改造后的電機經(jīng)有關(guān)檢驗機構(gòu)檢驗，電機外殼防護等級滿足IP65的要求，溫升試驗測得電機外殼最高表面溫度小于135℃，遠低于煤粉的最低點燃溫度。改造后電機滿足GB 12476.1—2013《可燃性粉塵用電氣設備 第1部分：通用要求》、GB 12476.5—2013《可燃性粉塵用電氣設備 第5部分：外殼保護型“tD”》的規(guī)定，防爆標志為Ex tD A22 IP65 T135℃，可以使用在含有煤粉的22區(qū)粉塵爆炸危險場所。

4 結(jié)語

普通高壓三相異步電動機經(jīng)過一些技術(shù)改造，提高其外殼防護等級，并保證電機外殼各部位的最高表面溫度不超過使用場所的粉塵最低點燃溫度，改造后的電機就可以滿足粉塵防爆場所的安全要求，同時也可以大大降低更換粉塵防爆電機的成本。由于改造后的電機各接合面處均安裝有橡膠密封墊或“O”型密封圈，用戶有責任對電機定期維?；蚺R時停機檢修時，應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24個月，以保證電機外殼防護的完好性，從而保證電機的防爆性能。

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

[2] GB 12476.5—2013可燃性粉塵用電氣設備 第5部分：外殼保護型“tD”.

[3] 王新華,梁峻,蔣漳河,等.爆炸危險場所防爆電氣設備危險性分析.防爆電機，2016.1.

[4] 許實章.電機學[M].第3版.北京:機械工業(yè)出版社,2011.

[5] 陳世坤.電機設計(第2版).北京:機械工業(yè)出版社,1982.