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油雾润滑(一)

时间:2023-09-05 来源: 浏览:

油雾润滑(一)

小编 化工设备与机械
化工设备与机械

MXM-CHPEC

分享石油化工、精细化工、医药化工等设备与机械知识,管道阀门知识,电气仪表知识。

收录于合集

第一章概 述

       装置运行可靠性是影响炼油效益的关键。机泵的运行可靠性直接影响装置的运行可靠性。而机泵的润滑问题是影响机泵故障率、可靠性的关键因素。目前石化行业使用的中小型机泵一般采用的是非强制、分散给油的油、脂润滑,此类润滑方式较简单,但存在着一些不足,主要表现在以下几方面:、

(1) 润滑油膜不均匀,造成机泵轴承的磨损;

(2) 摩擦产生的热量不易带走,产生点蚀,降低了轴承的寿命;

(3) 外界灰尘等杂质易进入摩擦副部位,造成机泵轴承的磨损;

(4) 由于石化现场的腐蚀性气体和水分进入轴承箱加快了轴承失效;

5) 轴承由于采用人工加油方式,可能产生一些人为因素造成 的故障,也加重了操作人员的劳动强度;

(6) 最为重要的是: 机泵腔体内工作中产生的磨合物被保留在润滑油池内,由润滑油带入轴承造成不必要的磨损。

  另外,在密封装置不良时和在周围环境处于高温场合润滑油易产生泄漏,而引发其它不利因素。

  轴承寿命问题历来是用户所关注的核心,而润滑被称之为滚动轴承除内、外套、滚动体、保持架外的第五大零件,是影响轴承寿命的重要因素之一。针对上述问题,为了改善滚动轴承的润滑,国内外科研人员开始研究采用其它润滑方式以解决用脂、油润滑所带来的不足。为解决高速车床润滑问题,欧洲在二十世纪三十年代研制出早期的油雾润滑技术,六十年代这种润滑方式的优越性在实际应用中逐渐得到确认,其应用范围也在其后三十年里缓慢扩大,到了二十世纪九十年代这项技术在诸如矿山、冶金、石化、纺织等行业已经开始广泛应用,国内相关行业也逐步开始采用油雾润滑技术。

  国外为提高机泵可靠性,从而提高装置的运行可靠性,已经开始大面积将这种成群组,离散供油(加油)的中小型非强制润滑的机泵改为强制性润滑,且普遍采用油雾润滑技术。据国外资料统计,全世界范围内有5万台以上的机泵采用了油雾润滑,有3、4千套油雾润滑系统应用在石化等行业。油雾润滑已经作为一项标准列入API 610。

油雾润滑技术具有许多独特的优点:

l 油雾能随压缩空气弥漫到所有需要润滑的摩擦副,可以获得良好而均匀的润滑效果。

l 压缩空气比热小、流速高,可以带走摩擦所产生的大部分热量。

l 由于油雾具有一定的压力,因此可以起到良好的密封作用,避免了外界的杂质、水分、腐蚀性气体等侵入摩擦副。

l 机泵腔体内工作中产生的磨合物会随时被油雾排出到机泵外,减少了不必要的磨损。

l 由于这是一项集中润滑技术,润滑系统将可以实现自动控制,并可通过DCS对其监控。

  国内已有多家炼油企业有意向解决机泵群润滑问题,但是,由于石化行业的特殊性要求,当时能够应用于石化行业的机泵群润滑系统在国内仍是空白。而国外此类设备除了价格很高,在国内售后服务、技术支持较差外,其对我国设备的适应性也较差。

第二章 油雾润滑原理

  滚动轴承的润滑一般采用润滑脂,但高速轴承产生的大量热使润滑稠度降低,轴承得不到充分润滑,特别是重载荷还能引起轴承烧损,而稀油润滑,必须采用昂贵的循环系统,否则其后果与润滑脂一样。如采用油池润滑,润滑效果不好且正常磨损的杂质长期存在润滑油中破坏润滑效果,为改善这种局面人们开始采用油雾润滑。

  一开始人们采用空气和润滑油混合的装置,并不太理想。主要是空气消耗量太大,而较粗的油雾粒子在管路中立即就会凝固,只有3%的小雾化油粒能达到轴承,而且很快被流动的空气吹干,润滑效果没有得到明显的改善。

  后来出现了新型的油雾发生器,它可以用少量的空气把油雾化,在雾浓度较高的情况下也能使97%左右的油粒子达到各润滑点,即使油雾发生器与润滑点的距离较远,也不会在管道中形成大量凝油。

  油雾润滑适用于广泛的工业范围内的各种类型的摩擦表面。不加热的情况下,只能雾化运动粘度不超过 220 mm 2 /s的油品,用高粘度的油品进行雾化时,所获得的油/空气比例太低则不利于设备润滑。如果必须采用高粘度的油,在油箱中和空气供给管线中使用加热器,就可以彻底解决这一问题,也就说油加热和空气加热使目前各种粘度的油都能得到很好雾化效果。目前使用油雾润滑技术,润滑油运动粘度可以达到 1000 mm 2 /s。无论哪种粘度的油,为了确保油/空气的固定比例,在环境温度变化的情况下,一般都采用恒温雾化的办法。

  有关油雾和空气流量的很多数据是以L/min为单位表示,它表示分钟消耗空气多少升。油雾量中包括已雾化成非常细的油粒子,油粒子量与空气量相比是很少的,因此实际上油雾量忽略了油粒子量,油雾量是设计油雾系统中很重要的基本数据。

1 、油雾润滑的基本原理

  油雾润滑系统是用压缩空气使油雾化的。被雾化的油送到一个分配系统,再输送到各润滑点使用,油雾以不大于 5m /s的速度通过管道送到各润滑点。

  在润滑点处油雾以油粘度所需的速度,输送到被润滑的表面,经过凝缩油雾就会凝固形成凝液,这种凝液能确保获得良好的润滑。通过凝缩嘴产生的适当压力降会造成足够的振荡,会产生湍流的雾化速度,如果凝缩嘴通道的长度比管道的直径大得多,那么就有足够的振荡区产生良好的冷凝液。在一个凝缩嘴处加上导液器,会加快凝固作用,为此所有的油粒都能从空气中分离出来,并化成油滴,起到良好的润滑作用。

  油雾量供给量的大小取决于雾化发生器的型号与尺寸。而合理的调配发生器的供给量,可使得每个润滑点有足够的油雾供给。

  输送压或油雾分送系统中的压力,就是发生器供给全部润滑点所需的压力降油雾系统的输送压保持在4Kpa~6Kpa之间,输送的压力选择是根据石化行业机泵适用的凝缩嘴、油的粘度和所要润滑表面要求的粘度等确定的。

      利用油雾润滑系统润滑独特的优点,油可连续供给轴承实际的需要点,需求量恰到好处,油使用的比例较低;而且无需设计一个循环系统就可以达到连续润滑的目的;降低设计费用;在油雾正压作用下可以防止杂物进入轴承,这给运转的设备带来了好处。

  油雾正常情况下成烟雾状,粒度在2µm以下。发生器产生的烟雾状油雾不容易凝结,这种油雾没有润滑效果,被称作干雾。但它的好处在于,它在管道中传送时不会凝结在管道壁上,随着油雾弥散到摩擦副附近,经过凝缩嘴,使油雾成为油、气两相流体射流。射流在摩擦副内逐渐扩散时,由于润滑表面的阻滞,其动能转化为压力势能,因而,摩擦副内的压力增高,增高的数值可由下式计算:

  式中:P为润滑后的压力,P O 为润滑前的压力,v为射流从凝缩嘴射出的速度,p为混合流体的密度。

  前面提到的油雾发生器送往摩擦副的干燥油雾,还不能产生润滑所需要的油膜,而必须根据不同的工作条件,在润滑点前一定距离内,安装相应的“凝缩嘴”。其原理是,当油雾通过凝缩嘴的细长小孔时,一方面由于油雾的密度突然增大,处于饱和状态;另一方面,高速通过的油雾与孔壁发生强烈的摩擦,破坏了油雾粒子的表面张力,使之结合成较大的油粒而投向摩擦面,形成润滑的油膜。因此,只有正确选用凝缩嘴,才能对不同的摩擦副起有效地润滑作用。这样,经凝缩而成的油滴,随着压缩空气迅速向摩擦副集中,形成连续的油流,能够有效地避免贫油现象的产生,这对润滑点油膜的产生是有益的。实践证明,在点、线接触的高副机构(滚动轴承,齿轮等)也能建立分隔摩擦表面的油膜,形成动压润滑。因此当连续的油流进入润滑区后,润滑副高速转动就形成动压油膜,但在重载工作条件下,接触应力很高,接触面(润滑面)的几何形状发生了变化,使油楔的形状不再由零件的原始形状决定;同时润滑油的粘度也不是恒定值,随压力的上升而增加。由于上述原因,油膜的承载能力和厚度及摩擦力均发生变化,这可根据弹性流体动压润滑理论进行计算。

  众所周知,任何摩擦副在工作过程中,就形成液体润滑而言,需要的油量是很少的。然而,在运行中,摩擦副因高速转动或承受重载会经常出现近似边界摩擦状态,由此产生大量的热量。在一般稀油集中润滑系统中,为降低摩擦副的工作温度,唯一的办法就是供给大量的润滑油,来吸收摩擦热,这不但造成了润滑油的浪费,也因泄漏污染了环境。而采用油雾润滑,仅供给极少量的油量就能满足润滑,冷却的任务完全由压缩空气来承担。这是由于压缩空气比热小,流速高,很容易带走摩擦所产生的热量,从而大大降低了摩擦副的工作温度。

  由此可见,油雾润滑真正起润滑作用的仍是油液,空气的作用是输送润滑油和带走热量、降低温升,润滑区仍然属于单相流体润滑,遵守弹性流体动压润滑理论。

2、润滑油的选择

  润滑油选择十分重要,首先考虑被润滑的零件所需的油品,其次是油的粘度。粘度不仅针对被润滑的零件而言,又对油雾发生器产生的油雾/空气比例有重要的影响,油的粘度又受环境温度的约束,所选择油雾润滑用油要全面考虑。

  油的种类:适用于所有工业用汽轮机油的矿物油,用于工业和机动车辆齿轮的润滑油也适用。如使用EP油,应注意选用适合被雾化的EP油,希望重复循环使用的雾化用油,使用合适的液压油相对较好。

  油粘度:在一般情况下,正常温度用滚珠轴承使用的10#~68# 的润滑油。如有滑动轴承等其它低速形式,南方地区使用100#~150#的润滑油,北方地区,使用46#~100#的润滑油。重载荷用油为320#~460#的润滑油,直径很大转速慢,半封闭齿轮可用680#~1500#的润滑油。

  大部分的油品通常都可以用在油雾发生器上对设备的运转零件进行油雾润滑。下面指出的几种情况不能做油雾润滑的用油:

像石墨的悬浮的用油:

防冻液超过 5% 的浓度,尤其是含硅酮不能使用。

使用含有有效 EP 剂的油时应小心谨慎,避免发生化学反应,一旦产生化学反应会烧坏加热器的元件。

含有乳液或肥皂的油不能使用。

第三章 油雾润滑关键技术

1 、生成油雾的方法

  生成雾的方法有很多。常见的方法主要有超声、文氏管喷嘴、旋动射流等方法。根据不同的结构在不同的参数下有着不同的雾化机理与效果。

1.1 超声雾化

  超声雾化可以在我们生活中时常见到。如家用超声加湿器、医用雾化器、电喷汽油机混合气超声雾化降低废气排放等。医用雾化器可以将药物雾化后让病人吸入达到医疗的目的。超声雾化的主要零件一般是压电陶瓷超声雾化片。

  近十余年间,人们发现利用超声波的雾化作用,可以使液体在气相中分散,超声波能直接把液体雾化成1~3微米的颗粒。其主要机理是,超声信号传送到做厚度震动的压电陶瓷振子上,振子的机械振动传给液体,使液体面产生隆起,并在隆起的周围发生空化作用,由这种空化作用产生的冲击波将以振子的振动频率不断反复振动,振动振幅所造成的波峰把液滴从表面分离和破碎,随着超声波频率的增加雾化液滴越来越细,一般在超声波的振动频率作用下可获得几微米级的雾滴。

  但超声雾化存在一些问题,

l 对于液体粘度要求较高,粘度较大时工作稳定性受到影响;

l 压电陶瓷超声雾化片的寿命受到限制,随着工作时间的加长,压电陶瓷超声雾化片的效率下降较大;

l 同时,适当能量的超声波还可以使大分子化合物的C=C或C=O键断裂,形成不饱和的具有高度活性的自由基,从而使分子粘度下降、分子量减少。

1.2 文氏管喷嘴

  文氏管喷嘴在雾化设备上经常见到,虽然有些变形但原理上没有重大变化。基本机理如图1-1,图1-2是一个典型油雾发生器原理图。

  以前在油雾发生器上文氏管原理被广泛使用。工作原理是:经过过滤和稳压后的纯净、干燥的压缩空气输入到A室后,沿5个均匀分布的小孔进入喷油嘴室内,由于孔径小,气流速度高,使喷油嘴中心孔的静压力降至最低而形成真空,即产生所谓“文氏管效应”。此时油箱中的润滑油在输入压缩空气的作用下 ,通过过滤网被吸入喷油嘴中心孔,在文氏管的头部与压缩空气汇合,润滑油即被压缩空气击碎成不均匀的油粒,其中较大的油粒在重力作用下坠入油池中,细微的油雾粒子则随压缩空气送至润滑部位。工作中调节油量调节阀2可以方便的调节输出油雾浓度。

1.3 旋动射流雾化

  在实际工作中人们为了增强射流的卷吸和掺混作用,设法使射流在喷射时旋转起来,这样出射后不仅有纵向速度,而且有径向和切向的分速,形成旋动射流。已有的研究表明,旋动射流的卷吸和掺混的作用是效强的。经过试验证实旋动射流可使油与空气产生的油雾混合更加充分,油被雾化的更好,雾化后小颗粒(<3µm)含量更多。

旋动射流的表述如果以圆柱坐标的方式,射流各点的速度可分解为三个量:轴向速度、径向速度和切向速度,这三个流速分量的时均流场和脉动流场就可表示旋动射流的运动状态。

旋动射流的旋动程度,简称旋度S,旋度是区别于一般射流的一个影响运动的重要参数。

旋动射流的形成一般都需要在喷口的上游采用一定的加旋措施。不同的加旋方式所得的射流出口轴向速度和旋动速度的分布各不相同,紊动特性也有差异。旋度的大小不同,旋动射流的特性也有差异,一般按旋度大小将旋度射流分为弱旋、中旋和强旋三类。

随着旋度S的增加,紊动强度会提前达到峰值,并提前衰减(延轴向方向)。紊动强度峰值会随着S的增大而显著增高。如:S=0.37时比S=0时增大81.5%,表明掺混作用显著增强,但这时雾化发生器的设计、制造、控制难度也显著增加。

增加旋度的方法有很多,我们采用切向注入法,用改变切向注入和轴向进入喷管内的气流比例来调节旋度。压缩空气在进入喉口前被加旋,如图中:A腔是一个直径渐小的腔体,空气的切向速度随着接近喉口逐步加大。这样出射后不仅有纵向速度,而且有径向和切向的分速,形成旋动射流。当速度达到一定值后将油切碎,并在B区内进行充分的卷吸和掺混。油雾在B区掺混的同时,大颗粒被离心力甩到壁上,流回到油箱内,油雾被管道送出。

1.4 几种雾化方式的对比

应该说上面几种雾化方式均有各自的特点与适用性,针对油雾润滑而言,后两种采用压缩空气作为动力源的方案更为合适。

文氏管在工业应用中应用更为广泛,结构相对简单,技术也更为成熟;目前在油雾润滑领域绝大部分油雾发生器采用这种结构,但其与旋动射流雾化相比,主要问题是产生的油雾颗粒中大直径的油雾颗粒较多,吸入的油只有极小部分转换成油雾送达润滑表面。由于结构、原理的差异文氏管油雾发生器出口是只有轴向速度的射流,而旋动射流雾化发生器出口一个高速旋转射流;旋转射流将较大颗粒用离心法分离,使得旋动射流雾化发生器输出油雾颗粒直径更小,也更干净(指大颗粒油雾数量少)。通过试验测试对比,油雾在输出管道中传输时,文氏管的发生器一般在前 15米 有大量凝回(这种凝回是油雾中没有分离的大颗粒油雾造成的),其有效传输距离一般为 30米 ;这显然不能满足石化传输80~120米的需要。采用旋动射流雾化原理的雾化头传送距离完全可以满足80~120米的石化需求,油雾输送管中出现凝回的油量,为发生器输出量的3%以内,并主要出现在距离出口3~5米范围内。

2、油雾的传送与分配

油雾润滑的管道有二部分:一是给发生器供压缩空气的空气管道。这部分管道,可以使用镀锌管和不锈钢管(管内必须非常干净),可按发生器产品规格选其入口管径。二是油雾润滑管,它包括油雾主机与凝缩嘴之间的主管、分支管和岐管。油雾发生器出口管称主管道,下来是分支管道,而连各润滑点则称之岐管。油雾润滑管道从设计到布置管网和管子材料都有不同要求。

2.1 油雾润滑管的要求

油雾润滑使用的管子材料应适合油雾流的通过,应能抗化学剂的侵蚀和适应环境温度。一般采用低碳钢管、紫铜管和不锈钢管道,也可以用经阳极化处理的铝管;在根据目前国内石化厂情况建议采用不锈钢管道,在有移动和摆动处可用橡胶挠性或合成橡胶管,管子使用工作压力不超0.196MPa。

油雾润滑必须允许少量的油凝液得以流通不存留在管中,以避免产生油雾阻力。油雾压力很低,所以管子连结时不要使用漆或胶粘剂,胶带之类的密封物。主要是由于这些物质会造成油雾系统中的凝缩嘴孔的阻塞。

管道中油雾流的流速一般采用 5m /s,超过会产生较多的凝液沉积,而且对输送压稳定造成不利影响。如连结凝液或喷洒喷嘴的岐管内径为4.5㎜,则允许岐管中的油雾流速超过 5m /s,这种油雾流被高速送到喷嘴的过程中,会把沉积岐管中的凝液会集在一起形成“油袋”,所以岐管短者为好。

油雾量通过管道会产生一定的压力降,这是设计中必须考虑的因素。

2.2 油雾输送管子的内径

每段配管的内径按输送油雾量决定,当计算每段分管有多少岐管、每个岐管供几个凝缩嘴都确定之后则分管、岐管就可计算出支管和岐管直径,其管子内径由下式给出:

2.3 油雾管道的斜度

输送横管的正确倾斜与选择管道直径一样重要。输送主管应朝着油雾发生器方向倾斜,大部分凝液产生在这段管子之间,为使凝液顺利回到发生器油箱内,使管子向发生器倾斜非常重要,从发生器油雾出口到第一个润滑使用点的长度相当于管子直径的三百倍,如果分管朝主管道倾斜,那么分管要高于主管道,以避免产生“油袋”。

输送管道的倾斜度,能使凝液向发生器或其它排管获得最佳效果的排油。

管道系统中产生液体油聚集的地方被称作“油袋”,应当避免,“小油袋”不阻碍油雾流通,但会造成输送压的损失,减少被润滑点的油雾量,当弯管中的油高度大约与输送压相同时,油雾流将中断。为避免“油袋”的产生应在最低处设有排泄装置。

3、机泵的润滑

石化装置的机泵有多种形式,支撑方式、轴承类型、尺寸形式也有多种。下面讨论典型的几种形式的安装,油雾量计算等问题。

计算机泵轴承所需的油雾损耗量的公式是基于L/min空气输送量。

3.1 滚动轴承所需油雾量的计算

按轴承的直径和工作性质就能确定轴承所需润滑量值。轻型载荷的轴承取工作系数为0.35,重型载荷的轴承取工作系数的0.715。下面三种工作状况称为重型载荷:

l承受固定轴向载荷的所有轴承;

l承受预紧力的轴承;

l轴承所支承的轴输入功率超过40马力的轴承。

除此之外,可称轻型载荷。

这类轴承如下图3:

图6为双列滚柱轴承,采用喷洒喷嘴,带有通风孔的状况,此种轴承为轻型荷时,而轴承直径小于Φ100,工作速度在 1m /s。可按上述轻载荷计算油雾量。

3.2 滚动轴承的通风孔和油池的设计 

使用油雾润滑的零件,在适当的位置上需做一通风孔,其作用是排气(或称通风)。油雾通过转动的零件,油雾中小颗油分子附着在转动体上起到润滑作用,这时剩下不含油的空气从通风孔排出,新的油雾再补充来,使其循环,则转动的零件不断获得良好的润滑,这气流造成的正压能保护被润滑零件不受污染的侵蚀。通风孔的直径是对应的喷嘴直径的1.5倍,几个喷嘴可以共用一个通风孔,这时通风孔的面积是几个喷嘴面积和的两倍。在小轴承上通过垫圈的凹口式小孔获得通风;在大轴承上可在密封圈上做通风孔;不能在密封圈上开孔的轴承可在轴承箱上开孔;迷宫式润滑不必考虑通风空问题。总之通风孔是油雾润滑中的很重要和不可缺少的一环。

A、装在横身并有摆动的滑动轴承、负荷区在轴承的下半部,接触区小于120度。

B、有冲击载荷,不密封的轴承,负荷区不断的改变,但有外界润滑,如弯头销,汽车悬挂轴。

C、不承受横向力的转动滑动轴承。

③ 承受重载荷且润滑困难的滑动轴承条件 (不太适合采用油雾润滑)

A、快速转动或摆动的轴,其负荷区大于108°。

B、非安装在横向使用的,没有密封的大轴承,其直径超过 125mm ,长度大于 150mm 的轴承。

3.4 滑动轴承中通风孔和油槽。

  滑动轴承中几乎不设置“油池”,而在轴承内适当处开一油槽的方法去与普通滑动轴承使用润滑油开槽方法一样,和使用的润滑油无关系。油雾润滑的滑动轴承开油槽的条件如下:

  开槽的位置应能使90%的无沟槽的平面区在转动的各循环期间在一个油槽上经过,这可通过一纵向槽获得。对震动小的轴承就可使周围的副槽连接起来,这样就可以用一个凝液喷嘴给几个油槽供油雾。在类似这种大轴承中每个纵向槽都需要一个凝液喷嘴。

  槽的容量应保持在最小限度,一个连续流动的润滑油进口,无需建造像小油池作用的大容量的槽,一但停机油流尽,在开机时大容量的槽会造成供油上的一些麻烦。为此超过 125mm 的滑动轴承,凝液喷嘴相互间的位置不大于 125mm

  所有槽的边部应磨光或去棱角,以避免把轴上的润滑油刮掉。如果是纵槽应开在支承负荷区以外,在大的轴承中,槽最好开在轴进入负荷区附近。

3.5 滑动轴承的通风口按下列规则设计

A、 开槽也可以作滑动轴承的通风口。这样纵向槽应该从横向向支承中轴的顶端延伸出6 mm。对于竖向轴套中的通风口,圆周上的槽在轴套上应超过三分之一。纵向槽中有一个应该设置在顶端,这几个通风口应该设置在凝液喷嘴相对的另一端。

B 、间隙很小的轴承或接触性密封的轴承需要通风口可与槽内终端连接。

3.6 凝缩嘴的选择

  上述滚动轴承和滑动轴承的油雾润滑量与供轴承的凝缩嘴是密切相关的,供油凝缩嘴不同则油雾量供给会发生很大变化。滚动轴承供油凝缩嘴选择原则如下:

(1)转动零件使用喷洒凝缩嘴,如齿轮,链条等。(粗雾凝缩嘴)

(2)滑动零件使用凝液凝缩嘴,如轴瓦、滑座、滑轨等。

(3)除(1)和(2)之外,转动零件,在正常的速度范围内的都可以用雾化凝缩嘴。

4、控制系统

  油雾润滑系统控制部分采用计算机控制方式,人机交流部分选用大屏幕液晶显示屏。油雾润滑系统可同时用中文显示当前运行的十个主要运行参数,并可支持RS485和RS232通讯协议满足与DCS的通讯要求。

  核心控制单元为PIC 18F 系列单片机,单片机采用PMOS电可擦除单元(PEEC)工艺技术,使片上程序存储器和数据EEPROM存储器具有优良的耐擦/写性,数据保持能力和抗干扰可靠性高。新器件可在不到2s的时间内完成对整个存储器阵列的完全擦除和编程,对单个字的擦除和编程可在3ms内完成。这些器件的数据存储器可重复擦/写100万次,程序存储器可重复擦/写10万次,数据可保持40年。

  核心控制单元在时钟频率为10MHz时,速度可达10MIPS,64KB 闪存存储器、4KB RAM存储器和1024字节高耐用型EEPROM数据存储器。其外设包括:1个16通道、10位分辨率ADC,2个捕获/比较/PWM模块,3个增强型捕获/比较/PWM模块,2个8位定时器,3个16位定时器和1个看门狗定时器,2个模拟比较器,以及一个并行从端口。   另外,它的工作电压范围为2.0V至5.5V即使电源波动也极为可靠,并具有可编程掉电检测/复位、可编程16级低压检测模块、32kHz辅助振荡器时钟输入,以及用于高频振荡器的4x锁相环。串行I/O功能包括SPI、I 2C 和2个支持RS485和RS232、兼容LIN的可寻址USART模块。

  此外油雾润滑系统所有电气部件均进行了特殊防护处理,使所有电气部件在达到防爆要求的耐压、防爬、漏电外还具有了相当的耐腐蚀性,从而保证了整个系统的长寿命高可靠性。

第四章 机泵群油雾润滑系统的组成与功能

  机泵群油雾润滑系统由油雾产生及控制部分——油雾系统主机;管路部分――油雾输送和空气供给;油雾分配和凝回;收集――润滑后油的收集与残雾处理等部分组成。

  油雾系统主机是机泵群油雾润滑系统的核心。机泵群油雾润滑主机(以下简称油雾主机)由各自相互独立的主、辅两套油雾发生系统组成;这两套系统可以独立控制、独立工作;均可满足长期供给机泵良好的润滑的要求。其中主系统为自动系统,辅系统为半自动系统,但需要注意的是主、辅系统不能同时工作。

  油雾主机中按功能分可分为:空气供给、油料供给、油雾发生、控制、防护机箱等几个部分。油雾主机中有三个相对独立的油箱:大油箱、主油箱、辅油箱。

1.1 空气供给部分

  空气供给部分有三个分支,分别为主、辅油雾发生装置和油泵供气。

  它由气水分离滤清器、高清洁的不锈钢管道、各种不锈钢接头、压力表、电磁阀及各分支独立的球阀、调压阀等组成。气水分离滤清器用来过滤压缩空气中的杂质和分离其中的水分,以得到纯净、干燥的气源;电磁阀控制油泵的工作;各分支上的球阀和调压阀,分别控制主、辅油雾发生装置和供油泵的空气通断和调整稳定他们的压力。

1.2 油料供给部分

  油料供给部分包含了油泵、过滤器、大油箱、主油箱和辅油箱。大油箱、主油箱和辅油箱分别有注油口、油位计、排污口。大油箱为润滑油储备油箱,在主、辅油箱需要油时油泵负责将润滑油从大油箱中抽出,通过高精度过滤器过滤后,送到主、辅油箱。大油箱需要加油或过滤器堵塞时控制系统均可发出信号通知控制室。

1.3 油雾发生装置

  油雾发生器是油雾润滑系统的主要部分,润滑油就是在这里被压缩空气雾化。油雾发生部分上装有多个传感器,他们为控制系统提供实时的检测数据,油雾发生部分还包括雾化装置和加热器,油雾主机上有两套相同的油雾发生装置,它们分别隶属与主、辅系统,分别控制。

  加热器的用途是保障雾化用气和油有一个最佳的温度匹配且全年温度恒定。雾化装置装于相应主、辅油箱上面,它包括主体、旋动器、油气棒等组成。

  雾化装置按照旋动射流原理设计,空气在旋动器内启旋并开始加速,空气在通过喷嘴时既有轴向速度又有切向速度,润滑油在雾化装置内被切碎并与空气充分卷吸和掺混,油雾中的油滴颗粒直径大的部分被高速旋转的气流甩出,满足要求的干雾被输出。油雾发生器雾化后的油雾颗粒尺寸一般为1~2 μm,保证油雾可以长距离输送。油雾发生器中无传动件,由于气流在旋动器中流速很高,旋动器采用了高耐磨材质,保证10年以上的运行寿命。

1.4 控制部分
  主机控制部分由主控制单元和辅控制单元组成。主控制单元可以和DCS通讯,主控制单元由计算机主控制器、人机对话显示屏、多个温度、压力传感器、雾浓度传感器、电源、温度控制器、温度保护板等组成;辅系统由压力开关、温度控制器、温度保护板等组成。主、辅控制部分完全独立具有各自的防爆电源开关,均具有如下功能:
  自动对进入各自雾化装置的油、空气加热,并保持全年恒温。
  提供加热温度双重保护功能。即当由于意外原因温度控制器损坏造成温度失控上升时,温度保护装置将起到保护作用,确保温度不会升高。
  气压安全保护。当系统进气压力过低时系统保护加热器不会被烧坏。
  具有人机对话功能。它不仅可以实时检测系统运行数据,更改系统设置,还可以查找历史运行情况信息。
  油箱液位自动维持功能。并具有当意外原因液位过低时加热自保护功能。
  油雾浓度检测功能。系统实时监测油雾输出口的油雾浓度,雾浓度传感器采用光漫反射机理自行研发。
  大油箱缺油提示功能。当主控制部分工作时,大油箱缺油系统可以通过DCS通知控制室。
1.5 防护机箱
  主机防护机箱充分考虑了石化现场工作环境,全部采用不锈钢制造。防护机箱除了抗冲击外,还具有防尘、防水功能,防护等级IP54。
2、管路部分
  管路部分由空气供给管道和油雾输送管道两部分组成。空气供给管道主要是将压缩空气(净化风)送到油雾主机,主要由管道、接头、阀门等组成。管道等必须清洗,组装时保证洁净,油雾输送管道由油雾主管、油雾分支管道、油雾岐管和各式接头组成,且各管道的通径是不同的,出口管称主管道,下来是分支管道,与各润滑点相连接的管子则称之岐管。一般主管道最长也最粗,岐管最短也最细。
  管道最重要的是管道内部必须洁净,否则会严重影响润滑效果,甚至有更为严重的后果发生,其他问题见关键技术中输送管道部分。
3、油雾分配和凝回
  油雾分配和凝回部分由油雾分配器、管道、接头、凝缩嘴和机泵连接过渡接头等组成。
  油雾分配器主要由铝、不锈钢等材料制造。当一个机泵有多个润滑点时,可通过它进行分配,运行中通过它可观察油雾情况,同时观察到分支管道结油情况,并可将分支管道的结油排出。
  管道、接头是经过抛光、清洗的不锈钢件。凝缩嘴用于将干雾变成湿雾,有几种类型,多个型号。
  机泵连接过渡接头需要按照机泵的情况制造,使用它的目的是为了减少凝缩嘴的种类,便于安装。
4、收集
  收集是指润滑后凝回后的残油的收集与残雾的处理。它由连接管道、专用接头、油杯、采样阀、收集箱等组成。
  油杯可方便操作维修人员观察润滑后润滑油的情况,便于提前发现故障,提前处理。采样阀装在油杯下面可随时采集油样供分析使用,当油中金属粒子增多时,可能就是轴承到达寿命的现象。收集箱由箱体、油雾排放处理器、接头、溢流管、液位器、排油阀等组成。
第五章经济效益与社会效益
  炼油行业的机泵群是生产中的关键设备,其运行的可靠性是保证装置正常工作的关键。造成正常运行中机泵产生故障的最大原因之一是轴承的故障,而轴承的故障有80%以上是由于润滑原因造成,因此确保稳定的润滑效果,提高润滑的可靠性是石化行业目前急需解决的。
  由此可见,油雾润滑技术确实是目前能够较好地解决节能降耗设备保护等问题的先进技术之一。
1、经济效益分析:
  相比于油浸和油脂润滑方式,油雾润滑技术具有较大的经济优势,主要体现在节约润滑油用量、节电、节省机泵维修费用、节省人力等方面。
l、节约润滑用油
  由于油雾含油量仅为5PPM,单轴承用雾量在0.3 -1.0m3 /h,使用本系统同等情况下可降低润滑油用量约40-70%。
2、节电
  由于润滑效果的较大改善,电机负荷会降低,根据国外资料统计,同等条件下,使用油雾润滑可使电力消耗降低1%左右。
3、节省机泵维修费用
这体现在以下几个方面
a)延长轴承寿命:使用油雾润滑后轴承温度可以降低8 -12℃ ,同时外界水分灰尘无法进入轴承箱,这样就彻底避免了影响轴承寿命的三大因素—点蚀、水脆和污染,轴承寿命可以延长为原来的4-6倍,大大节省了更换轴承的材料和人工费用。
b)基本避免泵的润滑故障:由于轴承一直处于清洁润滑状态,而且不会再出现由于润滑油添加问题引起的人为错误,因此由于润滑造成的故障可以降低90%以上,机泵维修费用可以大大节省。

(待续)

-End-

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