Западноамериканский угольный завод сокращает износ редукторов, продлевает срок службы и экономит затраты с синтетическим маслям ISO 460 и продвинутой фильтрацией

Западноамериканский угольный завод сокращает износ редукторов, продлевает срок службы и экономит затраты с синтетическим маслям ISO 460 и продвинутой фильтрацией

Авторы: Кен Николас (Schroeder Industries), Ричард Винслоу (PacifiCorp Naughton Plant), Тед Наман (ConocoPhillips)

Исполнительное резюме

Западноамериканская угольная ТЭС столкнулась с преждевременными отказами редукторов в своих блоках угольных пульверизаторов. OEM-рекомендованное масло AGMA 6EP (ISO 320) было недостаточным из-за чрезмерного загрязнения частицами и истощения аддитивов. Комплексное решение, сочетающее высокоэффективную систему почечной фильтрации и синтетическое масляное масло ISO 460 (AGMA 7), устранило цепную реакцию износа, продлило срок службы редукторов и снизило затраты на обслуживание.

Контекст: Конструкция редуктора пульверизатора и затраты

Редуктор пульверизатора, построенный в начале 1960-х, использует стальную червячную шестерню, приводящуюся 800-об/мин электродвигателем, для вращения бронзового корончатого колеса на мелющем столе. 255-галлонный картер водяноохлаждаемый, и OEM рекомендует нефильтрованное масляное масло ISO 320 EP для бронза-на-сталь контакта.

Затраты на обслуживание были непереносимыми:

• Ежегодные замены масла стоили $5 000 в материалах и труде, плюс $20 000–$50 000 в упущенном производстве. Завод эксплуатировал 13 блоков.
• Каждые 10 лет бронзовое корончатое колесо поворачивалось, требуя четырехнедельной остановки и $300 000 на блок.
• Каждые 20 лет полная переборка редуктора стоила $450 000 в запчастях и труде, с дополнительными $250 000 в простое.

Выявление цепной реакции износа

Анализ масла выявил высокие концентрации угольной пыли, грязи и металлических частиц износа, а также истощенный пакет EP-аддитивов. Инфракрасная термография подтвердила чрезмерное скольжение бронзы на стали, усугубляя износ. Инженеры завода связали проблему с тремя главными факторами:

• Вход частиц от угольной пыли и грязи.
• Химическая деградация EP-аддитива на бронзе.
• Каталитические реакции между аддитивами и генерируемыми частицами.

Стратегические вмешательства

Команда преследовала треххищный подход:

• Улучшенная герметизация для блокирования входа частиц.
• Высокопроизводительная фильтрация для захвата частиц износа и воздушных частиц.
• Продвинутый выбор смазки для обеспечения продленных интервалов без энергетических штрафов.

Контроль входа частиц

На вентилях редукторов установлены осушительные фильтры-бритвы, а уплотнения мелющего стола усилили. Агрессивная фильтрация достигла кода чистоты ISO 23/21/18 (ISO 4406‑1999) после первоначальных испытаний.

Система почечной фильтрации

Завод выбрал пакет почечной фильтрации, соответствующий следующим критериям:

• Достаточный расход для высоковязкого масляного масла.
• Высокая грязеемкость.
• Замена фильтров не чаще одного раза в месяц при нормальной эксплуатации.
• Быстрая очистка в течение одной недели после обслуживания.
• Целевая чистота 18/15/11 ISO 4406‑1999.
• Точки отбора проб до и после фильтрации.
• Рамно-монтированная, неинвазивная установка.
• Безопасное всасывание/напор для исключения пожарных рисков.

Спецификации фильтрации

• Два фильтровальных корпуса в серии с элементами Beta 25=200 (первая ступень) и Beta 10=200 (вторая ступень).
• 10 гал/мин роторный насос, перекачивающий 460 cSt (2500 SUS) масляное масло.
• Рабочие температуры: 65 °F в холостом ходу до 130 °F в нагрузке.
• Манометры перепада давления целят 25–28 psig для загрузки элементов.

Модернизация смазки

Анализ масла показал, что OEM EP-масло неподходило из-за истощения аддитивов и недостаточной пленочной прочности для бронзового контакта. После консультаций был выбран синтетический редукторный масляное масло AGMA 7 (ISO 460). Ключевые свойства (Таблица 1) включают:

Свойство	Значение
Плотность	7,34 фунт/гал
Точка вспышки	240 °C (465 °F)
Точка застывания	–29 °C (–20 °F)
Вязкость @ 40 °C	460 cSt
Вязкость @ 100 °C	37,2 cSt
SUS @ 100 °F	2431
SUS @ 210 °F	181
Вязкостной индекс	123
Кислотное число	0,20 мг KOH/г
Пенообразование	Pass
Четырехшаровый EP	315 кгс
Четырехшаровый износ	0,40 мм
Осадочное число	0,001 мл
Тест на ржавление	Pass

Преимущества включают улучшенную насососпособность при низких температурах, превосходное окислительное сопротивление, более высокую пленочную прочность по температурному диапазону и продленный срок службы при сочетании с эффективной фильтрацией.

Внедрение и результаты

Редуктор был капитально отремонтирован, все вращающиеся детали заменены, кроме стальной червячной шестерни, и выполнена прецизионная центровка. Резервуар был промыт минеральным маслом ISO 460 и заполнен синтетическим редукторным маслом. Базовая чистота составляла 23/21/18.

Через три часа работы счетчики частиц упали до 21/19/11. Второй набор фильтров Beta 5=200 снизил систему до целевых 18/15/11 за две недели. Срок службы фильтров в среднем составлял один год, далеко превосходя ожидания.

Анализ масла за испытательный период продемонстрировал заметно сниженные металлы износа и сохраненную чистоту. Ключевые показатели эффективности:

• Смазка шестерен и подшипников значительно улучшена.
• Металлы износа практически устранены.
• Нет роста энергопотребления двигателя; наблюдалось 1% падение ампеража.
• Предиктивное обслуживание теперь основано на счетчике частиц и феррографии.
• Срок службы редукторного масла продлен, снижая утилизацию и экологическое воздействие.
• Срок службы редуктора и интервалы обслуживания продлены.
• Простои из-за загрязнения устранены.
• Позитивный ROI обосновал переход на синтетическое масло и фильтрацию.
• Завод приобрел второй блок и установил ту же систему.

Благодарности

• Джон Кинион и персонал обслуживания, PacifiCorp Naughton Plant, Кеммерер, WY.
• Крис Тулли, проектный инженер, Schroeder Industries.
• Кен Нокхель, технические услуги, Schroeder Industries.

Ссылки

1. ISO 4406:1999 – Метод кодирования загрязнения твердыми частицами.
2. ISO 16889:1999 – Многопроходный метод оценки производительности фильтров.
3. И. Шеффилд, "Changes in Filtration and Contamination – Switching Directions for the Filtration Industry," Machinery Lubrication, янв 2005.

Приложение 1 – Данные счетчиков частиц