高压潜水电动机在绞吸挖泥船上的应用管理.docVIP

PAGE  PAGE 8 高压潜水电动机在绞吸挖泥船上的应用管理 　　摘要：“唐绞2008”轮领先采用国内制造的3kV高压大功率潜没式水下泥泵电动机，与水下泥泵配套使用。以此为例，介绍高压大功率潜水电动机结构、性能、特点，以及在挖泥船上的应用管理，旨在抛砖引玉，进一步提升疏浚企业的船舶设备管理水平，提高船舶施工效率。 　　关键词：高压潜水电动机 绞吸挖泥船 使用管理 　　1 概述 　　“唐绞2008”轮为2 500m3/h非自航绞吸挖泥船，是上海航道局为了进一步拓展国内疏浚市场，于2006年为所属的唐山疏浚公司设计，并于 2008年建造完工；高压潜水电动机使用至今，工况良好。 　　船舶在桥架中部内设一台高压潜水电动机（型号YQNWF-1700/16、电压3kV、功率1 700kW、H级绝缘、IP68防护等级）和一台水下泥泵（清水流量Q=9 000m3/h，n=400rpm，电机N=1 700kW），潜水电动机经???轴节直接驱动水下泥泵。 　　高压潜水电动机采用电轴系统一对一供电原则驱动，即水下泥泵发电机通过高压电缆以一对一的方式向高压潜水电动机供电驱动。 　　机舱内，水下泥泵柴油发电机组的柴油机通过低速强励磁启动水下泥泵发电机，随着柴油机逐渐升速，潜水电动机的转速也随之升高，控制电网频率与电压之比始终保持为一常数，在改变柴油机转速的情况下达到电动机变频调速效果（该驱动型式为国外先进挖泥船普遍采用的水下泥泵控制方法）。 　　2 高压潜水电动机的结构性能特点 　　2.1高压潜水电动机的基本结构 　　目前，市场上，陆上、水下使用大功率电动机一般选用3-6kV鼠笼式交流异步电动机较多，其基本结构一样（见图1和图2），由定子（固定部分）和鼠笼式转子（转动部分）两大部分组成，机体表面均有散热片结构。 　　2.2高压潜水电动机的结构特点 　　（1） 耐腐蚀 　　电机的机壳、端盖采用耐腐蚀钢板焊接而成，涂覆优质抗腐蚀沥青漆，以保证电机外壳不被海水侵蚀，所有紧固件均采用304不锈钢材质。 　　（2）绝缘要求高 　　潜水电机采用H级绝缘材料浸漆3遍作为主绝缘，定子浸漆采用真空浸漆方式，以保证电机在高温（180℃）条件下的绝缘性能和绕组的机械强度正常，确保潜水电机运行可靠。 　　（3）密封要求高 　　电机采用复式密闭结构，分成电机内腔、隔离室、接线箱几个腔体。各腔体采用动密封和静密封结合的方式密封，静密封采用密封胶条和密封胶密封；动密封采用机械密封和尾轴油封相结合的方式，以机械密封为主，油封为辅。电机内腔和隔离室内均充满液压油，电机外装有高位重力油箱，确保电机内部的油压高于外部的水压，防止水渗入潜水电动机内部。 　　（4）防护等级高 　　IP68。 　　（5）内部保护措施全 　　电机内部设有电机过热保护传感器，轴承温度传感器，电机内腔、隔离室、接线箱设有进水报警传感器；各种报警传感器所传送的信号，均输送到电轴控制柜内的电机保护器及显示仪表上，根据工况发出指令。 　　（6）系统还对电机设有安全运行保护 　　1.15倍过电压瞬时动作保护，1.2倍过电流瞬时动作保护，1.1倍过电流3分钟延时动作保护，电机绕组高温延时保护，电机进水保护。 　　（7）电机还安装了绝缘监测装置，能及时在兆欧表上关注电机的绝缘电阻变化，起到报警作用。 　　（8）为防止电机启动过热，电动机还设有二次启动的时间间隔控制装置（设定值为5min）。 　　2.3 高压潜水电动机的冷却结构特点 　　（1）利用水介质来冷却电机表面温度。 　　（2）利用水或空气介质先冷却电机液压油循环管路内的液压油，再由液压油来冷却电机温度。 　　（3）为了满足在高温和低温环境中工作，更好地提高电动机工作效率和时间利用率，我们在电动机液压油管系上加装一套“液压油散热和预热装置”（液压油通过电机内腔底部―过滤器―循环油泵―散热器―预热器―高位重力油箱―电机内腔上部循环）。 　　该装置特点： 　　① 在高温环境中，散热器先冷却液压油，再由液压油来冷却电机温度；提高了电机的散热效果。 　　② 在低温环境中（低于-15℃），预加热器先加热液压油，再由液压油来提高电机启动时的温度； 提高了电机的时间利用率。 　　③ 在正常施工中，该装置还能保持电动机满负荷工作的最佳温度（70℃～80℃），提高了电机的施工效率。 　　2.4高压潜水电动机的性能特点 　　（1）由于高压大功率潜水电动机的工作电流比常用的380V电机电流小得多，从而使高压电机的体积大大减小；节约了电机安装空间，降低了设备的成本。 　　（2）由于潜水电动机与高压发电机功率接近，从而减小了发电柴油机的能耗备用功率，降低了柴油机的燃润油消耗成本等。 　　（3）潜水电动机控制