Westelijke VS kolencentrale vermindert tandwielkastverstaring, verlengt levensduur en bespaart kosten met ISO 460 synthetische tandwielolie en geavanceerde filtratie

Auteurs: Ken Nicholas (Schroeder Industries), Richard Winslow (PacifiCorp Naughton Plant), Ted Naman (ConocoPhillips)

Samenvatting

Een westelijke VS kolengestookte elektriciteitscentrale kampte met vooroorzame tandwielkaststoring in de kolenpulverisereenheden. De OEM-gespecificeerde AGMA 6EP (ISO 320) tandwielolie was onvoldoende door excessieve deeltjesbelasting en additiefuitputting. Een uitgebreide oplossing die een hoge-efficiënte nierlus-filtratiesysteem combineerde met een ISO 460 synthetische tandwielolie (AGMA 7) elimineerde de verteringsketen, verlengde de tandwielkastlevensduur en verlaagde onderhoudskosten.

Achtergrond: Pulverisereer Tandwielkast Ontwerp en Kosten

De pulverisereer tandwielkast, gebouwd in de vroege 1960er jaren, gebruikt een staal wormwiel aangedreven door een 800 rpm electromotor om een brons stierwiel op een maaltafel te draaien. De 255-gal sump is water-gekoeld, en de OEM adviseert ongefilterde ISO 320 EP tandwielolie voor brons-op-staal contact.

Onderhoudskosten waren onhoudbaar:

• Jaarlijkse olievervangingen kostten $5.000 in materialen en arbeid, plus $20.000-$50.000 in verloren productie. De fabriek exploiteerde 13 eenheden.
• Elke 10 jaar werd het brons stierwiel geroteerd, wat een vierwekelijkse afsluiting en $300.000 per eenheid vereiste.
• Elke 20 jaar kostte een volledige tandwielkast herbouw $450.000 in onderdelen en arbeid, met een additionele $250.000 in downtime.

De Verstaringketen Identificeren

Olieanalyse onthulde hoge concentraties kolenstof, vuil en metalen verteringsdeeltjes, samen met een uitgeput EP-additiefpakket. Infrarood thermografie bevestigde excessief glijden van brons op staal, wat vertering verergerde. Fabrieksingenieurs linkten het probleem aan drie hoofdfactoren:

• Deeltjesbinnendringing van kolenstof en vuil.
• Chemische afbraak van het EP-additief op brons.
• Katalytische reacties tussen additieven en gegenereerde deeltjes.

Strategische Interventies

Het team nastreefde een driedubbele aanpak:

• Verbeterde afdichting om deeltjesbinnendringing te blokkeren.
• Hoog-capaciteit filtratie om verterings- en luchtdeeltjes te vangen.
• Geavanceerde smeermiddelselectie om verlengde intervallen zonder energiestraf te bieden.

Deeltjesbinnendringing Beheersen

Vochtabsorberende filter op tandwielkastventilaties werden geïnstalleerd, en maaltafelzegels werden aangespannen. Agressieve filtratie bereikte een ISO Reinheidscode van 23/21/18 (ISO 4406-1999) na initiële proeven.

Nierlus-filtratiesysteem

De fabriek selecteerde een nierlus-filtratiepakket dat aan de volgende criteria voldeden:

• Voldoende flow voor hoge-viscositeit tandwielolie.
• Hoog vuilopvangvermogen.
• Filtervervangingen niet vaker dan één keer per maand onder normale operatie.
• Snelle opschoning binnen één week na onderhoud.
• Doel reinheid van 18/15/11 ISO 4406-1999.
• Pre- en post-filtratie bemonsteringspunten.
• Skid-gemonteerd, non-intrusieve installatie.
• Veilige zuig-/drukinrichting om brandgevaar te elimineren.

Filtratie Specificaties

• Twee filterbehuizingen in serie met Beta 25=200 (eerste trap) en Beta 10=200 (tweede trap) elementen.
• 10 gpm roetepomp die 460 cSt (2.500 SUS) tandwielolie aandrijft.
• Operatietemperaturen: 65 °F idle tot 130 °F tijdens draai.
• Differentiedrukmeters target 25-28 psig voor elementbelasting.

Smeermiddel Upgrade

Olieanalyse toonde aan dat de OEM EP olie ongeschikt was door additiefuitputting en onvoldoende filmsterkte voor bronscontact. Na overleg werd AGMA 7 (ISO 460) synthetische tandwielolie geselecteerd. Belangrijke eigenschappen (Tabel 1) omvatten:

Voordelen omvatten verbeterde pompbaarheid bij lage temperaturen, superieure oxidatiewerstand, hogere filmsterkte over temperaturen, en verlengde levensduur bij gecombineerd met effectieve filtratie.

Implementatie en Resultaten

De tandwielkast werd gereviseerd, alle draaiende onderdelen vervangen behalve het staal wormwiel, en precisie-uitlijning uitgevoerd. Het reservoir werd gespoeld met ISO 460 minerale olie en gevuld met de synthetische tandwielolie. Basis reinheid was 23/21/18.

Na drie uur operatie daalde de deeltjentelling tot 21/19/11. Een tweede set Beta 5=200 filters verminderde het systeem naar de doel 18/15/11 binnen twee weken. Filter levensduur gemiddelde één jaar, ver boven verwachtingen.

Olieanalyse over de proefperiode toonde aanzienlijk verminderde verteringsmetalen en gehandhaafde reinheid. Belangrijke prestatiemetriche:

• Tandwiel- en lager smering aanzienlijk verbeterd.
• Verteringsmetalen vrijwel geëlimineerd.
• Geen toename in motorenergie; 1% daling in amperage waargenomen.
• Voorspellend onderhoud nu gebaseerd op deeltjentelling en ferrografie.
• Tandwielolie levensduur verlengd, verminderde afvalverwerking en milieubezwaar.
• Tandwielkast levensduur en onderhoudsintervallen verlengd.
• Downtime door verontreiniging geëlimineerd.
• Positieve ROI rechtvaardigde de overstap naar synthetische olie en filtratie.
• De fabriek heeft een tweede eenheid gekocht en hetzelfde systeem geïnstalleerd.

Erkenningen

• John Kinion en onderhoudspersoneel, PacifiCorp Naughton Plant, Kemmerer, WY.
• Chris Tully, Project Engineer, Schroeder Industries.
• Ken Knochel, Technical Services, Schroeder Industries.

Referenties

1. ISO 4406:1999 – Methode voor coderen van verontreiniging door vaste deeltjes.
2. ISO 16889:1999 – Multipass methode voor evalueren filterprestaties.
3. I. Sheffield, "Changes in Filtration and Contamination – Switching Directions for the Filtration Industry," Machinery Lubrication, Jan 2005.

Bijlage 1 – Deeltjentel Data