寧海電廠600MW空氣預(yù)熱器液力偶合器改造

張永全

摘 要：通過分析上海鍋爐廠生產(chǎn)的600MW空氣預(yù)熱器液力偶合器多次發(fā)生故障的原因，提出液力偶合器改為磁力聯(lián)軸器的方案，消除因液力偶合器漏油導(dǎo)致空預(yù)器停運的故障，為機組安全穩(wěn)定運行提供了保障。

關(guān)鍵詞：液力偶合器；磁力聯(lián)軸器；改造分析

引言

我公司4臺600MW機組于2005年、2006年相繼投產(chǎn)，空氣預(yù)熱器為上海鍋爐廠生產(chǎn)配套，經(jīng)過幾年的運行發(fā)現(xiàn)空氣預(yù)熱器發(fā)生故障的主要原因是液力偶合器漏油，運行的液力偶合器漏油后現(xiàn)場無法加油，只能停運空氣預(yù)熱器后更換液力偶合器，給機組的運行帶來了極大的風(fēng)險。

1 故障分析

1.1 設(shè)備使用情況

我公司1-4機組在2005年、2006年投產(chǎn)以后，空氣預(yù)熱器由于液力偶合器漏油停運的次數(shù)達到6次，尤其是2B空氣預(yù)熱器在2010年一年當中更換了3個液力偶合器，給機組的安全穩(wěn)定運行帶來了很大的隱患。

1.2 故障分析

空氣預(yù)熱器液力偶合器主要由泵輪、渦輪、轉(zhuǎn)殼、后輔室以及渦輪軸組成（見圖1），通常泵輪通過輸入聯(lián)軸節(jié)與電動機聯(lián)接，渦輪通過渦輪軸及輸出軸節(jié)與減速機聯(lián)接，轉(zhuǎn)殼與泵輪外緣法聯(lián)接。此液力偶合器內(nèi)部密封較多，有兩種規(guī)格的骨架油封、3種規(guī)格的O型圈及1個易熔塞，這六個部位都有滲漏的可能。

上海鍋爐廠的空氣預(yù)熱器為圍帶傳動，由于基建時安裝單位不一樣，安裝時圍帶的同心度每臺設(shè)備差別較大，再加上運行人員對空氣預(yù)熱器入口煙溫控制不好，所以空氣預(yù)熱器旋轉(zhuǎn)時整個減速機下部平臺抖動較大，導(dǎo)致減速機及電機振動常常超標，在這樣的情況下運行的液力偶合器會大大的縮短各個密封的壽命，經(jīng)過長期運行后難免會發(fā)生液力偶合器泄漏，最后導(dǎo)致空氣預(yù)熱器停運。

1.3 故障影響

空氣預(yù)熱器液力偶合器一旦發(fā)生泄漏，機組需要降一半負荷進行單側(cè)隔離，停運單側(cè)一次、送引風(fēng)機及空氣預(yù)熱器，如果操作不當，很可能導(dǎo)致機組停運。一般更換液力偶合器檢修需要2個小時，運行做措施需要3、4個小時，也就是更換一次液力偶合器需要5、6個小時，給公司帶來的經(jīng)濟損失也是巨大的。

2 改造方案對比

方案一、參照北侖電廠三期工程主電機和減速箱連接處改為彈性聯(lián)軸器，主電機改為變頻啟動。主要有以下幾方面：（1）主電機改變頻電機。（2）增加變頻控制柜。（3）相關(guān)電纜增加和修改，取消液力偶合器后電機位置需進行一定修改。

方案二、把液力偶合器改為磁力聯(lián)軸器。主要改進以下部分：（1）拆除液力偶合器，保持主電機位置不變。（2）改為磁力聯(lián)軸器，與寧海電廠1000MW相同，但為更新型永磁聯(lián)軸器（扭矩限制型簡稱限矩型）。

兩種方案比較：方案一主電機改為變頻啟動方式，修改工作量大，需增加變頻器、控制柜、更換變頻抗干擾電纜，費用較大，1臺空氣預(yù)熱器估算費用在15萬元左右。方案二，修改為磁力聯(lián)軸器，1臺空預(yù)器改造費用在18萬元左右。但結(jié)構(gòu)簡單，可以徹底消除原始隱患。綜上比較，液力偶合器改為磁力聯(lián)軸器更簡單方便，費用與方案一相差不大，且可保證設(shè)備長期安全穩(wěn)定運行。

3 磁力聯(lián)軸器的應(yīng)用

磁力聯(lián)軸器是通過氣隙磁場傳遞扭矩，通過感應(yīng)磁場之間的相互作用，使內(nèi)轉(zhuǎn)子總成與外轉(zhuǎn)子總成表現(xiàn)為一種跟隨運動。氣隙大小不同，則傳遞扭矩大小不同，兩者成反比。通常運行時氣隙為3.2mm，此時負載轉(zhuǎn)速大約為電機轉(zhuǎn)速的98%，運行效率最高。

扭矩限制型具有軟啟動和扭矩限制特性。如果輸出扭矩超出磁力傳動器的極限扭矩，負載將降速，導(dǎo)致磁力傳動器脫離。氣隙自動增大到脫離氣隙。將扭矩減小到額定扭矩的5%左右。磁力傳動器將保持這種狀態(tài)，直到停止點擊。電機停止后，傳動器將自動復(fù)位，以備下次啟動。磁力聯(lián)軸器有如下的特點：（1）軟啟動，且啟動時脈沖電流小，延長原動機壽命，從開機啟動時零速達到穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速所用時間短。（2）原動機與工作機之間無剛性機械聯(lián)接，減小振動。（3）消除沖擊加載（負載逐步加載）。（4）無潤滑需求，結(jié)構(gòu)簡單，低維護。（5）高效率扭矩傳輸（>95%）。（6）允許較大的軸對中公差，安裝簡單。（7）無諧波危害，不會對動力設(shè)備、電網(wǎng)等產(chǎn)生影響。（8）環(huán)保，無污染。（9）環(huán)境適應(yīng)能力優(yōu)良。（10）過載保護，扭矩過大時滑差保護。（11）電機停機后自動復(fù)位。

2011年11月在A204小修中首先對2號機組空氣預(yù)熱器液力偶合器進行改造，把液力偶合器更換為磁力聯(lián)軸器，減速機及電機的位置不需任何變動，磁力聯(lián)軸器是通過脹套與電機和減速機軸聯(lián)接，小修結(jié)束后設(shè)備試運一切良好。然后分別在2012、2013年利用機組檢修機會對3、4、1號機組的液力偶合器進行改造，目前最早一臺機組的磁力聯(lián)軸器已運行3年，沒有出現(xiàn)過任何缺陷，為機組的安全穩(wěn)定運行打下了堅實的基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

通過對寧海電廠4臺600MW機組空氣預(yù)熱器液力偶合器的改造，我公司徹底消除因液力偶合器漏油引起空氣預(yù)熱器停運故障，通過3年多的實踐，可以有力的證明磁力聯(lián)軸器運行安全可靠，即使當空氣預(yù)熱器出現(xiàn)卡死故障時也可保護減速機及電機受到的沖擊在允許的范圍內(nèi)，保證減速機及電機不損壞，為設(shè)備的安全穩(wěn)定運行提供了可靠的保障，為同類機組發(fā)生的此類故障提供了可靠的參考價值。