達(dá)拉特發(fā)電廠四期空冷島減速機(jī)設(shè)計(jì)改進(jìn)

于東奎?李天奇?謝利云

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電廠空冷島減速機(jī)被應(yīng)用到越來(lái)越多的設(shè)備當(dāng)中，扮演著非常重要的角色。但與此同時(shí)，我們也必須要意識(shí)到，現(xiàn)階段我國(guó)對(duì)其的研究還不夠成熟，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中往往會(huì)出現(xiàn)一些這樣或是那樣的問(wèn)題。面對(duì)這樣的情況，我們必須要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)改進(jìn)。接下來(lái)本篇文章就針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的探討，以提供給業(yè)內(nèi)有關(guān)人士一些啟發(fā)性的指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：空冷島減速機(jī)；失效分析；彎曲強(qiáng)度；接觸強(qiáng)度

一、空冷電廠的沿革

自工業(yè)時(shí)代以來(lái)，火電廠就成為了工業(yè)發(fā)展的根本保證，但是火電廠的發(fā)展又面臨了一個(gè)新的問(wèn)題，那就是大部分地區(qū)其所擁有的水資源和燃料并不能夠同時(shí)充分的具備，這種資源的缺乏就進(jìn)一步阻礙了工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 舉例來(lái)講，最典型的便是我國(guó)北部地區(qū)，是重工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵地段，雖然擁有較多的燃料資源，但嚴(yán)重缺乏水資源。為了解決這個(gè)問(wèn)題，空冷電廠便應(yīng)運(yùn)而生。德國(guó)GEA公司于20世紀(jì)初最先勾勒出空冷電廠的發(fā)展藍(lán)圖，隨后在20世紀(jì)中葉由一位西歐國(guó)家的大學(xué)教授正式提出了空冷電廠的發(fā)展概念，將之前提出來(lái)的發(fā)展藍(lán)圖上升到理論的形式上來(lái)，讓越來(lái)越多的人對(duì)這一空冷電廠概念有了更多的了解。在21世紀(jì)末，由匈牙利人正式將這一空冷電廠的發(fā)展理論應(yīng)用到實(shí)際操作當(dāng)中，并推廣到商業(yè)貿(mào)易交易當(dāng)中。與此同時(shí)，我國(guó)也不斷吸取國(guó)際先進(jìn)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合自身的科技發(fā)展成果將其三種空冷系統(tǒng)合并為直接空冷系統(tǒng)。現(xiàn)階段，其單機(jī)為150Mw，而且這種體積較大的空冷電廠已經(jīng)在世界范圍內(nèi)受到越來(lái)越高的重視。根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，目前已經(jīng)有50多臺(tái)大型機(jī)組17座電廠，并且世界上已知最大的空冷電廠是南非肯達(dá)爾電廠，容量6x686Mw圖。我國(guó)容量為200Mw的混合式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)以及4X200Mw同一種空冷系統(tǒng)的機(jī)組同兩臺(tái)20oMw機(jī)組表面式凝汽器間接空冷系統(tǒng)均可以在很大程度上為我現(xiàn)場(chǎng)節(jié)省更多的水資源。

目前的調(diào)查數(shù)據(jù)來(lái)看，國(guó)內(nèi)空冷電廠在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中仍然存在著許多這樣或是那樣的問(wèn)題，達(dá)拉特發(fā)電廠四期于2008年正式投入生產(chǎn)，具體表現(xiàn)為齒軸齒輪打齒，而相比較而言，二齒出現(xiàn)的問(wèn)題最為突出。雖然有關(guān)部門根據(jù)相關(guān)要求定期對(duì)其進(jìn)行更換，但依然避免不了這種問(wèn)題。正是基于這樣的情況，我們不得不要加大對(duì)這一問(wèn)題的深入研究力度，從而具體問(wèn)題具體分析，找出相應(yīng)的解決方案，促進(jìn)空冷電廠的進(jìn)一步發(fā)展。

二、齒輪箱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及實(shí)際使用

在大多數(shù)情況之下，國(guó)內(nèi)的空冷島減速機(jī)采用的是二級(jí)平行軸傳動(dòng)技術(shù)，輸入軸以及輸出軸進(jìn)行垂直安裝的。具體來(lái)看，它的基本運(yùn)作方式是輸出軸通過(guò)推動(dòng)扇葉使得聯(lián)軸器運(yùn)作與輸出走的下方向，達(dá)拉特發(fā)電廠四期空冷島減速機(jī)便是這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。所以我們不得不要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的更新和升級(jí)。

三、失效分析

經(jīng)過(guò)研究之后，我們可以很明顯地知道，二級(jí)齒軸齒面有明顯的點(diǎn)蝕和表面剖落情況發(fā)生。出現(xiàn)這一情況的根本原因就是齒軸所承受的工作量太大，制作材質(zhì)的硬度等各個(gè)方面不符合要求等等。

四、計(jì)算校核

在經(jīng)過(guò)以上的問(wèn)題闡述之后，要求有關(guān)技術(shù)人員要針對(duì)原機(jī)型的一級(jí)和二級(jí)齒軸等進(jìn)行精確地校量，具體分析造成其問(wèn)題的根本原因。

（一）現(xiàn)實(shí)技術(shù)參數(shù)的輸入功率：電機(jī)功率為110k W，軸功率為70.7k W；輸入轉(zhuǎn)速為990r/min；實(shí)際速比為12.486；使用系數(shù)為2.01，在大多數(shù)情況之下，該工況要求其使用系數(shù)達(dá)到 2 以上才能夠符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；材料為18Cr Ni Mo7-6，表面還要經(jīng)過(guò)滲碳加工，61HRC部分減速機(jī)參數(shù)要經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)才能夠獲得，其余輸入條件則都要按照技術(shù)協(xié)議。

（二）使用計(jì)算校核軟件：KISSSOFT。最終的校核結(jié)果顯示，如果按照軸功率校核的話，該減速機(jī)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)在標(biāo)準(zhǔn)的范圍之內(nèi)，值得特別注意的是，第一級(jí)和第二級(jí)該嚙合的硬度是不同的，這就意味著他們所承載物體的能力也是不均勻的，所以在某些工作情況之下，它們所配有的安全系數(shù)也會(huì)存在較大的差異，于是便也會(huì)影響到整個(gè)軟件設(shè)備的正常運(yùn)行。依據(jù)空冷島減速機(jī)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，在進(jìn)行計(jì)算選型的過(guò)程當(dāng)中要盡可能的以電機(jī)功率來(lái)計(jì)算，使用系數(shù)最起碼要高于 2.0才可以。另一方面，按照電機(jī)功率來(lái)計(jì)算的話，結(jié)果顯示現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的機(jī)型接觸安全系數(shù)則較低，特別是對(duì)于二級(jí)齒軸的接觸安全系數(shù)而言，明顯低于1，這種情況恰恰與之前所闡述的各種空冷島減速機(jī)二級(jí)齒軸打齒的情況一致。

五、結(jié)構(gòu)改進(jìn)

一方面，要從設(shè)備的選用材料質(zhì)量以及加工的精確度這個(gè)角度來(lái)看，出現(xiàn)上述問(wèn)題的關(guān)鍵因素則是原減速機(jī)在很大程度上局限于一定的框架范圍之內(nèi)，也就是各級(jí)中心距的尺寸受到了很大的局限，不能夠及時(shí)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行更新和調(diào)整，這就使得第一級(jí)和第二級(jí)所承載的負(fù)荷量存在較大的差異，相比較之下，第二級(jí)所承受的負(fù)荷量要更少一些。為此，我們應(yīng)該要進(jìn)一步升級(jí)內(nèi)部的參數(shù)系數(shù)，盡量平衡兩極之間的負(fù)荷量承載能力，只有這樣才能夠在真正意義上解決上述所提到的問(wèn)題。

六、結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)以上的闡述，相信大家對(duì)于電廠空冷島減速機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中的不足之處都有了一個(gè)大致的了解，同時(shí)也對(duì)于其相應(yīng)的解決方案也有了一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)。在按照上述的要求進(jìn)行更新改造之后，我們接下來(lái)要做的就是要分析新一輪的計(jì)算結(jié)果。我們可以發(fā)現(xiàn)，第一級(jí)和第二級(jí)的承載能力差距大大縮小，這就會(huì)在很大程度上減少原機(jī)型運(yùn)行的阻力。

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作者簡(jiǎn)介：

于東奎（1978- ）工程師；

李天奇（1980- ）工程師；

謝利云（1979- ）工程師。endprint