给水泵液力耦合器构造介绍

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,给水泵液力耦合器构造介绍,给水泵液力耦合器构造介绍,二0一二年七月,汽机分系统介绍,张 旭,给水泵液力耦合器构造,1输入半联轴器、2输入轴、3左端盖、4轴承、5油泵传动主动齿轮、6轴承、,7泵轮、8箱盖、9涡轮、,10转动外壳、11呼吸器、12吊环、13支承盘、,14轴承、15导流管、,16轴承座、17轴承、,18右端盖、19输出轴、,20输出半联轴器、,21密封环、22箱体、,23挡油罩、24螺塞、,25吸油滤油网、26闷板、27油泵传动齿轮、,28轴承衬套、29油泵、,30电动执行器,液力耦合器构造,液力耦合器构造,液力耦合器构造,液力耦合器构造,液力耦合器构造,液力耦合器构造,液力耦合器构造,液力耦合器构造,工作原理,以液体为工作介质的一种非刚性联轴器，又称液力联轴器。液力耦合器的泵轮和涡轮组成一个可使液体循环流动的密闭工作腔，泵轮装在输入轴上，涡轮装在输出轴上。动力机(内燃机、电动机等)带动输入轴旋转时，液体被离心式泵轮甩出。这种高速液体进入涡轮后即推动涡轮旋转，将从泵轮获得的能量传递给输出轴。由勺管控制排油量来控制转速。最后液体经工作油泵返回泵轮，形成周而复始的流动。,液力耦合器的特点,1、能消除冲击和振动；,2、输出转速低於输入转速，两轴的转速差随载荷的增大而增加；,3、过载保护性能和起动性能好，载荷过大而停转时输入轴仍可转动，不致造成动力机的损坏；当载荷减小时，输出轴转速增加直到接近於输入轴的转速，使传递扭矩趋於零。,4、液力耦合器的传动效率等於输出轴转速与输入轴转速之比。一般液力耦合器正常工况的转速比在0.95以上时可获得较高的效率。,5、液力耦合器的特性因工作腔与泵轮、涡轮的形状不同而有差异。它一般靠壳体自然散热，不需要外部冷却的供油系统。如将液力耦合器的油放空，耦合器就处於脱开状态，能起离合器的作用,电动给水泵液力偶合器工作油温偏高原因分析及处理,(湛江发电厂，广东 湛江，524099)摘要：液力偶合器是 300MW 发电机组电动给水泵配套的主要设备，在运行中液力偶合器出现了工作油温偏高的问题，影响发电厂安全可靠运行。根据液力偶合器结构特点及其运行特性进行分析，找出引起工作油温偏高的原因，采取有效 措施，解决了工作油温偏高的问题，提高了电动给水泵组运行的可靠性。关键词：给水泵；液力偶合器；油温偏高；分析；处理,电动给水泵液力偶合器工作油温偏高原因分析及处理,给水泵组作为汽轮发电机组的重要辅机，其运行稳定 性和可靠性直接影响到机组的正常启停和带负荷运行。300MW 等级容量机组中，给水泵组的配置方式较多采用 了 2 台 50汽泵1 台 50调速电泵的模式，而湛江电 厂一期 2 台 300MW 机组给水泵组配置为一台 100%容量 的汽动给水泵和一台 75%容量的电动给水泵作为备用的 模式。这样的模式中，调速电动给水泵担负着机组启停及 低负荷锅炉上水和正常运行中作为汽泵的紧急快速备用 的重要作用。电动给水泵为沈阳水泵厂生产的 50CHTA-6 型多级水泵，由电动机经液力偶合器驱动。,电动给水泵液力偶合器工作油温偏高原因分析及处理,液力偶合器为 奥地利 VOITH 公司生产的 R16K550.E 型偶合器。湛江电厂一期的给水泵模式存在不合理的地方，当 100%容量的汽动给水泵故障紧急退出运行时，在高负荷 工况下，电动给水泵无法满足机组的供水要求，机组往往 会因为锅炉汽包水位低保护跳闸。投产以来，我厂电动给 水泵经常在高负荷运行，偶合器出现工作油温偏高(100)的问题。为了能使偶合器正常工作，每次在高负荷工 况时都采用外加冷却水直接喷淋在工作油冷却器表面进 行冷却，同时调整机组负荷以保持工作油温在 110(报警 值为 110)以下，这种情况已严重影响机组的高负荷运行 工况。,电动给水泵液力偶合器工作油温偏高原因分析及处理,电泵主泵工作。油在涡轮流道中从外缘(进口)流向内侧(出 口)的过程中减压减速，在出口处又以径向相对速度与涡 轮出口圆周速度组成合速，冲入泵轮的进口径向流道，重 新在泵轮中获取能量。如此周而复始，构成了工作油在泵 轮和涡轮两者间的循环流动。在这种循环中，泵轮将输入 的机械功转换为工作油的动能和升高压力势能，而涡轮则 将工作油的动能和势能转换为输出的机械功，从而实现了 电动机到水泵间的动力传递。驱动轴由电动机经升速齿轮 驱动，转速恒定，被动轴转速由调速勺管在被动叶轮室内 径向移动，通过改变被动叶轮室内的泄油量来调整叶轮传 递扭矩，从而起到灵活调节转速的作用。壳体、涡轮、泵轮、驱动轴、调速勺管、被动轴,电动给水泵液力偶合器工作油温偏高原因分析及处理,液力偶合器示意图 工作油在泵轮里获得能量，而在涡轮里释放能量，通 过改变工作油量的大小来改变传递扭矩的大小，从而改变 涡轮的转速，以适应负荷的需要。在泵轮转速固定的情况 下，工作油量愈多，传递的动扭矩 M 也愈大，反过来说，如果动扭矩 M(M=gn2D5，式中 为偶合器扭矩系数；为油的密度kg/m3；n 为泵轮转速r/min；D 为偶合器有效直径m；g 为重力加速度m/s2)不变，那么，工作油量愈多，涡轮的转速 n也愈大(因泵轮的转速是固定的)，从而可以通过改变工作油的油量来调节涡轮的转速，以适 应给水泵需要的转速，如图 2 所示。1.2 工作油温偏高原因分析 工作油流经偶合器，与高速转动的泵轮及涡轮中的叶,原因分析及处理措施,1 原因分析及处理措施1.1 液力偶合器工作原理 液力偶合器的基本结构如图 1 所示。电泵工作时，在 液力偶合器中充满工作油，当驱动轴带动泵轮转动时，泵 轮流道中的工作油因离心力的作用，沿着径向流道由泵轮 内侧(进口)流向外缘(出口)，形成高压高速油流。在出口 处以径向相对速度与泵轮出口圆周速度组成合速，冲入涡 轮的进口径向流道，并沿着流道由工作油动量矩的改变去 推动涡轮，使其跟随泵轮作同方向旋转，驱动被动轴带动片相摩擦，产生大量的热量，偶合器大部分的能耗都集中 在泵轮与涡轮的能量转换上，由于偶合器的转换功率很 大，因而其产生的热量也很大。偶合器运行时工作油温的 监视参数，工作油温超过 130偶合器将自动保护 跳闸停泵。若油循环中引起偶合器工作油温超过 160，易熔塞的焊料将被熔化，塞孔被打开，可使偶合器的油完 全排空，水泵将停止运转，起到保护设备的作用。M n=常数 q1 q2 q3 q4,原因分析及处理措施,1.2产生的热量通过冷却器带走，再进入下一循环的能量传 递。由于冷却器的换热条件的恶化也可能产生冷却不足的 现象，我们曾采用喷水冷却的方法来降低工作油温，因此 可以看出冷却器冷却能力的不足是引起工作油温偏高的 另一重要原因。冷却器冷却不足的主要原因主要有：冷 却器铜管油垢过多过脏；工作油产生的高温烟气进入冷 却器，影响换热效果；冷却器设计制造时考虑的余量不 足，在高负荷时无法满足冷却需求。,原因分析及处理措施,1.3 处理措施及效果 通过对偶合器工作油温偏高的原因分析，我们采用了 如下办法：(1)加装一台冷却器增加冷却能力，但为了防 止工作油流经冷却器时压降过大，采取并联的办法增加冷 却器，因两个冷却器的流过阻力不一致，通过两个冷却器 的油量差别较大，对工作油温影响效果不明显。(2)咨询 奥地利 VOITH 公司，将工作油管中的节流孔板由40mm 增大至42mm，工作油温高的问题有所改善，但电泵在 高负荷运行时工作油温仍然偏高。经进一步分析判断偶合器内部可能还存在缺陷，影响 到偶合器的正常运行，为了解决这一问题，决定将偶合器 提前解体大修，在大修发现了如下问题并相应做了处理：(1)检查发现两个易熔塞的焊料熔化了一部分(工作油 温从未达到熔化温度 160)，塞孔打开了一段，偶合器的 部分工作油由此排出而短路，更换了两个易熔塞。(2)检查测量偶合器各部件配合间隙符合要求，更换 了全部的 O 型密封圈。(3)将工作油管路中的节流孔板由42mm 增大至 48.6mm。(4)清理冷却器，从工作油冷却器上部引回排汽管至 偶合器箱体。大修后重新启动电动给水泵作转速和升负荷试验，高 负荷(160MW190MW)时工作油温100，偶合器工作 油温偏高的问题得到根本解决。,原因分析及处理措施,图 2 改变工作油量 q 与涡轮转速 n的关系 表 1 偶合器运行监视参数表标定值 报警 跳闸 90 85 轴承温度 95 60100 110 冷油器前工作油温 130 冷油器及温度控制阀后工 3060 60 85 作油温 4565 65 冷油器前润滑油温 70 3055 55 冷油器后润滑油温 60 2.5105Pa 1.0105Pa 0.5105Pa 润滑油压 润滑油过滤器差压 在达到 0.6105Pa 时予以切除清洗 控制油压 3.5105Pa 项目通过大量的查找资料，并根据偶合器在不同负荷下油 温变化的情况认真分析判断，引起工作油温偏高的原因主 要有如下因素：(1)工作油流经偶合器后温升过高。工作油流经偶合 器，与高速转动的泵轮及涡轮中的叶片相摩擦，必然产生 大量的热量，引起工作油温升高，根据资料介绍偶合器效 率每降低 1，在额定工况下其产生的热量大约为 5500kW1=550kW，因此偶合器的效率稍有下降，由于 偶合器的转换功率很大，因而其多产生的热量仍相当大。转换的功率越大，工作油的流量也相应增大，其摩擦产生 的热量也跟着增大，但冷油器的冷却能力无法相应增大，因此在高负荷时工作油温也就较高。偶合器的传递效率下 降有多方面的原因，经分析其主要是由于泵轮与涡轮的相 关间隙发生变化引起，例如推力间隙的变化，从而引起泵 轮及涡轮轴向间隙的增加，偶合器的效率也将随之下降。(2)工作油量偏小也是引起工作油温偏高的原因。偶 合器中的油分成两路，一路为润滑油路，另一路为工作油 路，各自都配有冷却器，两路油共享一个油箱。工作油量 的大小主要是通过一个节流孔板进行调节，工作油量偏 小，在偶合器产生的热量相同时，引起的温升必然相应增 大。(3)工作油冷却器冷却能力不足。工作油流经偶合器,结论,本文通过针对偶合器工作油温偏高的原因进行分析，找出引起油温偏高的真正原因并采取有效措施进行处理，解决了工作油温偏高的问题，保证了偶合器和电动给水泵的稳定运行。,给水泵液力偶合器推力瓦烧损分析及处理,马头发电总厂7号200 MW汽轮发电机组配置3台给水泵，43号给水泵型号为DGT750-180，由1台前置泵FA1B56和一台主给水泵DG750-180组成。前置泵由电动机轴端直接驱动，主给水泵由电动机的另一端通过,液力偶合器,驱动，两者都由分隔式惯性靠背轮传动。,液力偶合器,型号：YOT51;型式：调速型;功率：4250 kW;输入转速：1490 r/min;输出转速：5000 r/min;效率：95.4%。它由增速齿轮、泵轮、涡轮、主油泵、辅助油泵、旋转外壳、供排油腔、勺管调节机构等组成。,事故经过,2003-04-16T06:48，43号给水泵偶合器供排油腔回油温度由55直线上升至179。解体偶合器发现，偶合器涡轮外侧推力瓦(9号瓦)钨金烧损;内侧推力瓦(8号瓦)不均匀磨损，沟痕深0.030.05 mm;9号瓦侧推力盘烧损，磨损沟痕深23 mm;泵轮外侧推力瓦(3号瓦)表面不光滑;涡轮与供排油腔径向间隙0.88 mm(标准0.50 mm);旋转外壳与供排油腔径向间隙1.68 mm(标准1.01.20 mm)，,液力偶合器,返上海电力修造总厂大修。,2003-04-28T11:00，43号给水泵偶合器大修后开泵试验正常投入运行，13:30，偶合器供排油腔回油温度由57上升至97，紧急停运43号给水泵。解体偶合器发现9号瓦钨金烧损，磨出瓦胎;9号瓦侧推力盘烧损，磨损深23 mm，偶合器返上海电力修造总厂大修。,原因分析,(1)查给水泵运行DAS曲线，2003-04-16，9号瓦烧损时机组按照省调指令进行升负荷，偶合器勺管在10 s内由45%快速升至70%，相应的主泵转速由3240