电动给水泵液力偶合器呼吸器喷油原因分析.pdf

第1 7 卷( 2 0 1 5 年 第9 期 ) 电 力 安 全 技 术 J 电动给水泵液力偶合器呼吸器喷油 原 因分析 闫福 岐 ( 山西兆光 发电有限责任公 司，山西 霍,j q ’ 1 0 3 1 4 0 0 ) [ 摘要]液力偶合 器在运行中出现喷油问题将严重影响发电机组的安全可靠运行。根据液力 偶合器结构特点及其运行特性，分析引起液力偶合器喷油的原因，并给出相应解决措施 ，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；呼吸 器；喷 油 0 概述 某发电公司一期工程装机容量为 2 3 0 0 Mw， 是亚临界直接空冷燃煤发 电机组 ，配套 3台 5 0％ 容量上 海 电力修 造总厂有 限公司生产 的 DG 6 0 0 ~ - 2 4 0 M 型 电动给水泵 ，转速 由VOI TH公司生产的 R1 7 K- 2 E型液力偶合器调节。 1 液力偶合器结构和工作原理 1 ． 1 液力偶合器结构 R1 7 K- 2 E型液力偶合器 包含 1台主油泵和 1 台电动辅助油泵。主油泵为齿轮泵，由输入轴上的 l 对增速齿轮驱动 ，该泵同时供偶合器工作用油和 系统润滑用油，给水泵启停时，由电动辅助齿轮油 泵供油。工作油、润滑油管路合并布置在同一个箱 体中，润滑油系统除了供给偶合器润滑 以外 ，还供 给水泵、电动机、前置泵的轴承润滑油 ，油箱位于 箱体下部 。偶合器与电机、偶合器与给水泵之间的 动力传递由挠性联轴器来完成；偶合器的泵轮轴、 涡轮轴间的动力传递由工作油传递。偶合器的调速 系统根据电动执行机构传输的信号，通过扇形齿轮 轴带动齿轮条传动，使勺管在工作腔内移动。 1 ． 2 液力偶合器工作原理 液力偶合器在工作状态下充满工作油。当驱动 轴带动泵轮转动时，因离心力作用，泵轮流道 中的 工作油沿径向流道从泵轮内侧 ( 进 口) 流向外缘 ( 出 口) ，形成高压、高速油流。在出 口处，工作油以 径 向相对速度与泵轮出口圆周速度组成合速 ，冲人 涡轮的进 口径 向流道，沿着流道推动涡轮，使其随 泵轮作同向旋转，驱动被动轴带动电泵主泵工作。 在涡轮流道中，工作油从外缘 ( 进 口) 流 向内侧 ( 出 口) 时减压减速，在出 口处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 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 势能，涡轮再将工作油的动能和势能转换为输 出的 机械功 ，实现电动机到水泵的动力传递。驱动轴由 电动机经升速齿轮驱动，转速恒定，被动轴转速由 群 臻臻赫 臻特糖精 糖椿静 蟒臻稚臻| I I 耩辨辨 鞲鞲耱耩臻 帮赫赫 特特耩辨 期 } 鞲耩瓣 { i斡臻谁糖 精赫赫辩 辩稚稚 耩糖精鞲 糖精静稚 赫赫赫特 栅赫帮耩 耩赫棒棒 精崮 } 精谁 赫赫赫鞲 精繁赣赫 赫特#繁臻 精{ I I 繁毒特攀{ I I 臻 鉴于法兰连接的轴 向抗拉能力强于管道连接器 ，在 收稿日 期： 2 0 1 5 — 0 3 — 2 8 。 设计 、制造上导轴承冷却水管道时应采用法兰连接 作者简 介： 方式 ，同时对管道支撑进行优化 ，确保管道运行安 祁 广福( 1 9 7 8) ， 男， 助理工程师， 主要从事设备检修维护及 全可靠。 技术管 理工 作， e m a i l ： j d g s l g l @1 2 6 ． c o rn 。 梁国玲 ( 1 9 6 6 一 ) ，男，高级工程师，主要从事设备维修及管理 工作。 一 一 J 电 力安全技术 第1 7 卷( 2 0 1 5 年 第9 期) 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 ，达到调速 目的。 ． 1 ． 3 工作过程 工作油流经偶合器 ，与高速转动的泵轮及涡轮 叶片摩擦产生热量 ，由于 偶合器 的转换功率较高， 产生的热量也较大。 大部分热量通过冷却器被带走， 进入 下一循环能量传递 ；部分热量用于调整转速， 通过勺管直接排入油箱，同时各轴承的润滑排油也 进入油箱。高温油进入油箱容易产生油烟及泡沫， 正常情况下，油箱 内产生的油烟及泡沫破裂释放的 气体通过呼吸器排入大气。 2 事件发生经过及处理 2 0 l 4 — 0 8 — 2 8 Tl 1 ： 2 0 ，l B电泵主油泵推力轴承 温度 从 7 4℃开始缓 慢上升 ；1 1 ： 3 0升至 7 6 ． 5℃； 1 1 ： 3 6升至 8 0℃，温度开始快速升高 ；1 1 ： 3 7电泵 润滑 油出 口滤网差压高值报警 ( 大于 0 ． 0 6 MP a ) ； 1 1 ： 3 8推力轴承温度蹿至 9 6℃。 l 1 ： 3 4 ，l B电 泵 电 流 4 8 1 ． 7 A， 给 水 流 量 4 9 2 t ／ h，转速 5 0 3 5 r ／ mi n ，出口压力 l 9 ． 3 5 MP a ， 电泵 轴 承温 度 6 9 ／ 7 1℃，推力 瓦 温度 7 8 ／ 8 0℃， 工作油油温 7 6℃。 1 1 ： 3 5 ， 1 B电泵电流 7 8 7 ． 5 A， 给水流量 、 转速、 出口压力 、电泵轴承温度、工作油油温均无变化。 1 l ： 3 8 ，l B 电 泵 运 行 中 因 “推 力 瓦 温 度 9 5 ／ 9 6℃”跳闸，此时运行参数 ：电流 7 0 6 A，给 水 流 量 5 1 8 t ／ h， 转 速 5 0 8 1 r ／ mi n， 出 口压 力 1 9 ． 2 4 MP a ，电泵轴承温度 7 0 ／ 7 3℃，工作油油温 8 2℃。l B电泵跳闸时触发 “ RB”联掉 l C磨煤机 ， 联启 l C b电泵 ；同时 1 B电泵润滑油 “ 低油压 I 值 ( 0 ． 1 MP a ) 、 Ⅱ值 ( 0 ． 0 8 MP a ) ”报警 ，辅助油泵联 启 ；1 号机组负荷 由 2 8 0 MW 降至 1 8 6MW ，退 出 机组 AGC运行方 式。现场检查 发现 l B电泵周 围 地面一摊油污 ，液力偶合器油箱顶部呼吸器顶盖和 滤网掉落在地面上，辅助油泵运行正常 。 l 1 ： 4 4 ，辅助油泵停机 ，恢复液力偶合器排气 孔的孔盖和滤 网。检查 电泵液偶易熔塞正常 ；检查 润滑油在线滤 网略脏 ，备用滤 网微脏 。更换润滑油 滤网时发现尺寸不符 ，清洗润滑油滤 网和滤 网室 ， 将润滑油备用滤网和在线滤网对调安装。电泵油箱 一 一 油位在低油位刻度线，油箱加油至中间刻度线。 2 2 ： o 0 ， l B电泵辅助油泵试转 ， 油压 0 ． 1 2 MP a ， 低油压报警信号仍存在 ( 未复归 l B电泵低油压报 警信号 ，因此信号未消失 ) 。 第 2天 1 6 ： 3 6 ，l B电泵试转正常 。试运参数 ： 润 滑油 压 0 ． 1 4 MP a ，工 作油 压 0 ． 2 2 MP a ， 电流 3 2 2 A，流量 2 3 4 t ／ h，转速 4 5 0 5 r ／ mi n，出 口压 力 1 8 ． 7 5 MP a ，电泵轴承温度 5 2 ／ 4 8℃，推力瓦温 度 6 7 ／ 5 4℃，工作油油温 8 0℃，勺管开度 5 6 ％。 第 2天 2 3 ： 2 5 ，l 号机 组 负荷 1 9 0 MW ，关 闭 1 B电泵再循环 ， 停运 1 C b电泵 ， 1 B电泵正常投运。 3 事件原因分析 查 阅检修记录 ：机组 2 0 0 5 年投产后 ，该公司 一 直未对 l B电动给水泵液力偶合器呼吸器滤网进 行更换和清理。液力偶合器部分几何尺寸 ：主动齿 轮半径 4 2 5 mm，主动齿轮轴 中心距离高油位刻度 4 2 5 mi 1 2 ，距离中油位刻度 4 8 5 mm，距离低油位刻 度 5 3 5 mm。2 0 1 4 — 0 8 — 0 7 T 2 3 ： 0 2 ，1 号机组按照调 度要求停机备用 ；2 0 1 4 - 0 8 -2 7 T1 3 ： 5 8 ，机组启动 恢复运行 ，液力偶合器油箱油位处于中刻度线。 造成液力偶合器呼吸器喷油的原因：呼吸器滤 网变脏 ，停机备用时间长 ，造成脏物干燥板结 ，影 响运行油烟的排 出；随着时间积累，液力偶合器油 箱 内产生微正压 ，但固定滤 网室罩 的螺母 未安装 ， 压力增大到一定值后导致液力偶合器呼吸器喷油。 ( 1 )试验现象 ：将呼吸器滤 网在油 中浸泡几分 钟 ，手 工加压 到 0 ． 0 5 MP a时，呼吸器罩被 顶开。 这证明当时油箱产生了微正压 ， 呼吸器罩被顶开时 ， 油箱内部压力得到释放 ，造成喷油现象。 ( 2 )实际现象 ：由于呼吸不畅，油箱内泡沫增 加 ，在微正压作用下 ，油箱油位 出现虚假上涨 ，变 速齿轮局部带油 ，导致电流大幅度上升，严重超过 额定电流 6 1 1 A，但未达到电动机保护动作值 。 ( 3 )随着运行时间变长，油箱 内的微正压不断 上升 ，各轴承 回油不 畅通 ，造 成各 支持轴 承温度 和 推力 轴 承温 度缓慢 上 升。2 0 l 4 0 8 — 2 8 T1 1 ： 2 0 ， 主 油 泵 推 力 轴 承 温 度 在 1 0 mi n内从 7 4℃升 至 7 6 ． 5℃，此后温度快速上升 ，这 是因为齿轮带油 造成输入功率增大 ( 电流 4 8 1 ． 7 A升至 7 8 7 ． 5 A) 。 ( 4 )2 0 1 4 -0 8 2 8 T1 l ： 3 5 ，液力偶 合器 输入功 第 l 7 卷 ( 2 0 1 5 年第 9 期 ) 电力 安 全 技 术 率增大 引起油温快速上升 ，泡沫增 加；液力偶合 器呼吸器 喷油造成油箱 内压力失衡 ，引起油位动 荡 ，导致 电泵润滑油出 口滤网差压高值报警 ( 大于 0 ． 0 6MP a ) ，推力轴承供油量不足，引起 “ 推力轴 承温度高”掉闸，润滑油压低 I 值触动，油压低 Ⅱ 值 3 0 S 后触动。 4 防范对策及措施 ( 1 )定期切换油 系统对滤网进行清理和更换 ， 保证油系统工作正常 ；清理偶合器油箱 、清洗工作 润滑冷油器。 ． ( 2 )加强油系统滤油，保证润滑油品质。 ( 3 )保持油箱油位在中刻度以下。若有条件， 将油箱油位远传到 DC S监控 。目前，采用就地油 箱上使用玻璃管液位计观测油箱油位。 ( 4 )遇到检修机会 ，应重点检查下列部位 ： ① 检查液力偶合器供、排油腔体与涡轮密封 瓦间隙，供、排油腔体与旋转腔间隙，以及偶合器 内部各连接锁母法兰有无泄漏点 ； ② 检查测量偶合器各部 间隙 ，如偶合器涡轮 处 ①7 5 径向推力轴承与 ①8 0 径向推力轴承磨损、 脱胎 隋况； J ③ 解体检查油泵主从齿轮磨损、叶轮与轴键 槽处连接。 5 结束语 通 过对 液力偶合器 在喷油期间参 数变化 的分 析 ，查找引起液力偶合器 喷油的原因，提出今后的 防范措施，提高了电动给水泵组运行的可靠性 ，对 同行解决类似 问题有一定的借鉴作用。 参考文献： l李增 玉，杨 广，宋立平．给水泵液力偶合器在工作 中的问题分析 f J ] ．中国石油和化工标准与质量，2 0 1 1 ， 3 1 ( 6 ) ：1 3 2 -l 3 4 ． 2 李增富．3 0 0 MW 机组电动给水泵液力偶合器工作油温 偏高原因分析及处理 [ J ]J．机械，2 0 0 4 ，3 1 ( 增刊 ) ：1 5 5 一 】 5 6． 收稿日期： 2 0 1 5 — 0 4 — 2 8 。 作者简介 ： 闫福岐 ( 1 9 6 8 一 ) ，男，工程师，主要从事电厂设备运行与检修 管理工作 ，e ma i l ：y a n f u q i 2 0 0 4 @ 1 2 6 ． c o rn。 国家电网公司开展安全大检查和隐患整治督查 2 0 1 5 — 0 8 - 2 4 ，国家电网公司决定开展安全大检查和缺陷隐患整治督查工作 ，认真贯彻国家安 全工作部署 ，落实公司安全生产电视电话会议精神。根据部署 ，公司成立 l 1 个督查组，分 2批集 中开展督查。预计 2 0 1 5 - 0 9 —1 2前 ，公司将完成对 2 7个省级 电力公司、6个生产直属单位的督查 。 据悉， 2 0 1 5 - 0 8 — 2 6 ， 公司督查组已经陆续出发。本次督查将重点围绕 “ 安全日”活动的开展、 安全大检查和缺陷隐患整治方案与组织落实、安全责任制 “ 五落实、五到位” 、电网迎峰度夏和调 控运行、现场作业、设备运维、 建设施工、 供用电、 信息通信、消防交通等专业安全管理，以及 “ 打 非治违”专项行动开展情况等进行。 公司提 出，要加强组织，督查分 2批集 中开展 ，第 1 批 8 月 3 1日前完成督查 ，第 2批 9月 1 2日前完成督查。各督查组可分组同时开展督查工作 ，提高工作效率。各督查组要严格执行公司 党组关于贯彻落实 中央八项规定实施细则和 “ 三严三实”专题教育方案要求 ，坚持 “ 严、细、实” 要求，务求工作实效。 公司强调 ，督查工作要突 出重点，各督查组要深入基层 、一线，认真督促各级 、各单位全面 贯彻公司安全工作部署，深入查找安全薄弱环节和隐患，切实制定并落实整改治理措施，坚决杜 绝 电网大面积停电事故、群伤群亡事故 、重大设备损坏事故 ，坚决制止各类违章行为 ，坚决 防范 重大危险源失控。 ( 来源：国家电网报 2 0 1 5 - 0 8 - 2 8 ) 一 一