给水泵液力偶合器损坏原因及预防.pdf

第 3 0卷 第 9期 2 0 0 8年 9月 华 电技 术 Hu a d i a n Te c h n o l o g y Vo 1 30 No 9 S e p 20 0 8 给水泵液 力偶合器损坏原 因及预 防 T he d a ma g e r e a s o n o f f e e d p u mp h y d r a u l i c c o u p l i n g a n d p r e v e n t i o n 黄伟 HUANG W e i ( 江西省萍乡发 电厂 ， 江西 萍 乡3 3 7 0 1 6 ) ( J i a n g x i P i n g x i a n g P o w e r P l a n t ， P i n g x i a n g 3 3 7 0 1 6 ， C h i n a ) 摘要： 结合江西萍乡发电厂 1 2 5 M W 机组给水泵液力偶合器的一次损坏事故 ， 分析 了1 2 5M W 机组给水泵 液力偶合器损坏的原因和预防对策， 供同类事故检修或制订预防措施时参考。 关键词 ： 1 2 5 MW 机组 ； 锅 炉给水 泵； 液力偶合器 ； 预 防措 施 中图分类号 ： T K 2 2 3 5 2 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 6 7 41 9 5 1 ( 2 0 0 8 ) 0 9 0 0 5 1 0 2 Ab s t r a c t ： Co mb i n i n g w i t h a n a c t u a l d a ma g e a c c i d e n t o f f e e d p u mp h y d r a u l i c c o u p l i n g o c c u r r e d i n J i a n g x i P i n g x i a n g P o w e r P l a n t 1 2 5 MW u n i t ， t h e r e a s o n c a u s e d d a ma g e o f t h e f e e d p u mp h y d r a u l i c c o u p l i n g w a s a n a l y z e d， a n d t h e p r e v e n t i o n me t ho d wa s g i v e n a l s oTh i s c a n be us e d a s a r e f e r e n c e f o r s i mi l a r a c c i d e nt p r e v e n t i o n o r s i mi l a r e q ui p me nt ma i n t e na n c e Ke y wo r ds： 1 2 5 MW un i t ；b o i l e r f e e d p mn p；h y d r a u l i c c o u pl i n g p r e V e n t i o n 1 液力偶合器概述 江西萍乡电厂 2台汽轮发 电机组均为上海汽轮 机厂生产的 1 2 5 MW 机组 ， 配备了 2台 D G 4 8 01 8 0 型号的调速给水泵 ， 液力偶合器 的型号 C 0 4 6 ， 机组 在正常启动 、 停机及正 常运行时 ， 一 台运行 ， 另一 台 备用 ， 备用泵投上联锁开关 。2 0 0 2年 3月 2 0日， 5 机 甲号给水泵在定期切换 过程 中， 发生 给水泵倒转 事故 ， 并造成给水泵液力偶合器部件损坏。该机组 配备 的给水泵配套液力偶合器为上海电力修造厂生 产的 C 0 4 6型增速齿轮可变速液力偶合器。其结构 包括一级增速齿轮及 调速型偶合器 ， 两者置于同一 箱体 内， 偶合器为单腔勺管式。工作油泵与润滑油 泵同轴安装于偶合器箱体 内， 由增速齿轮主动轴经 过传动齿轮带动工作。低速端轴 由挠性齿形联轴器 与电动机相连接 ， 高速端与泵轮相连接。 涡轮轴由挠性齿形联轴器与主给水泵轴相连 接。泵轮、 涡轮 、 转动外壳之间形成 2个 腔体 ， 由泵 收稿 日期 ： 2 0 0 8 0 7 2 8 轮与涡轮问组成工作油循环。由涡轮与转动外壳问 组成泄油腔 ， 勺管在泄油腔 内， 它能沿径 向移动， 改 变勺管 的径 向位置就可改变泵轮与涡轮的充油量 ， 从而改变负载的转速 。 2 调 速给水泵液力偶合器受损过程 事发当日1 4 ：4 3 ， 甲号机组带负荷 9 0 M W， 主汽 压力 9 9 5 MP a ， 主汽温度 5 3 3 5 3 5 ， 再热汽压力 1 5 MP a ， 再热汽温 度 5 2 7 5 3 2。 c。乙给水泵备用 ， 甲给水泵运行 ， 电流 2 0 4 A， 给水流量 3 0 1 t h ， 给水 泵出 口压力 1 1 3 MP a ， 机组运行正常。运行人员按 制度在给水泵切换操作票进行乙号给水泵定期切换 工作 。1 4 ： 4 4启动 乙给水泵运行 ， 逐 渐将 乙给水泵 转速提升到 1 0 0 0 r m i n ， 检查 电流、 出 口压力、 转速 各参数显示正常。1 4 ： 4 9 ， 乙给水泵勺管 5 3 ， 电流 1 8 1 7 A， 转速 3 4 8 5 r m i n ， 出 口压力 1 1 0 M P a ， 流量 2 2 3 t h ； 甲给水泵勺管 5 1 4 ， 电流 1 7 8 2 A， 流量 为 2 2 2 t h ( 乙给水泵再循环门关 闭， 甲给水泵再循 环门开启 ) 。此时 ， 运行人员提升乙号给水泵转速 ， 降低甲号给水泵转速。在甲号给水泵降速退出运行 5 2 华 电技术 第 3 0卷 过程 中， 由于甲号给水泵出 口逆止门卡涩， 造成高压 给水通过甲号给水泵 出口逆止门及再循环 门倒流 ， 冲动 甲号给水泵倒转 ， 拖动偶合器输出轴反转 ， 给水 泵转速从 2 5 6 0 r m i n上升至 4 0 3 2 r rai n ( 泵跳闸后 转速 ) ， 除氧器水位 上升 ， 锅炉 给水 流量急剧下 降， 造成锅炉汽包水位低 MF T动作 ， 联跳汽轮发电机 。 与正常运行工况相比， 乙号给水泵偶合器泵轮 按原方向运行 ， 涡轮则反方向运转 ， 导致偶合器 内部 动力传递油滑差迅速增大 ， 在液体摩擦 的作用下 ， 偶 合器 内部油温急剧上升 ； 导致 甲号给水泵工作油进 口温度高于 1 3 0( 实际已顶表 ， 显示 1 5 6 ) ， 引起 保护动作而跳闸。经检修人员对 甲号给水泵液力偶 合器及 出口逆止门解体检查 ， 发现主油泵的旋转外 壳 内壁有较多钨金粉， 解体液力偶合器转子 ， 发现涡 轮与进排油腔室配合问隙的钨金 已熔 ， 间隙 5 5 mm ( 标准间隙为 0 2 0 4 8 I l l ll 1 ) 。泵轮侧动静之 间钨 金熔化 ， 偶合器的 4个易熔塞熔化 ， 出 口逆止 门两肩 处各有一道明显的碰伤痕迹。 3 液力偶合器受损原因分析 分析给水泵液力偶合器损坏过程发现 ， 造成液 力偶合器 内部受损 的主要原 因有 3点 。 ( 1 ) 调速给水泵 出 口逆止 门卡涩 ， 造成高压 给 水倒流 ， 冲动给水泵倒转 ， 拖动液力偶合器转出轴反 转 。与正常运行工况相 比， 偶合器泵轮按原方 向运 转 ， 转速为 4 7 8 2 r rai n ； 涡轮则反 向运转 ， 转速最高 达 4 0 3 2 r m i n ( 泵跳闸后转速 ) ， 在液力偶合器涡轮 与泵轮腔室形成 2个反 向运动的高速油流 ， 导致偶 合器内部动力传递油滑差 急剧增大 ， 偶合器 内部油 温急剧上升 ， 偶合器泵轮 、 涡轮侧衬里材料因内部油 温急剧上升而熔化 ， 罩壳上 4个易熔塞熔化。 ( 2 ) 给水泵热工保护不够完善。C 0 4 6型液力偶 合器没有设立泵的反转保护 ， 只设立 了 1 个工 作冷 油器 ( 进油温度高于 1 3 0时跳泵 的保护) ， 该保护 对于给水泵工作油温缓慢升高的情况有一定作用 ， 但对于因给水泵倒转引起的工作油温急剧升高的情 况， 却无法使液力偶合器免遭损坏。 ( 3 ) 运行人员在切换给水泵前未进行事故预想 和危险点分析。在给水泵切换过程 中， 未能及 时发 现锅炉给水流量 、 给水泵出 口压力和流量的变化 ， 从 而未能及 时判断出给水泵 出 口逆止 门卡涩 ， 造成高 压给水倒流 ， 冲动给水泵倒转 ， 偶合器内油温急剧上 升 ， 最终导致液力偶合器损坏。 4 防止给水泵液力偶合器损坏的预防措施 应吸取教训 ， 从运行监视 和操作等方 面有效防 止给水泵给水倒流 ， 采取措施预防造成液力偶合器 损坏事故 的发生。 ( 1 ) 机组在启动及正 常运行 时 ， 尽量避免 双泵 并列运行。 ( 2 ) 在机组正常运行且进行 给水 泵切换时 ， 锅 炉汽包尽量保持正常的高水位 ， 均匀提升备用给水 泵转速 ， 使备用给水泵出 口压力与运行给水泵接近 且略低于运行给水泵 出 口压力 ， 再开启备用给水泵 出 口电动 门。用提升备用给水泵转速来调整两泵流 量 ， 同时缓慢降低运行给水泵转速 。此时 ， 必须从锅 炉给水流量、 给水泵 的出口压力和流量的变化去判 断出口逆止 门是否卡涩。当锅炉给水流量下降时， 2 台给水泵出口压力基本一致， 而其中一台给水泵流 量 、 转速不正 常降低 ； 当另一台给水泵流量不正常增 加时 ， 可以判断给水流量 、 转速不正常降低的那 台给 水泵出口逆止门卡涩 ， 必须立即关闭其出口电动门， 在出 口电动门关闭前不得提升其勺管开度。 ( 3 ) 在机组正常运行 时， 若 出现运行给水泵跳 闸， 则投入联锁备用 的给水泵应带负荷启动， 运行人 员应立即加大备用给水泵转速进行 调整 水位 ， 同时 密切监视锅炉给水流量有无突然减小现象及跳闸给 水泵转速有无飞升现象 ， 如果有 ， 则应立即关 闭跳 闸 给水泵出口电动门， 防止发生给水倒流或给水泵倒 转损坏液力偶合器的现象 。 ( 4 ) 在 C R T监视画面上设立锅炉给水流量及 2 台给水泵的出口压力 、 流量 、 转速 、 勺管开度等参数 ， 以方便运行人员监视和判断。 ( 5 ) 进一步完善给水泵组的保护。若没有装反 转保护设施的给水泵 可以考虑加装 ， 给水泵反转保 护动作跳闸的同时联锁关 闭出 口电动门。 ( 6 ) 运行人员在进行重点操作 时， 要做好事故 预想、 危险点分析。由于监视不到位、 判断不及时， 发生给水倒流或给水泵倒转， 最有效的解决方法就 是快速检查关闭倒转给水泵 的出口电动门， 用另一 台给水泵维持锅炉汽包水位 ， 防止发生液力偶合器 损坏事故及锅炉 MF T动作事故。 ( 7 ) 运行人员在操作 给水泵勺管时应平稳 、 缓 慢操作 ， 防止发生给水泵转速突升 ， 引起液力偶合器 内油温突升损坏液力偶合器 。 第 3 0卷 第 9期 2 0 0 8年 9月 华 电擞 术 Hua d i a n T e c hn o l o g y Vo l _ 3 0 No 9 S e p 2 0 08 电动机 软启 动器在排水 系统 的应用 Ap p l i c a t i o n o f e l e c t r o mo t o r s o f t s t a r t e r i n d r a i n a g e s y s t e m 李载 源 ( 广东仁化锦江电力开发总公司， 广东 仁化5 1 2 3 0 0) ( G u a n g d o n g R e n h u a E l e c t r i c P o w e r D e v e l o p me n t G e n e r a l C o r p o r a t i o n ， R e n h u a 5 1 2 3 0 0， C h i n a ) 摘要 ： 介绍 了电机软启动 器的基本原理和功能 ， 分析 了其在水 电站排 水 系统 中的应用情 况。对 电机软启动器 与传统电机控制方式进行了比较， 指出了其相对传统控制方式的优点， 并给出了传统控制方式改进的建议。 关键 词 ： 电机软 启动器 ； 水 电站排 水 系统； 电机控制方式 中图分类号： T M 3 0 6 文献标志码： B 文章编号： 1 6 7 41 9 5 1 ( 2 0 0 8 ) 0 9 0 0 5 3 0 3 Ab s t r a c t ： T h e e s s e n t i a l p r i n c i p l e a n d f u n c t i o n o f e l e c t r o mo t o r s o ft s t a r t e r w e r e i n t r o d u c e d ，t h e a p p l i c a t i o n o f t h e s o ft s t a r t e r i n dr a i n a g e s y s t e m o f h y d r o e l e c t r i c po we r s t a t i o n wa s a na l y z e dThe s o f t s t a r t e r wa s c o mp a r e d wi t h c o n ve n t i o n a l e l e c t r o mo t o r c o n t r o l mo d e，t h e a d v a n t a g e s o f s o ft s t a r t e r o v e r c o n v e n t i o n a l e l e e t r o mo t o r c o n t r o l mo d e we r e p oi n t e d O Ut ，a nd t h e i mp r o v e me nt pr o po s a l f o r c o n v e nt i o na l c o n t r o l mo de wa s g i v e n Ke y wo r d s ： e l e c t r o mo t o r s o ft s t a r t e r ；h y d r o e l e c t r i c p o w e r s t a t i o n d r a i n a g e s y s t e m ；e l e e t r o mo t o r c o n t r o l mo d e 0 引言 锦江电站建成于 2 0世纪 9 0年代初 ， 各 电气设 备都相对落后。在最近的计算机监控系统改造中， 对集水井排水泵 电动机的控制采用 了近年发展起来 的电动机软启动器 ， 取代了原有的 Y一启动方式。 水 电站集水井排水是非常重要的， 哪怕有一次 因故障不能抽水 ， 都可能导致水 淹水泵甚至水淹厂 房。集水井排水系统 由2组 I S 1 5 01 2 53 1 5型水 泵配置 Y 2 O O L一 4( 3 0 k W) 型电动机和底 阀、 碟 阀、 止回阀、 D N1 5 0钢管等构成。出水管路预埋 在混凝 土中固定 ， 出水 口在尾水位以下 ， 管内长期充满有压 收稿 日期 ： 2 0 0 8 0 81 4 力的水 ， 底 阀到尾水面有 1 6 1 i 3 的高差。其特点是 电 动机功率大、 启动电流大、 水泵扬程高、 排水量大。 基于集水井排水 的重要性 ， 要求水泵控制必须可靠 和稳定 。 1 传统的电动机启动 电动机的控制在改造之前是 Y一启动方式 ， 启动时的冲击电流比较大， 且有二次电流冲击， 威胁 厂用 电供 电安全。该启动方式最主要 的缺点是直接 停泵。由于是瞬问停泵， 水泵的扬程高、 流量大， 停 泵时止回阀、 底 阀也 瞬时关 闭使管道 内产生 的“ 水 锤” 效应很大 ， 造成对止 回阀、 底 阀、 水泵的反惯性 冲击 ， 导致底阀破裂漏水 ； 同时剧烈的振动也会使法 兰 间的止水胶垫破损而导致管道漏水 ， 使水泵抽不 。 。 ( )。 。 。 。) ) 。 ( ) 。( )，( ) 。 参考文献 ： 力， 2 0 0 4 ( 3 ) ： 5 7 5 8 1 周菊华， 黄生琪 锅炉给水泵运行故障判断的基本方法 J 华东电力， 1 9 9 5 ( 7 ) ： 4 1 4 2 2 王家良 C 0 4 6电动调速液力偶合器故障分析和处理 J 华东 电力 ， 1 9 9 4 ( 2 ) ： 4 8 5 0 3 黄俊 给水泵流量减小典型故障分析及处理 J 湖南 电 ( 编辑： 白银 雷) 作者简介 ： 黄伟( 1 9 7 O 一 ) ， 男 ， 江西 萍乡人 ， 江 西 省萍 乡发 电厂 助理 工 程 师 ， 从事火电厂汽轮机水 泵检修方 面的工作 。