寧海電廠600MW空氣預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的600MW空氣預熱器液力偶合器多次發生故障的原因，提出液力偶合器改為磁力聯軸器的方案，消除因液力偶合器漏油導致空預器停運的故障，為機組安全穩定運行提供了保障。

關鍵詞：液力偶合器；磁力聯軸器；改造分析

引言

我公司4臺600MW機組于2005年、2006年相繼投產，空氣預熱器為上海鍋爐廠生產配套，經過幾年的運行發現空氣預熱器發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場無法加油，只能停運空氣預熱器后更換液力偶合器，給機組的運行帶來了極大的風險。

1 故障分析

1.1 設備使用情況

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

1.2 故障分析

空氣預熱器液力偶合器主要由泵輪、渦輪、轉殼、后輔室以及渦輪軸組成（見圖1），通常泵輪通過輸入聯軸節與電動機聯接，渦輪通過渦輪軸及輸出軸節與減速機聯接，轉殼與泵輪外緣法聯接。此液力偶合器內部密封較多，有兩種規格的骨架油封、3種規格的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備差別較大，再加上運行人員對空氣預熱器入口煙溫控制不好，所以空氣預熱器旋轉時整個減速機下部平臺抖動較大，導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，經過長期運行后難免會發生液力偶合器泄漏，最后導致空氣預熱器停運。

1.3 故障影響

空氣預熱器液力偶合器一旦發生泄漏，機組需要降一半負荷進行單側隔離，停運單側一次、送引風機及空氣預熱器，如果操作不當，很可能導致機組停運。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）改為磁力聯軸器，與寧海電廠1000MW相同，但為更新型永磁聯軸器（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臺空氣預熱器估算費用在15萬元左右。方案二，修改為磁力聯軸器，1臺空預器改造費用在18萬元左右。但結構簡單，可以徹底消除原始隱患。綜上比較，液力偶合器改為磁力聯軸器更簡單方便，費用與方案一相差不大，且可保證設備長期安全穩定運行。

3 磁力聯軸器的應用

磁力聯軸器是通過氣隙磁場傳遞扭矩，通過感應磁場之間的相互作用，使內轉子總成與外轉子總成表現為一種跟隨運動。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，此時負載轉速大約為電機轉速的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，直到停止點擊。電機停止后，傳動器將自動復位，以備下次啟動。磁力聯軸器有如下的特點：（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定工作轉速所用時間短。（2）原動機與工作機之間無剛性機械聯接，減小振動。（3）消除沖擊加載（負載逐步加載）。（4）無潤滑需求，結構簡單，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，不會對動力設備、電網等產生影響。（8）環保，無污染。（9）環境適應能力優良。（10）過載保護，扭矩過大時滑差保護。（11）電機停機后自動復位。

2011年11月在A204小修中首先對2號機組空氣預熱器液力偶合器進行改造，把液力偶合器更換為磁力聯軸器，減速機及電機的位置不需任何變動，磁力聯軸器是通過脹套與電機和減速機軸聯接，小修結束后設備試運一切良好。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軸器已運行3年，沒有出現過任何缺陷，為機組的安全穩定運行打下了堅實的基礎。

4 結束語

通過對寧海電廠4臺600MW機組空氣預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熱器停運故障，通過3年多的實踐，可以有力的證明磁力聯軸器運行安全可靠，即使當空氣預熱器出現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，保證減速機及電機不損壞，為設備的安全穩定運行提供了可靠的保障，為同類機組發生的此類故障提供了可靠的參考價值。