火電廠輸煤系統液力耦合器安裝形式的探討

張義德

火電廠輸煤系統液力耦合器安裝形式的探討

張義德

（山西瑞光熱電有限責任公司，山西 晉中 030600）

液力耦合器是一種液力傳動裝置，又稱液力聯軸器。在不考慮機械損失的情況下，輸出轉矩與輸入轉矩相等。它的主要功能為防止發動機過載和調節工作機構的轉速。瑞光熱電廠輸煤系統，針對帶式輸送機液力耦合器減速機高速軸頻繁斷裂的現象，進行深入分析研究，找出適合的安裝形式，確保輸煤系統安全穩定運行。

輸煤系統；液力耦合器；安裝形式；驅動組合

1 概況

液力偶合器又稱液力聯軸器，是以液體為工作介質，以液體的動能來實現能量傳遞的裝置，它置于電機與減速機之間傳遞動力，是一種應用很廣的通用液力傳動元件。由于它在改善傳動品質、簡化驅動器結構、過載保護以及節能減排方面有著獨特的優點，所以在各行各業應用都很廣泛。作為一種安全可靠的液力傳動元件，常常被應用于環境惡劣的火力發電廠輸煤帶式輸送機系統之中。輸煤系統帶式輸送機，把廠外來煤輸送到煤場，煤場中的原煤再由帶式輸送機送至鍋爐煤斗。帶式輸送機均為室內布置、單向運行。帶式輸送機運行環境潮濕、粉塵多，并且其輸送的原煤易于自燃，必須確保其安全穩定運行。帶式輸送機必須滿足長期、連續、安全、穩定運行的要求，啟動、運行和停機應平穩并安全可靠，滿足滿負荷啟動和制動要求。

瑞光熱電廠帶式輸送機的減速機與電動機聯接處的聯軸器，采用YOX系列限矩型液力偶合器。高速端聯軸器類型為液力偶合器，型號為YOXII560，制造商為大連液力偶合器廠。

2 當前狀況

帶式輸送機要達到平穩啟動，必須降低啟動加速度，延長啟動時間，避免出現加速度峰值。液力耦合器能實現帶式輸送機的平穩啟動，并能實現滿載啟動，且維修操作方便，便于電機頻繁啟停。瑞光熱電廠帶式輸送機投運后，發生了多次減速機高速軸頻繁斷裂的現象，經過分析認為原因如下：驅動站功率核算有問題，需廠家與設計院重新核算；電動機啟動不平衡，造成驅動力不平衡；液力偶合器不應安裝在減速機高速軸上；減速機選型問題、高速軸偏細、鍵槽不應采用通長鍵。

3 對策措施

針對運行狀況，聯系設計院、供貨商后，經過分析研究采取對策如下：①聯系廠家與設計院重新核算驅動功率及選型依據；②對電動機啟動不平衡問題進行檢查、調研；③更改液力偶合器傳動方式；④更換SEW減速機時，由廠家提供技術支持，計算出軸中心標高、型號及其他是否有相關變動等。

經過廠家與設計院重新核算，驅動站功率核算沒問題，電動機、減速機、液力耦合器所需功率要求完全滿足皮帶機使用需要。

對該組合運用多種方法進行了多次驗算，得出傳動滾筒總軸功率為270.42 kW，計算減速機、偶合器、電動機等傳動設備的傳動效率系數和不平衡系數后，得出所需電動機總功率為375.4 kW。按三驅動平均分配計，每臺電動機承載功率為125 kW，按最安全的1.4倍系數選取電動機額定功率，其值應為175 kW，可選用185 kW額定功率的電動機。為安全考慮，設計院采用的輸送機使用200 kW功率的電動機，弗蘭德公司提供的輸送機的計算輸入軸功率為124 kW，弗蘭德公司按實際使用功率124 kW的1.7倍以上安全系數選取減速機，其額定輸出功率為（機號B3SH10）220 kW，本機的實際安全系數（計算輸入功率與減速機額定輸出功率比）為1.77，符合弗蘭德公司系數為1.7以上選用條件，按這種方法選用的減速機理論上可以滿足皮帶機機的使用 需求。啟動電動機進行平衡試驗，三臺電動機啟動時間相同，沒有造成驅動力不平衡。

解決事故的最佳方法介紹如下：①更換驅動組合是解決事故的最佳方法，但需對下列部件進行更換，液力偶合器全部采用倒裝傳動形式，選用廣東中興液力傳動有限公司產品；減速機選用SEW公司產品或弗蘭德公司產品（加大型號）；低速軸ZL棒銷齒式聯軸器，由皮帶機廠制造；驅動架體，由皮帶機廠制造。②4種部件預算費用。液力偶合器，YOXII560（倒裝），傳遞功率范圍120～270 kW，共6臺，每臺價格7 300元，6臺合計43 800元；減速機，額定輸出功率402 kW，帶逆止器，帶風扇，共6臺，每臺價格275 400元，6臺合計1 652 400元；弗蘭德減速機（加大型號輸出功率319 kW），每臺價格205 000元，6臺合計1 230 000元；ZL聯軸器，ZL12型，共6套，每套價格7 890元，6套合計47 340元；驅動架，6個，每個價格16 500元，6套合計99 000元；電動機，型號為YKK3552-4，額定功率200 kW（利用原有）。③以上各項合計金額，SEW產品1 842 540元，弗蘭德產品1 420 140元，費用比較大。④與偶合器供貨廠家聯系，更換其傳動方式，即將偶合器倒裝，由于電動機出軸直徑較大（Φ100 mm），具有較強的承載能力，如此可將偶合器的自重和運行時由動平衡原因產生的不穩定因素施加在電動機軸上，這樣可以很大程度上降低減速機輸入軸的徑向受力，大幅度減小減速機輸入軸的徑向受力。

更換1臺液力耦合器后，設備穩定，未出現減速機高速軸斷裂的情況，于是對其他類似減速機進行更換。

4 效果對比

改裝液力耦合器后，振動、溫度等運行參數一切正常，運行平穩，未再出現減速機高速軸斷裂的情況，減少了檢修維護費用，減少了購買設備備件的費用，降低了人工成本，因帶式輸送機造成故障的故障率降低，保障了發電機組的安全穩定運行。

5 結論

通過以上分析可以看出，液力耦合器應用在帶式輸送機上有諸多的優越性，如果匹配不合理也會帶來諸多問題。出現問題后，及時分析原因并找到解決方法，才能徹底解決問題。針對輸煤系統減速機高速軸斷裂的情況，建議將液力耦合器倒裝試運，其費用低、工期短、無不良后果，值得同行業用戶嘗試。

［1］周相清，胡宏，韋延河，等.DL/T 5187.1—2004火力發電廠運煤設計技術規程［S］.北京：中國電力出版社，2004.

［2］北京起重運輸機械研究所，大連液力機械有限公司，廣東中型液里傳動有限公司，等.GB/T 5837液力偶合器型式與基本參數［S］.北京：中國標準出版社，2009.

［3］王濤.調速型液力耦合器運行中常見故障分析及處理方法［J］.能源技術與管理，2012（6）：161，168.

2095－6835（2020）06－0075－01

TH137.331

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.06.026

張義德（1973—），男，山西祁縣人，1995年畢業于太原電力專科學校熱能動力專業，工程師，現任山西瑞光熱電有限責任公司專業主管。

〔編輯：嚴麗琴〕