鍋爐給水泵液力耦合器故障分析及處理

張 奇

（安徽大唐電力檢修運營有限公司，安徽合肥 230601）

0 引言

YOT51 系列調速液力耦合器由泵輪、渦輪、旋轉外殼、勺管室，以及增速齒輪、主油泵、輔助油泵、電動執行機構組成，以油為介質變速傳動。液力耦合器各部件制造、配合精密，對安裝、檢修工藝要求高。

耦合器的泵輪和渦輪以相同的幾何形狀對稱布置，電機通過增速齒輪驅動泵輪，工作油在泵輪中獲得能量形成高壓高速油流沖擊渦輪，對渦輪產生等量轉矩過程中減速，再流回泵輪，如此循環。電動執行機構根據指令通過調節控制軸、齒輪齒條改變勺管位置，拉伸勺管管口進入油環面，勺管吸入的油增加，油環減薄，耦合器輸出轉速降低；收縮勺管管口離開油環面，勺管吸入的油減少，油環增厚，耦合器輸出轉速增加。YOT51 系列調速型液力耦合器主要運行參數見表1。

表1 YOT51 系列調速型液力耦合器主要運行參數

1 液力耦合器勺管卡澀

大唐淮北發電廠三四期共安裝8 臺YOT51 型液力耦合器，運行中多次出現勺管卡澀情況，維護班組不得不夜以繼日地搶修以恢復給水泵備用，給設備管理造成很大壓力。

1.1 原因分析

（1）耦合器油質不合格。油因含水乳化或顆粒度超標，導致勺管與勺管套卡澀，勺管難以正常升降。

（2）勺管與勺管套配合間隙過小，容易卡澀。

（3）勺管表面氮化層剝落。

（4）勺管導向鍵局部變形，勺管移動受阻。

1.2 處理措施

（1）檢查導向鍵幾何尺寸、表面光潔度，若導向鍵存在毛刺及扭曲變形等問題，應進行修復或更換。

（2）減小勺管套與排油腔體孔的配合過盈量；增加勺管與勺管套的配合研磨工序，以保證勺管與勺管套的相互適應性，勺管與勺管套配合間隙可根據需要適當放大至0.015 mm，使勺管移動順暢。

（3）發現勺管表面氮化層剝落，應更換勺管。

（4）耦合器進行升降轉速操作時，應密切關注勺管狀態，發現動作滯后現象，應結合工況分析原因，解體檢查執行機構各部件是否有損壞修修復或更換。

（5）按規定做偶合器油質監督和定期檢驗。油質不合格應及時濾油、換油，檢查水進入油系統的滲漏點。如給水泵軸端機械密封泄漏，水通過油擋進入潤滑油系統，引起油中含水、油質乳化，應予以高度關注。

2 液力耦合器工作油溫度高

液力耦合器通過工質傳遞能量，運行過程中必然有能量損失，其中最主要的是渦輪轉速低于泵輪轉速產生轉速差損失，此外還有鼓風損失、軸承摩擦損失等。這些損失幾乎全部轉換成熱量，進入工作油系統，造成工作油溫度不斷上升，必須采取適當工藝以有效冷卻，維持油溫在一定范圍內。易熔塞安裝在耦合器轉動外殼上，當耦合器工作油達到一定溫度時，易熔塞內部金屬熔化，工作油從小孔中排出將熱量帶走，阻止油溫的繼續上升。

2.1 原因分析

（1）給水泵運行中突發障礙，如轉子推力盤處卡死等情況下，耦合器渦輪停止轉動，泵輪側仍以原來的速度繼續運作，此時工作油的溫度因耦合器過載而提高，導致易熔塞熔化。

（2）工作油進油不暢，油量不足，耦合器內部的熱量無法通過有效的油循環帶出，工作油溫在短時間內大幅升高，致使易熔塞熔化。

（3）工作油冷卻器油側大面積臟污或水側流道堵塞，嚴重影響熱交換，導致冷卻效果下降，油溫上升。

（4）液力耦合器運行中勺管調節不當，造成轉差損失過大，油溫升高過快。

（5）機組在60%負荷以下運行時，工作油量偏小情況下，工作油溫度會相應增加。

（6）冷油器冷卻水門故障，存在門芯、閥板卡澀、脫落及門桿斷裂等缺陷。

（7）冷卻器銅管被泥污堵塞造成冷卻水量減少，工作油溫度升高；夏季循環水溫度有時達33～35 ℃，影響冷卻器熱傳導，造成工作油溫升。

（8）冷卻器油側只有定期排氣門，不能連續排出油中氣體，影響冷卻器熱交換，造成工作油溫度升高。

（9）工作油長期在較高溫度下使用，酸值增高，產生黏泥和焦質，銅管表面形成碳化層，使冷卻效果下降。

2.2 處理措施

（1）做好設備點檢定修，避免給水泵故障造成液力耦合器運行狀況惡化。

（2）定期檢查、維護工作油進油管路順序閥、減壓閥、逆止閥，消除卡澀、內漏等缺陷，確保進油量正常。

（3）機組負荷變化時，應根據液力耦合器工作油溫與轉速比的關系特性，合理調節勺管，使給水泵轉速控制在正常工作范圍；調節耦合器應緩慢平穩，嚴禁大幅操作勺管，防止工作油超溫。

（4）做好冷卻水管路維護，附屬管件、閥門正常可用，保證冷油器空氣全部排出、銅管沒有被雜物堵塞。若夏季循環水溫度持續高位，可加裝來自深井的冷卻水管，增強冷卻效果。

（5）保持耦合器外殼表面和冷卻器外表面清潔，耦合器本體油箱油位保持在1/2～2/3，有足夠空間，使油中氣體充分析出，并確保上部排煙管暢通。

（6）解體清理冷卻器換熱面，冷油器芯子用磷酸三鈉水蒸煮，去掉銅管表面結垢后，用高壓水槍沖洗；同時加強油務監督，及時更換指標合格的新油，并根據需要加抗氧化劑。

3 液力耦合器工作油、潤滑油壓力低

運行主充油泵向系統注入工作油和潤滑油，主充油泵設計為齒輪油泵，由耦合器的輸入軸提供動力；在泵組備用、啟動、停運和主油泵故障時，由電動輔助油泵替代主油泵功能。工作油回路由閉式循環復合開式循環構成，根據機組負荷要求改變充油量。工作油閉式循環回路：壓力油經順序閥通過孔板向耦合器工作腔供油，而后工作油由勺管吸出，在背壓作用下，流經排油腔、冷油器和孔板再次回到耦合器工作腔中，多余的工作油經過減壓閥回到油箱。工作油和潤滑油壓力的設定與順序閥和減壓閥有關，潤滑油壓力由順序閥調在0.25 MP，主油泵來油經過逆止閥、冷油器和雙筒切換濾網、節流孔板到達各軸承，構成潤滑油循環。

3.1 原因分析

（1）齒輪油泵出力不足。

（2）油系統存在外漏現象，包括冷油器嚴重泄漏，導致工作油進入水側。

（3）潤滑油雙筒濾網堵塞。

（4）輔助油泵出口單向閥內漏，工作油減壓閥內漏。

（5）順序閥卡澀。

3.2 處理措施

（1）檢查油泵齒輪是否磨損、斷裂，進出口是否堵塞。

（2）油系統管道法蘭密封不嚴、法蘭螺栓松動、管道焊縫泄漏等都會導致油系統外漏，應檢查排除；對工作油冷油器進行打壓查漏、堵漏。

（3）潤滑油系統布置有兩組濾網，一組運行，一組備用，用來過濾油中雜質，保證各軸瓦不會被雜質磨損。如果油質不合格造成濾網堵塞，會導致濾網后潤滑油壓低，所以應定期切換、清洗濾網。

（4）定期維護單向閥、減壓閥、順序閥，消除卡澀、內漏等機械故障，確保運行中按照設定標準可靠動作。

4 液力耦合器瓦溫超標與燒瓦

耦合器瓦溫突然升高以至于燒瓦，不但損壞設備，造成直接經濟損失，同時也嚴重威脅系統安全；此類事件的發生，往往有更深層次的原因，是運行、檢修、維護各方面失誤累積后的突然爆發。

4.1 原因分析

（1）給水泵本體動靜部分摩擦，轉子大幅度竄動、振動加劇，使耦合器處于惡劣的工作狀態，熱量聚集導致旋轉外殼的烏金襯套、渦輪支撐軸承烏金熔化。

（2）給水泵出口逆止門卡死，備用泵給水倒流入主泵，使其轉子倒轉，耦合器動靜部件劇烈摩擦產生的高溫造成軸瓦燒損。

（3）電機與耦合器、耦合器與泵之間間距，以及軸向、端面偏差嚴重超標，運行中產生劇烈振動，破壞油膜，潤滑惡化引起燒瓦。

（4）檢修回裝過程中密封膠涂抹過多，扣蓋后密封膠擠向兩邊，堵住進油口或回油口，使潤滑油流動中斷，油溫、瓦溫升高以至烏金熔化。

4.2 處理措施

（1）運行、維護人員應加強設備巡視，監測耦合器、給水泵軸承溫度及振動變化情況，發現異常及時檢查、分析原因并予以處理，避免狀況進一步惡化。

（2）遵守點檢定修制度，提高設備健康水平，保障逆止門等部件的可靠性。

（3）嚴格按照質量標準調整裝配數據，將軸向、端面偏差及聯軸器間距控制在合格范圍內。

（4）注重檢修工藝，精細化作業，耦合器扣蓋前做好清潔度檢查；密封膠涂抹適量，避免擠壓聚集堵塞油口，確保潤滑油流動通暢。

5 結束語

分析鍋爐給水泵液力耦合器運行缺陷及應對措施，可以得出，只有遵循耦合器運行特性，進行規范合理的操作和參數調整，并且做好預防性維護，定期開展標準化檢修，才能避免故障發生，節省人力物力消耗，提高經濟性、安全性，減輕設備管理壓力。