1、关于调速液力偶合器输出转速稳不住以及工作油回油温度高问题的处理【摘要】中国水电甘肃崇信 2*600MW 火力发电厂，2 号机组一台给水泵液力偶合器，在运行过程中输出转速稳不住以及工作油回油温度高问题；此偶合器为日本荏原株式会社生产型号 GCH104A1-54D；通过对其设备构造、系统、以及运行时参数进行针对性分析、判断，是问题得到根本性解决，为以后此类问题得到宝贵经验。 【关键词】偶合器、温度、工作油、勺管、油量调控阀 中图分类号： U264.91+3 文献标识码： A 文章编号： 一、前言 调速液力偶合器又称液力联轴器，是以液体为工作介质，利用液体的动能的变化来传递能量的叶片式传动机械。 它
2、具有空载启动电机，平稳无级变速等特点，用于发电厂水泵的转速调节，可简化锅炉给水调节系统，减少高压阀门数量，由于可通过调速改变给水量和压力来适应机组的起停和负荷变化，调节特性好，调节阀前后压降小，管路损失小，不易损坏，使给水系统故障减少，当给水泵发生卡涩、咬死等情况时。对泵和电机都可起到保护作用，故现代发电厂中，机组锅炉给水泵普遍采用了带液力偶会器的调速给水泵。液力偶合器作为节能设备，可以无级变速运转，工作可靠，操作简便，调节灵活，维修方便。此电厂在给水泵运行时，出现偶合器输出转速稳不住以及工作油回油温度高问题，达到设定报警值，机组被迫降低负荷，此泵退出运行。 二、调速液力偶合器工作原理 偶合器
3、的基本结构主要部件：泵轮、涡轮、转动外壳、主动（输入）轴、从动（输出）轴及勺管（如图 1 所示） 。 图 1 泵轮与涡轮称为工作轮，两轮中均有叶片，两轮分别与输入、输出轴相联接，它们之间是有间隙的，泵轮和涡轮均有径向尺寸相同的腔形，所以，合在一起形成工作油腔室，工作油从泵轮内侧进入，并跟随动力机一起作旋转运动，油在离心力的作用下，被甩到泵轮的外侧，形成高速油流冲向对面的涡轮叶片，流向涡轮内侧逐步减速并流回到泵轮的内侧，构成了一个油的循环。 调速型液力偶合器可以在主动轴转速恒定的情况下，通过调节液力偶合器内油量的充满程度实现从动轴的无级调速（调速范围为 0 到输入轴转速的 97%98%） ，偶合
4、器进油控制由油量调控阀来控制，油量调控阀同时受勺管的变动来控制，也就是说勺管控制偶合器内的进油、排油。所以调节勺管的工作位置来改变偶合器流道中循环液体的充满程度，实现对被驱动机械的无级调速，使工作机按负载工作范围曲线运行。 当偶合器工作油腔充满油时（见图 2 (a),能量最大，传递扭矩的能力最大，当偶合器工作油腔排空油时（见图 2 (b),能量最小，传递扭矩的能力最小。利用在偶合器中作径向移动的勺管来调节工作油腔内的油层厚度，把勺管以下内侧的循环园中的油导走，以改变工作腔内的油量，则偶合器传递的扭矩将随着勺管的上下移动带来工作腔内的油量变化，这就实现了偶合器的调速功能。 图 2 偶合器在运转中
5、，其泵轮转速和涡轮转速之间由于介质不可能动能100%传输，及存在存在着滑差，调速型液力偶合器在调速工作过程中，不可避免地存在滑差失损，然而这一损失最终将全部转化为热量，这些热量一部分通过偶合器零件，向周围空气散发，但大部分是加热了工作液体。使工作液体温升，这样会影响偶合器的工作能力，产生不良的机械后果。所以，偶合器要配置工作液冷油器。 三、该厂调速偶合器结构及油路系统 偶合器的发展其各个厂家主体组成基本相同，对于勺管控制上有机械控制、有纯油压控制的、电力液压伺服控制、本厂安装日本荏原株式会社生产型号 GCH104A1-54D 勺管控制方式为电力液压伺服控制；图 3 为该型号偶合器主要结构示意图
6、及油系统示意图。 图 3 1.润滑油冷油器 2.输出轴 3.增速齿轮 4.泵轮 5.涡轮 6.勺管 7. 油量调控阀 8. 电力液压伺服控制机构 9.工作油冷油器 10.工作油泵 11.润滑油泵 12.辅助油泵 13.大齿轮 14.输入轴 四、调速液力偶合器工作油回油温度高问题分析及处理 4.1 问题描述 电泵根据机组负荷要求需要加负荷，根据负荷要求偶合器设定参数，当转速达到要求 4900 转时，电泵转速（偶合器输出端转速）稳不住，忽然下降至提速前转速，且偶合器工作油回油（偶合器工作油冷油器入口）温度越来越高超过报警值 110，出现此现象，为保证设备安全，机组减负，设备停运检查，停运后，对偶合
7、器勺管电力液压伺服控制机构进行检查，没有发现异常，对偶合器进行盘动，无异音发出。 重新启动电泵，当电泵转速从 4000 转/分往上提高时，偶合器工作油回油（偶合器工作油冷油器入口）温度越来越高，超过报警值 110,最高达到 126,且转速达到 4900 转时开始下降，机组降负荷，停运电泵。4.2 检查分析 停泵后，调出电泵运转偶合器出现异常时的油系统参数，工作油冷油器进口最高温度 126 不符合要求 50-90范围，超过报警值 110；出口温度 35符合要求 30-55范围；工作油泵压力 0.17Mpa 符合要求0.13-0.22Mpa 范围；润滑油冷油器进口温度 65符合要求 40-70、出
8、口温度 34要求 30-50范围、润滑油泵出口压力 0.16 符合 0.15-0.2Mpa范围；偶合器油箱油位符合油位 MIN-MAX 之间要求。同时打开偶合器上端盖对内部机械进行检查，发现偶合器易熔塞融化，其他内部机械、油系统管路没有发现异常。 偶合器转速的调控实质是通过控制工作腔室内的油量的多少，来实现增减转速，同时工作油带走由于泵轮、涡轮存在滑差产生热量，现在偶合器转速只能稳在 4000 转/分时，转速和工作油温不出现异常，当增加负荷提高转速，就会出现转速提不起、稳不住、工作油温高的问题，那么肯定是供油系统上出了问题，根据出现异常时的油系统的参数，断定工作油泵、润滑油泵没有问题；工作油冷
9、油器、润滑油冷油器没有问题，那么就肯定问题出在勺管或者油量调控阀上。 打开油量调控阀上部端盖，发现调控阀阀芯连杆和勺管没有接触（如图 4 所示） ，调控阀芯卡在了某个位置，勺管往外动作，油量调控阀不动作，由此造成偶合器内部供油量只能保证偶合器最高转速达到 4000转/分，油温在正常范围内，如果在 4000 转/分基础上提高转速勺管动作，就会造成偶合器内工作油量不够，此时转速和工作油温就会出现异常。 图 4 4.3 问题处理以及效果 将油量调控阀进行解体，对各个部件进行清理，同时对阀杆进行抛光处理，处理完后将各部件按照要求回装，校对勺管行程位置，确认所有所拆部件回装无误后，启动电泵，慢慢提高电泵转速，过 4000 转/分直到 6000 转/分，电泵转速、偶合器回油一切恢复正常值。 五、结束语 对于电厂电泵液力偶合器在出现问题时，不得以进口设备不敢对其进行拆装维修，而坐以待毙；同时也不能盲目不加针对性分析，扩大拆装检修范围，导致检修工期、人力增大；应该沉着冷静、认真分析、熟悉设备构造原理、组织有序、拆装规范，问题在处理上就能得到快速、有效的处理。 参考文献 增速齿轮可变速液力联轴节使用说明书 （型号 GCH104A1-54D）日本荏原株式会社
