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引风机液力耦合器油管振动原因分析及对策
发布时间:2011.12.30  浏览次数:

1 液力耦合器的工作特点

  液力耦合器是以液体为工作介质的一种非刚性联轴器,输入轴与输出轴间靠液体联系,工作构件间不存在刚性联接,具有柔性传动、减缓冲击、隔离扭振的功能,可延长启动时间,降低启动电流,使动力机轻载启动,解决沉重大惯量负载启动困难问题,过载保护原动机。调速型液力耦合器还具有无级调速功能,应用于风机、水泵节能效果显著。

2  设备概况

  三河发电有限责任公司 3# 、 4# 炉为东方锅炉厂生产的 DG1025/18.2-II6 锅炉。引风机为成都电力机械厂生产的 Y4-2 × 60-14No29F 双吸双支离心风机。

  引风机采用液力耦合器和烟气进口挡板联合调节的方式,液力耦合器共 4 台,均为德国福伊特驱动技术有限公司( VOITH )产品,型号为 1150SVNL 22-32 。

3 振源及存在问题

  自机组调试运行以来,液力耦合器即存在油管大幅高频振动的现象。在基建时曾在油冷器上部加装一排气管 ( 外径 20 毫米 ) ,将油、气混合物送入液力耦合器箱体内。但效果不明显,没有解决根本问题。运行后,还是多次发生油管支架和支架螺栓振断的情况。之后又采取油管路加装胶管软连接措施,一定程度上消减了由于地基下沉形成的油冷器、液力耦合器和管路之间的内应力,但振源没有根本消除,油管振动依然存在。

  由于管路长期振动,造成焊道、弯头、螺栓等部件金属疲劳,导致多次发生管路焊道裂纹、弯头开焊、螺栓断裂等漏油现象。

  41 引风机液力耦合器工作油出口管道焊道因振动过大,出现裂纹造成泄漏的情况,见图 1 。 42 引风机也发生两次焊道泄漏。除 31 引风机外,其他 3 台引风机液力耦合器工作油出口管道均多次发生焊道裂纹和法兰螺栓断裂问题,见图 2 。

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  如果没有被及时发现这些问题,将会引起管道断裂、法兰崩开,润滑油大量泄漏,导致引风机非计划停车,如处理措施不得当还可能导致机组的非计划停运和设备的损坏事故,严重威胁安全生产。

4 原因分析

  经过检查分析发现:液力耦合器工作油出口至冷油器间的管段(图 3 中 46.2~23 间虚线部分)振动幅度和速度约 60~10mm/s ,远远大于冷油器 23 至节流孔板 11 的回油管的振动幅度和速度( 15~5mm/s ),并且在逆止阀 46.2 以后的第一个弯头处最大(最高达 60mm/s ),之后振动幅度和速度逐渐衰减。逆止阀及阀前的弯头均为 DN65 ,阀后接的是 DN65 变 DN80 的变径管,至冷油器的管路为 DN80 。

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  工作油设计运行压力为 2.0BAR 左右,为了满足工作油温度不超温,而加大了回油管道进入冷油器的工作油流量,实际工作压力为 3.3~4.0

BAR ,相应的提高了该管段的流体流速。并且该段管节流点较多,有 1 个逆止阀和 6-8 个弯头(各台布置方式不同)。这些都在一定程度上造成了管道的振动。

  由于流体高速通过节流的逆止阀、弯头、节流孔板等,产生冲击导致管道的振动幅度和速度加剧,高频的振动又导致了焊道和螺栓的疲劳,从而产生了焊道裂纹和螺栓断裂现象的发生。可见,工作油压力高于设计值,以及支撑设计不合理是造成液力耦合器油管振动过大的主要原因。

5  处理方案

5.1  解决思路

  通过原因分析,减轻管道振动的根本措施是降低工作油压力。但仅降低工作油压力,即开大 46.5 旁路阀,使工作油通过旁路回流油箱的流量增大,势必使得通冷油器的油流量降低,将会造成工作油得不到很好的冷却而超温,也对设备安全运行造成威胁。因此,为确保通过冷油器的流量不减少,需要扩大节流孔 11 的直径,确保压力降低后流量增加。另外,逆止阀 46.2 属于弹簧式,通径为 DN65 ,受到流体冲击后产生的振动较大,所以需要对该逆止阀进行调整。

5.2 具体措施

  ( 1 ) 将逆止阀 46.2 规格由 DN65 改为 DN80 ,并且布置在管道中间位置;

  ( 2 ) 对节流孔板 11 的孔径进行扩大,由 24.5mm 扩大到 36mm ,以保证工作油的流量;

  ( 3 ) 调节工作油压力为 2.5BAR ,润滑油压力大于 0.3BAR ;

  ( 4 ) 密切监视工作油温度和轴承温度;监视振动情况;

  ( 5 ) 振动较大的管段增加管路支撑。主要在工作油管路出口至冷油器管路上和润滑油管路上补加管路支撑固定架,以减小振动。见图 4 和图 5 。

 

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5.3 处理效果

  首先对振动最严重的 32 引风机、 42 引风机液力耦合器油管路进行了处理,实施后 32 引风机液力耦合器工作油温度从 86 ℃降低为 73 ℃,振动从 32mm/s 降低为 16mm/s ,经观察运行情况正常。 42 引风机液力耦合器工作油温度从 85 ℃降低为 72 ℃,振动从 36mm/s 降低为 5.2mm/s 。

  之后对 31 、 41 引风机液耦管路进行消振处理。 31 和 41 引风机原始振动比较小,振动降低值分别由 16mm/s 和 17mm/s 降低为 12mm/s 和 14mm/s ,温度分别从 74 ℃和 89 ℃降低为 68 ℃和 80 ℃。液力耦合器油管路振动治理效果明显,消除了设备隐患问题。

6 结论

  针对风机液力耦合器运行过程中出现的油管振动过大的问题,在保证工作油温度不超温的前提下,通过调节工作油压力值,加装支撑架,有效地降低管路振动的成功经验,可为相关电力生产企业解决类似的问题提供较好的借鉴。