1、前言
河南焦作爱依斯万方电厂2×125 MW机组,每台机组各配两台DGT480 - 180锅炉调速给水泵组,容量为100%,该泵组通过液力偶合器变速调节,改变给水流量和压力。液力偶合器型号为C046型。其主要的技术参数如下:输入轴转速2 985 r/min,传递功率3 200 kW,调速范围为25%~100%。
2、液力偶合器简介
液力偶合器主要由泵轮、涡轮和旋转外壳构成,它是以液体动能来传递动力的叶片式液力传动装置。该液力偶合器采用改变工作油进油量(进油控制阀)的同时,移动勺管位置,调节出油量,使涡轮转速迅速变化。其联合调节见图1。勺管泄放出的油去工作冷油器,经冷却后去进油控制阀,再由回油管回入联轴器底座上的油箱。这是因为锅炉给水流量增加时,一方面开大进油阀开度,另一方面在进油阀阀底下小弹簧的作用下,增加勺管泄油阻力,而减少泄油量,也就是进油阀同时起到控制进、出油量的双重作用,因而能迅速调节工作油量。转动外壳上装有4个易熔塞,当工作油温达到130℃时,易熔塞熔化,工作油由此孔排空,工作机械转速迅速下降,使液力偶合器油温不再继续升高,起保护设备作用,富通新能源销售生物质锅炉,生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的木屑生物质颗粒燃料。
3、事故经过
2002年4月20日16时,2号炉掉焦灭火,正在运行的2号机甲给水泵在灭火处理过程中,突然失去流量,调整液力偶合器勺管开度,液力偶合器输出转速无变化,启动备用泵后正常。根据事发情况,初步判断为给水泵液力偶合器损坏。给水泵液力偶合器解体后发现,偶合器泵轮、旋转外壳、涡轮等部件表面颜色变蓝,泵轮旋转外壳4只易熔塞全部烧坏,涡轮内圆油密封钨金全部熔化脱落。检修更换易熔塞、清理偶合器油箱及更换工作油,涡轮返厂检修后回装,于5月2日修复投运正常。
2002年7月16日22时30分,1号炉掉焦灭火,运行中的1号机组甲给水泵失去流量,调整液力偶合器勺管开度液力偶合器输出转速无变化,运行操作同上,给水流量、汽包压力、勺管开度等参数在锅炉掉焦灭火运行工况曲线见图2。停运后解体检修液力偶合器,发现损坏部件情况与2号机组甲给水泵相同。7月28日修复投运正常。
4、原因分析
两台机组的两台给水泵液力偶合器在不到三个月时间内发生事故,事发现象以及液力偶合器部件损坏情况也完全相同,并且均发生在锅炉掉焦灭火的事故处理过程中,因此,必然有其共性。经过分析,我们认为两台机组给水泵液力偶合器的事故损坏有以下几个方面的原因:
(1)在锅炉掉焦灭火的事故处理过程中,机组的负荷要根据主蒸汽参数进行大幅度的调整。在机组减负荷时,汽轮机三抽压力也随负荷减少而下降,如果速度过快,会造成除氧器压力急剧下降(事故前运行方式为汽轮机三抽直供除氧器),前置泵、给水泵汽化断流,给水泵轴向窜动增大,动静部分摩擦(从以往历次给水泵检修中均发现平衡盘及推力瓦有不同程度的磨损),液力偶合器过载,工作油温急剧升高,致使液力偶合器部件损坏。
(2)锅炉掉焦灭火时,机组负荷要做大幅度调整,锅炉汽包水位会引起较大的变化,必须靠频繁、大幅度调整给水泵的流量来满足。如果液力偶合器勺管调整幅度过大.液力偶合器转速、负荷变化过快(具体变化曲线可由图2看出),将会造成液力偶合器内工作油短时间温升大,且不能及时将其热量传递给冷油器,致使油温高,液力偶合器部件损坏。
(3)给谁泵减流量时,若液力偶合器勺管调整幅度过大,也同样会造成液力偶合器部件的损坏。因为,给水泵再循环门的自动打开需要一定的时间,勺管调整过快会造成给水泵短时间内流量很小而汽化,发生上述情况。或者因为短时间内给水流量过小,液力偶合器泵轮、涡轮之间滑差过大,工作油温升高过快而损坏液力偶合器。
(4)曲线分析:从图2可以看出勺管调整、给水流量变化在短时间内变化太快,造成液力偶合器部件损坏,如第4章原因分析所述。
5、注意事项
综上所述,1号和2号机组两台给水泵液力偶合器部件的损坏,虽然原因很多,但最终是因为液力偶合器工作油温过高,超过其部件钨金的熔化温度(130℃)以上所致。根据以上原因分析,提出如下建议:
(1)夏季期间,气候炎热,辅机冷油器水温较高,应尽可能调整运行方式,降低冷却水温(同时应保持冷油器的清洁)以降低给水泵液力偶合器工作油温减少液力偶合器损坏的几率。
(2)锅炉掉焦灭火的事故处理过程中,在确保安全的前提下,机组减负荷和升员荷尽可能不要太快,避免给水泵汽化而损坏给水泵。
(3)在保证锅炉汽包水位的前提下,给水泵液力偶合器勺管调整幅度不要太大(特别是在汽轮机三抽直供除氧器做为除氧器汽源时),转速变化不能太快,以免造成工作油温超限或给水泵断流汽化的现象发生。
(4)完善给水泵液力偶合器工作油温保护装置,当工作油升高105℃时报警,工作油温升高120℃时保护动作切断给水泵电源,以起到保护经给水泵泵组作用。
富通新能源不但销售生物质锅炉,而且还大量销售木屑颗粒机压制的木屑生物质颗粒燃料。