張義德

火電廠輸煤系統(tǒng)液力耦合器安裝形式的探討

張義德

（山西瑞光熱電有限責(zé)任公司，山西 晉中 030600）

液力耦合器是一種液力傳動(dòng)裝置，又稱液力聯(lián)軸器。在不考慮機(jī)械損失的情況下，輸出轉(zhuǎn)矩與輸入轉(zhuǎn)矩相等。它的主要功能為防止發(fā)動(dòng)機(jī)過載和調(diào)節(jié)工作機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速。瑞光熱電廠輸煤系統(tǒng)，針對帶式輸送機(jī)液力耦合器減速機(jī)高速軸頻繁斷裂的現(xiàn)象，進(jìn)行深入分析研究，找出適合的安裝形式，確保輸煤系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

輸煤系統(tǒng)；液力耦合器；安裝形式；驅(qū)動(dòng)組合

1 概況

液力偶合器又稱液力聯(lián)軸器，是以液體為工作介質(zhì)，以液體的動(dòng)能來實(shí)現(xiàn)能量傳遞的裝置，它置于電機(jī)與減速機(jī)之間傳遞動(dòng)力，是一種應(yīng)用很廣的通用液力傳動(dòng)元件。由于它在改善傳動(dòng)品質(zhì)、簡化驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)、過載保護(hù)以及節(jié)能減排方面有著獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，所以在各行各業(yè)應(yīng)用都很廣泛。作為一種安全可靠的液力傳動(dòng)元件，常常被應(yīng)用于環(huán)境惡劣的火力發(fā)電廠輸煤帶式輸送機(jī)系統(tǒng)之中。輸煤系統(tǒng)帶式輸送機(jī)，把廠外來煤輸送到煤場，煤場中的原煤再由帶式輸送機(jī)送至鍋爐煤斗。帶式輸送機(jī)均為室內(nèi)布置、單向運(yùn)行。帶式輸送機(jī)運(yùn)行環(huán)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(wěn)定運(yùn)行。帶式輸送機(jī)必須滿足長期、連續(xù)、安全、穩(wěn)定運(yùn)行的要求，啟動(dòng)、運(yùn)行和停機(jī)應(yīng)平穩(wěn)并安全可靠，滿足滿負(fù)荷啟動(dòng)和制動(dòng)要求。

瑞光熱電廠帶式輸送機(jī)的減速機(jī)與電動(dòng)機(jī)聯(lián)接處的聯(lián)軸器，采用YOX系列限矩型液力偶合器。高速端聯(lián)軸器類型為液力偶合器，型號(hào)為YOXII560，制造商為大連液力偶合器廠。

2 當(dāng)前狀況

帶式輸送機(jī)要達(dá)到平穩(wěn)啟動(dòng)，必須降低啟動(dòng)加速度，延長啟動(dòng)時(shí)間，避免出現(xiàn)加速度峰值。液力耦合器能實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的平穩(wěn)啟動(dòng)，并能實(shí)現(xiàn)滿載啟動(dòng)，且維修操作方便，便于電機(jī)頻繁啟停。瑞光熱電廠帶式輸送機(jī)投運(yùn)后，發(fā)生了多次減速機(jī)高速軸頻繁斷裂的現(xiàn)象，經(jīng)過分析認(rèn)為原因如下：驅(qū)動(dòng)站功率核算有問題，需廠家與設(shè)計(jì)院重新核算；電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)不平衡，造成驅(qū)動(dòng)力不平衡；液力偶合器不應(yīng)安裝在減速機(jī)高速軸上；減速機(jī)選型問題、高速軸偏細(xì)、鍵槽不應(yīng)采用通長鍵。

3 對策措施

針對運(yùn)行狀況，聯(lián)系設(shè)計(jì)院、供貨商后，經(jīng)過分析研究采取對策如下：①聯(lián)系廠家與設(shè)計(jì)院重新核算驅(qū)動(dòng)功率及選型依據(jù)；②對電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)不平衡問題進(jìn)行檢查、調(diào)研；③更改液力偶合器傳動(dòng)方式；④更換SEW減速機(jī)時(shí)，由廠家提供技術(shù)支持，計(jì)算出軸中心標(biāo)高、型號(hào)及其他是否有相關(guān)變動(dòng)等。

經(jīng)過廠家與設(shè)計(jì)院重新核算，驅(qū)動(dòng)站功率核算沒問題，電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、液力耦合器所需功率要求完全滿足皮帶機(jī)使用需要。

對該組合運(yùn)用多種方法進(jìn)行了多次驗(yàn)算，得出傳動(dòng)滾筒總軸功率為270.42 kW，計(jì)算減速機(jī)、偶合器、電動(dòng)機(jī)等傳動(dòng)設(shè)備的傳動(dòng)效率系數(shù)和不平衡系數(shù)后，得出所需電動(dòng)機(jī)總功率為375.4 kW。按三驅(qū)動(dòng)平均分配計(jì)，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)承載功率為125 kW，按最安全的1.4倍系數(shù)選取電動(dòng)機(jī)額定功率，其值應(yīng)為175 kW，可選用185 kW額定功率的電動(dòng)機(jī)。為安全考慮，設(shè)計(jì)院采用的輸送機(jī)使用200 kW功率的電動(dòng)機(jī)，弗蘭德公司提供的輸送機(jī)的計(jì)算輸入軸功率為124 kW，弗蘭德公司按實(shí)際使用功率124 kW的1.7倍以上安全系數(shù)選取減速機(jī)，其額定輸出功率為（機(jī)號(hào)B3SH10）220 kW，本機(jī)的實(shí)際安全系數(shù)（計(jì)算輸入功率與減速機(jī)額定輸出功率比）為1.77，符合弗蘭德公司系數(shù)為1.7以上選用條件，按這種方法選用的減速機(jī)理論上可以滿足皮帶機(jī)機(jī)的使用 需求。啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行平衡試驗(yàn)，三臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間相同，沒有造成驅(qū)動(dòng)力不平衡。

解決事故的最佳方法介紹如下：①更換驅(qū)動(dòng)組合是解決事故的最佳方法，但需對下列部件進(jìn)行更換，液力偶合器全部采用倒裝傳動(dòng)形式，選用廣東中興液力傳動(dòng)有限公司產(chǎn)品；減速機(jī)選用SEW公司產(chǎn)品或弗蘭德公司產(chǎn)品（加大型號(hào)）；低速軸ZL棒銷齒式聯(lián)軸器，由皮帶機(jī)廠制造；驅(qū)動(dòng)架體，由皮帶機(jī)廠制造。②4種部件預(yù)算費(fèi)用。液力偶合器，YOXII560（倒裝），傳遞功率范圍120～270 kW，共6臺(tái)，每臺(tái)價(jià)格7 300元，6臺(tái)合計(jì)43 800元；減速機(jī)，額定輸出功率402 kW，帶逆止器，帶風(fēng)扇，共6臺(tái)，每臺(tái)價(jià)格275 400元，6臺(tái)合計(jì)1 652 400元；弗蘭德減速機(jī)（加大型號(hào)輸出功率319 kW），每臺(tái)價(jià)格205 000元，6臺(tái)合計(jì)1 230 000元；ZL聯(lián)軸器，ZL12型，共6套，每套價(jià)格7 890元，6套合計(jì)47 340元；驅(qū)動(dòng)架，6個(gè)，每個(gè)價(jià)格16 500元，6套合計(jì)99 000元；電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為YKK3552-4，額定功率200 kW（利用原有）。③以上各項(xiàng)合計(jì)金額，SEW產(chǎn)品1 842 540元，弗蘭德產(chǎn)品1 420 140元，費(fèi)用比較大。④與偶合器供貨廠家聯(lián)系，更換其傳動(dòng)方式，即將偶合器倒裝，由于電動(dòng)機(jī)出軸直徑較大（Φ100 mm），具有較強(qiáng)的承載能力，如此可將偶合器的自重和運(yùn)行時(shí)由動(dòng)平衡原因產(chǎn)生的不穩(wěn)定因素施加在電動(dòng)機(jī)軸上，這樣可以很大程度上降低減速機(jī)輸入軸的徑向受力，大幅度減小減速機(jī)輸入軸的徑向受力。

更換1臺(tái)液力耦合器后，設(shè)備穩(wěn)定，未出現(xiàn)減速機(jī)高速軸斷裂的情況，于是對其他類似減速機(jī)進(jìn)行更換。

4 效果對比

改裝液力耦合器后，振動(dòng)、溫度等運(yùn)行參數(shù)一切正常，運(yùn)行平穩(wěn)，未再出現(xiàn)減速機(jī)高速軸斷裂的情況，減少了檢修維護(hù)費(fèi)用，減少了購買設(shè)備備件的費(fèi)用，降低了人工成本，因帶式輸送機(jī)造成故障的故障率降低，保障了發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

5 結(jié)論

通過以上分析可以看出，液力耦合器應(yīng)用在帶式輸送機(jī)上有諸多的優(yōu)越性，如果匹配不合理也會(huì)帶來諸多問題。出現(xiàn)問題后，及時(shí)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(tǒng)減速機(jī)高速軸斷裂的情況，建議將液力耦合器倒裝試運(yùn)，其費(fèi)用低、工期短、無不良后果，值得同行業(yè)用戶嘗試。

［1］周相清，胡宏，韋延河，等.DL/T 5187.1—2004火力發(fā)電廠運(yùn)煤設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程［S］.北京：中國電力出版社，2004.

［2］北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所，大連液力機(jī)械有限公司，廣東中型液里傳動(dòng)有限公司，等.GB/T 5837液力偶合器型式與基本參數(shù)［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

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

2095－6835（2020）06－0075－01

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10.15913/j.cnki.kjycx.2020.06.026

張義德（1973—），男，山西祁縣人，1995年畢業(yè)于太原電力?？茖W(xué)校熱能動(dòng)力專業(yè)，工程師，現(xiàn)任山西瑞光熱電有限責(zé)任公司專業(yè)主管。

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕