锅炉给水泵液力耦合器故障分析及处理

张 奇

（安徽大唐电力检修运营有限公司，安徽合肥 230601）

0 引言

YOT51 系列调速液力耦合器由泵轮、涡轮、旋转外壳、勺管室，以及增速齿轮、主油泵、辅助油泵、电动执行机构组成，以油为介质变速传动。液力耦合器各部件制造、配合精密，对安装、检修工艺要求高。

耦合器的泵轮和涡轮以相同的几何形状对称布置，电机通过增速齿轮驱动泵轮，工作油在泵轮中获得能量形成高压高速油流冲击涡轮，对涡轮产生等量转矩过程中减速，再流回泵轮，如此循环。电动执行机构根据指令通过调节控制轴、齿轮齿条改变勺管位置，拉伸勺管管口进入油环面，勺管吸入的油增加，油环减薄，耦合器输出转速降低；收缩勺管管口离开油环面，勺管吸入的油减少，油环增厚，耦合器输出转速增加。YOT51 系列调速型液力耦合器主要运行参数见表1。

表1 YOT51 系列调速型液力耦合器主要运行参数

1 液力耦合器勺管卡涩

大唐淮北发电厂三四期共安装8 台YOT51 型液力耦合器，运行中多次出现勺管卡涩情况，维护班组不得不夜以继日地抢修以恢复给水泵备用，给设备管理造成很大压力。

1.1 原因分析

（1）耦合器油质不合格。油因含水乳化或颗粒度超标，导致勺管与勺管套卡涩，勺管难以正常升降。

（2）勺管与勺管套配合间隙过小，容易卡涩。

（3）勺管表面氮化层剥落。

（4）勺管导向键局部变形，勺管移动受阻。

1.2 处理措施

（1）检查导向键几何尺寸、表面光洁度，若导向键存在毛刺及扭曲变形等问题，应进行修复或更换。

（2）减小勺管套与排油腔体孔的配合过盈量；增加勺管与勺管套的配合研磨工序，以保证勺管与勺管套的相互适应性，勺管与勺管套配合间隙可根据需要适当放大至0.015 mm，使勺管移动顺畅。

（3）发现勺管表面氮化层剥落，应更换勺管。

（4）耦合器进行升降转速操作时，应密切关注勺管状态，发现动作滞后现象，应结合工况分析原因，解体检查执行机构各部件是否有损坏修修复或更换。

（5）按规定做偶合器油质监督和定期检验。油质不合格应及时滤油、换油，检查水进入油系统的渗漏点。如给水泵轴端机械密封泄漏，水通过油挡进入润滑油系统，引起油中含水、油质乳化，应予以高度关注。

2 液力耦合器工作油温度高

液力耦合器通过工质传递能量，运行过程中必然有能量损失，其中最主要的是涡轮转速低于泵轮转速产生转速差损失，此外还有鼓风损失、轴承摩擦损失等。这些损失几乎全部转换成热量，进入工作油系统，造成工作油温度不断上升，必须采取适当工艺以有效冷却，维持油温在一定范围内。易熔塞安装在耦合器转动外壳上，当耦合器工作油达到一定温度时，易熔塞内部金属熔化，工作油从小孔中排出将热量带走，阻止油温的继续上升。

2.1 原因分析

（1）给水泵运行中突发障碍，如转子推力盘处卡死等情况下，耦合器涡轮停止转动，泵轮侧仍以原来的速度继续运作，此时工作油的温度因耦合器过载而提高，导致易熔塞熔化。

（2）工作油进油不畅，油量不足，耦合器内部的热量无法通过有效的油循环带出，工作油温在短时间内大幅升高，致使易熔塞熔化。

（3）工作油冷却器油侧大面积脏污或水侧流道堵塞，严重影响热交换，导致冷却效果下降，油温上升。

（4）液力耦合器运行中勺管调节不当，造成转差损失过大，油温升高过快。

（5）机组在60%负荷以下运行时，工作油量偏小情况下，工作油温度会相应增加。

（6）冷油器冷却水门故障，存在门芯、阀板卡涩、脱落及门杆断裂等缺陷。

（7）冷却器铜管被泥污堵塞造成冷却水量减少，工作油温度升高；夏季循环水温度有时达33～35 ℃，影响冷却器热传导，造成工作油温升。

（8）冷却器油侧只有定期排气门，不能连续排出油中气体，影响冷却器热交换，造成工作油温度升高。

（9）工作油长期在较高温度下使用，酸值增高，产生黏泥和焦质，铜管表面形成碳化层，使冷却效果下降。

2.2 处理措施

（1）做好设备点检定修，避免给水泵故障造成液力耦合器运行状况恶化。

（2）定期检查、维护工作油进油管路顺序阀、减压阀、逆止阀，消除卡涩、内漏等缺陷，确保进油量正常。

（3）机组负荷变化时，应根据液力耦合器工作油温与转速比的关系特性，合理调节勺管，使给水泵转速控制在正常工作范围；调节耦合器应缓慢平稳，严禁大幅操作勺管，防止工作油超温。

（4）做好冷却水管路维护，附属管件、阀门正常可用，保证冷油器空气全部排出、铜管没有被杂物堵塞。若夏季循环水温度持续高位，可加装来自深井的冷却水管，增强冷却效果。

（5）保持耦合器外壳表面和冷却器外表面清洁，耦合器本体油箱油位保持在1/2～2/3，有足够空间，使油中气体充分析出，并确保上部排烟管畅通。

（6）解体清理冷却器换热面，冷油器芯子用磷酸三钠水蒸煮，去掉铜管表面结垢后，用高压水枪冲洗；同时加强油务监督，及时更换指标合格的新油，并根据需要加抗氧化剂。

3 液力耦合器工作油、润滑油压力低

运行主充油泵向系统注入工作油和润滑油，主充油泵设计为齿轮油泵，由耦合器的输入轴提供动力；在泵组备用、启动、停运和主油泵故障时，由电动辅助油泵替代主油泵功能。工作油回路由闭式循环复合开式循环构成，根据机组负荷要求改变充油量。工作油闭式循环回路：压力油经顺序阀通过孔板向耦合器工作腔供油，而后工作油由勺管吸出，在背压作用下，流经排油腔、冷油器和孔板再次回到耦合器工作腔中，多余的工作油经过减压阀回到油箱。工作油和润滑油压力的设定与顺序阀和减压阀有关，润滑油压力由顺序阀调在0.25 MP，主油泵来油经过逆止阀、冷油器和双筒切换滤网、节流孔板到达各轴承，构成润滑油循环。

3.1 原因分析

（1）齿轮油泵出力不足。

（2）油系统存在外漏现象，包括冷油器严重泄漏，导致工作油进入水侧。

（3）润滑油双筒滤网堵塞。

（4）辅助油泵出口单向阀内漏，工作油减压阀内漏。

（5）顺序阀卡涩。

3.2 处理措施

（1）检查油泵齿轮是否磨损、断裂，进出口是否堵塞。

（2）油系统管道法兰密封不严、法兰螺栓松动、管道焊缝泄漏等都会导致油系统外漏，应检查排除；对工作油冷油器进行打压查漏、堵漏。

（3）润滑油系统布置有两组滤网，一组运行，一组备用，用来过滤油中杂质，保证各轴瓦不会被杂质磨损。如果油质不合格造成滤网堵塞，会导致滤网后润滑油压低，所以应定期切换、清洗滤网。

（4）定期维护单向阀、减压阀、顺序阀，消除卡涩、内漏等机械故障，确保运行中按照设定标准可靠动作。

4 液力耦合器瓦温超标与烧瓦

耦合器瓦温突然升高以至于烧瓦，不但损坏设备，造成直接经济损失，同时也严重威胁系统安全；此类事件的发生，往往有更深层次的原因，是运行、检修、维护各方面失误累积后的突然爆发。

4.1 原因分析

（1）给水泵本体动静部分摩擦，转子大幅度窜动、振动加剧，使耦合器处于恶劣的工作状态，热量聚集导致旋转外壳的乌金衬套、涡轮支撑轴承乌金熔化。

（2）给水泵出口逆止门卡死，备用泵给水倒流入主泵，使其转子倒转，耦合器动静部件剧烈摩擦产生的高温造成轴瓦烧损。

（3）电机与耦合器、耦合器与泵之间间距，以及轴向、端面偏差严重超标，运行中产生剧烈振动，破坏油膜，润滑恶化引起烧瓦。

（4）检修回装过程中密封胶涂抹过多，扣盖后密封胶挤向两边，堵住进油口或回油口，使润滑油流动中断，油温、瓦温升高以至乌金熔化。

4.2 处理措施

（1）运行、维护人员应加强设备巡视，监测耦合器、给水泵轴承温度及振动变化情况，发现异常及时检查、分析原因并予以处理，避免状况进一步恶化。

（2）遵守点检定修制度，提高设备健康水平，保障逆止门等部件的可靠性。

（3）严格按照质量标准调整装配数据，将轴向、端面偏差及联轴器间距控制在合格范围内。

（4）注重检修工艺，精细化作业，耦合器扣盖前做好清洁度检查；密封胶涂抹适量，避免挤压聚集堵塞油口，确保润滑油流动通畅。

5 结束语

分析锅炉给水泵液力耦合器运行缺陷及应对措施，可以得出，只有遵循耦合器运行特性，进行规范合理的操作和参数调整，并且做好预防性维护，定期开展标准化检修，才能避免故障发生，节省人力物力消耗，提高经济性、安全性，减轻设备管理压力。