摘要：通过分析上海锅炉厂生产的600MW机组空气预热器液力偶合器运行过程中多次发生泄露损坏等故障的原因分析，对提出液力偶合器更改为磁力联轴器的改造方案，彻底消除因液力偶合器密封漏油导致空预器停运的故障，为机组安全稳定运行提供了保障。
关键词：600MW空气预热器；液力偶合器；磁力联轴器
引言
我公司4台600MW机组于2005年、2006年相继投产，空气预热器为上海锅炉厂生产配套，经过几年的运行发现空气预热器发生故障的主要原因是液力偶合器漏油，运行的液力偶合器漏油后现场无法加油，只能停运空气预热器后更换液力偶合器，给机组的运行带来了极大的风险，给企业造成巨大的经济损失。
1故障分析
1.1设备使用情况
我公司1-4机组在2005年、2006年投产以后，空气预热器由于液力偶合器漏油停运的次数达到6次，尤其是2B空气预热器在2010年一年当中更换了3个液力偶合器，给机组的安全稳定运行带来了很大的隐患。
1.2故障分析
空气预热器液力偶合器主要由泵轮、涡轮、转壳、后辅室以及涡轮轴组成，通常泵轮通过输入轴连接与电动机连接，涡轮通过涡轮轴及输出轴节与减速机连接，转壳与泵轮外缘法兰连接。此液力偶合器内部密封较多，有两种规格的骨架油封，3种规格的O型圈及1个易熔塞，这六个部位都有渗漏的可能。
上海锅炉厂的空气预热器为围带传动，由于基建时安装单位不一样，安装时围带的同心度每台设备差别较大，再加上运行人员对空气预热器入口烟温控制不好，所以空气预热器旋转时整个减速机下部平台抖动较大，导致减速机及电机振动常常超标，在这样的情况下运行的液力偶合器会大大的缩短各个密封的寿命，经过长期运行后难免会发生液力偶合器泄漏，最后导致空气预热器停运。
1.3故障影响
空气预热器液力偶合器一旦发生泄漏，机组需要降一半负荷进行单侧隔离，停运单侧一次、送引风机及空气预热器，如果操作不当，很可能导致机组停运。一般更换液力偶合器检修需要2个小时，运行做措施需要3、4个小时，也就是更换一次液力偶合器需要5、6个小时，给公司带来的经济损失也是巨大的。
2改造方案对比
方案一、参照北仑电厂三期工程主电机和减速箱连接处改为弹性联轴器，主电机改为变频启动。主要有以下几方面：
（1）主电机改变频电机。
（2）增加变频控制柜。
（3）相关电缆增加和修改，取消液力偶合器后电机位置需进行一定修改。
方案二、把液力偶合器改为磁力联轴器。主要改进以下部分：
（1）拆除液力偶合器，保持主电机位置不变。
（2）改为磁力联轴器，与某电厂1000MW相同，但为更新型永磁联轴器（扭矩限制型简称限矩型）。
两种方案比较：方案一主电机改为变频启动方式，修改工作量大，需增加变频器、控制柜、更换变频抗干扰电缆，费用较大，1台空气预热器估算费用在15万元左右。方案二，修改为磁力联轴器，1台空预器改造费用在18万元左右。但结构简单，可以彻底消除原始隐患。
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3、磁力联轴器的应用
与变频器相比，独特优点稳定性和可比性比变频高，在大功率情况下尤其突出；在负载时要求中、高速运转，功率大于50KW的工况下代替变频器优势明显；在恶劣的工作坏境适应能力和免维护性能，是变频器所不具备的；与变频器相比能消除电机的谐波干扰，提高电机的工作效率；在电压降低，变频器可能无法工作，但该设备不受影响；低转速时，变频器降低电机转速，同时降低散热风扇的效率，可能造成电机过热，该设备则不会出现此问题；变频器因为谐波干扰问题，该设备则无此问题；与变频器相比，能消除电机与负载之间的震动传递；与变频器相比，维护和保养费用低；与变频器相比，能有效延长传动系统各主要部件（如轴承，密封等）寿命；允许最大5mm的轴对心偏差。变频器对环境温度比较苛刻（运行温度必须在-10°-40°之间，最高温度为50°如果超过40°就会工作不稳定）。
磁力联轴器是通过气隙磁场传递扭矩，通过感应磁场之间的相互作用，使内转子总成与外转子总成表现为一种跟随运动。气隙大小不同，则传递扭矩大小不同，两者成反比。通常运行时气隙为3.2mm，此时负载转速大约为电机转速的98%，运行效率最高。
扭矩限制型具有软启动和扭矩限制特性。如果输出扭矩超出磁力传动器的极限扭矩，负载将降速，导致磁力传动器脱离。气隙自动增大到脱离气隙。将扭矩减小到额定扭矩的5%左右。磁力传动器将保持这种状态，直到停止电机。电机停止后，传动器将自动复位，以备下次启动。
该技术主要特点有：
1）软启动，且启动时脉冲电流小，延长原动机寿命，从开机启动时零速达到稳定工作转速所用时间短。
2）原动机与工作机之间无刚性机械联接，减小振动。
3）消除冲击加载（负载逐步加载）提高电机的启动能力，减少冲击和振动，协调驱动的负荷分配。
4）无润滑需求，结构简单，维护工作量小。
5）高效率扭矩传输（＞95%），节能效果：25%~66%。
6）允许有较大的轴对中公差（最大可为5mm），大大简化了安装调试过程，安装简单。
7）无谐波危害，不会对动力设备、电网等产生影响。
8）环境适应能力优良，环保，无污染，结构简单，适应各种恶劣环境。对环境友好，不产生污染物。体积小，安装方便。
9）调速型可在电机转速基本不变的情况下实现输出转速的无级调节，易于实现遥控和自动控制，过程控制精确高。
10）具有过载保护功能，从而提高了整个系统的可靠性，完全消除了系统因过载而导致的损坏，扭矩过大时滑差保护。
12）电机停机后自动复位。
2011年11月在204检修中首先对2号机组空气预热器液力偶合器进行改造，把液力偶合器更换为磁力联轴器，减速机及电机的位置不需要任何变动，磁力联轴器是通过胀套与电机和减速机轴联接，小修结束后设备试运一切良好。然后分别在2012年、2013年利用机组检修机会对3、4、1号机组的液力偶合器进行改造，在一次小修中发现磁力联轴器与电机轴端膨胀套配合紧力不足，通过分析研究决定膨胀套改造方案，要求厂家到就地重新测绘，结合方案将膨胀套更换成带有双重紧固件的轴套来达到所有要求，永磁体与导磁体没有绝对的安装方向，只有轴套规格不同安装位置有差异，更换轴套后空载电机试运的时候无需要将电机拆除，只要将联轴器轴套固定螺栓解除，脱开电机端轴套就可以实现试转的目的，也方便了磁力联轴器的安装与检修，2016年对3号机组空预器辅助马达也进行改造。
取消辅助电机减速机，更换为可调速磁力联轴器，利用感应磁场和永磁场相互作用传递扭力，利用气隙可调的特点来调节转速，具有节能、软启动、过载保护、允许对准误差大等优良特点，有效实现了变频控制安全保障了空预器平稳启动，目前最早一台机组的磁力联轴器已运行5年，没有出现过任何缺陷，为机组的安全稳定运行打下了坚实的基础。
4结语
通过对某电厂4台600MW机组空气预热器液力偶合器的改造，我公司彻底消除因液力偶合器漏油引起空气预热器停运故障，通过5年多的实践，可以有力的证明磁力联轴器运行安全可靠，即使当空气预热器出现卡死故障时也可保护减速机及电机受到的冲击承受在允许的范围内，保证减速机及电机安全不损坏，为设备的安全稳定运行提供了可靠的保障，也为同类机组发生的此类故障提供了可靠的参考值。
论文作者:崔举仁
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/1
标签：联轴器论文; 预热器论文; 电机论文; 磁力论文; 液力论文; 机组论文; 空气论文; 《电力设备》2018年第2期论文;