帕特談鍋爐給水泵相關知識點
2012-12-31
鍋爐給水泵的故障分析及處理技術
鍋爐給水泵 一般都帶有調速裝置,如液力聯軸器等,作用是根據機組負荷的變化調整給水泵的流量,減少節(jié)流損失,從而節(jié)約能源。
液力聯軸器調速給水泵(以下簡稱液調泵)運行時,應能投入自動調節(jié),以減少運行人員的操作,其調速范圍應達到25%~100%。但有些液調泵存在轉速變化率大,從而引發(fā)流量大幅度波動,可能導致斷軸事故的發(fā)生。
某電廠給水泵由前置泵、主給水泵、液力聯軸器及增速齒輪組成。前置泵由電動機主軸拖動,主給水泵由電動機通過增速齒輪、液力聯軸器拖動。前置泵型號為QG50080,主給水泵型號為DG480180,液力聯軸器型號為C046,為上海電力修造廠產品。
鍋爐給水泵 故障情況
該液調泵在一次檢修后投運時,發(fā)現給水自動調節(jié)特性變差。投自動時,存在流量波動大,有時達到80t/h左右,嚴重影響機組的正常運行。為分析這一問題,把正常泵的控制系統(tǒng)切換至故障泵,出現相同的故障問題,由此基本上排除了熱工控制方面的原因。
鍋爐給水泵 液力聯軸器的調節(jié)
上世紀90年代,液力聯軸器在國內得到了迅速發(fā)展,解決了定速給水泵的節(jié)流調節(jié)問題,有效地節(jié)約了廠用電。
液力聯軸器的調節(jié)是通過勺管調節(jié)渦輪的泄油量來調節(jié)給水泵的轉速,從而達到調節(jié)流量的目的。流量Q變化與轉速n成正比。
根據泵的特性曲線,可以作出一條流量的相對值g與勺管的相對角位移L的曲線。
g=G/Gmax(1)
式中:G為泵的輸出流量,t/h;Gmax為泵的輸出流量,t/h。
μ=α/αmax(2)
式中:A為勺管的角位移;Amax為勺管的角位移。
K=dg/dμ=αmax/Gmax·dG/dα(3)
K為曲線的斜率,即為放大系數或調節(jié)特性系數。
在理想狀態(tài)下K=1,即傾角為45b,液力聯軸器在轉速調整過程中,流量變化平穩(wěn),不會引起調節(jié)量與流量之間的不匹配。
K《1時,流量變化遲緩,不利于跟蹤負荷調整的需要。
K》1時,流量變化過快,易引起流量上下大幅度波動,導致汽包水位不穩(wěn),水泵調節(jié)頻繁,可能造成泵軸斷裂。
鍋爐給水泵 的性能試驗
為查找故障原因,對該泵進行了特性試驗,采用常規(guī)試驗方法。試驗前校核了相關表計。
試驗時,各工況負荷見表1。通過液調泵提升壓力后的給水盡可能通過流量孔板,以減少試驗誤差。各減溫水盡量少用,并給予相應修正。在此基礎上抄錄相關數據。
4、故障分析
試驗時,手動操作勺管,流量沒有波動,電流穩(wěn)定,平衡壓力正常,說明泵軸不存在竄動現象。電動機工作正常,液力聯軸器在各負荷點能正常運行。根據負荷調節(jié)的需要,每當操作手操器時,流量都發(fā)生了很大的變化,要控制在要求流量下,比較困難。勺管行程從61mm變化到71mm時,流量從284t/h變化到430t/h。從圖1看出,整個調速系統(tǒng)的線性較好但是曲線較陡,開度每變化1%,流量變化11.23t/h給水泵流量的大小,決定于給水泵的轉速。泵軸安裝于液力聯軸器的渦輪上,而渦輪的轉速決定于勺管的回油量。如果單位行程內的回油變化量過大,將嚴重影響給水泵流量的穩(wěn)定。為此,應減小勺管回油量的變化率。
4.1放大系數K
勺管的行程為110mm,流量為440t/h根據表1,流量從284t/h變化到430t/h,行程從61mm變化到71mm。
K=dg/dμ=αmax/Gmax·dG/dα=(110/440)·[(430-284)/(71-61)]=3.65
則曲線的傾角為74.7b,說明曲線較陡,這是引起液力聯軸器調速性能不穩(wěn)的主要原因。要改善液力聯軸器調節(jié)性能,就要解決好勺管回油量的變化量,使得在相同開度變化量的條件下,回油量減小。
4.2凸輪
把拆除的老凸輪重新安裝,投運后,發(fā)現對液力聯軸器調節(jié)性能的改善作用不明顯。為此,在加上凸輪同時,改變凸輪型線,使之適應負荷調節(jié)的需要。即在50%負荷以下,使凸輪型線較陡;在負荷經常調節(jié)的區(qū)間,凸輪型線較為平坦;其余負荷區(qū)間的型線也較陡。
4.3減小齒條與齒輪傳動比
液力聯軸器調節(jié)時,凸輪帶動齒條上下運動,齒條再帶動齒輪,齒輪繼而帶動扇形齒輪,從而引起勺管開度的變化,調節(jié)給水流量。勺管的調節(jié)是通過扇形齒輪轉動來帶動的,齒條傳動與扇形齒輪同軸的齒輪。減小齒條與齒輪傳動比,即增大齒輪直徑,延長齒條長度,保證勺管的開足與關嚴。減小了齒條與齒輪傳動比,即同樣行程的凸輪,扇形齒輪的開度變小,勺管的回油調節(jié)量變小,從而減小了給水流量的波動。
鍋爐給水泵 處理方式及結果
根據以上分析,采取了相應的措施。首先考慮增加凸輪,如果增加凸輪無效,則考慮采用電腦調節(jié)等措施。增加凸輪的難度相對較小,易于實現,并對凸輪的型線進行了改進。根據機組正常運行的負荷區(qū)間,考慮在50%負荷以下,凸輪的型線較陡;在50%~100%負荷下,相應的型線較為平坦。在低負荷時或開機過程中,由于需要開啟給水泵再循環(huán)閥,水泵也可以維持較高的流量。增加凸輪并改進型線后的流量及相關參數見表2。
恢復原凸輪后對勺管本身無多大影響,勺管行程在(60~70)mm處,斜率仍為3.45。根據表2,通過凸輪型線改進后,整個調速系統(tǒng)(包括手操器)的斜率為100/440·[(416-274)/(71-48)]=1.4,傾角為540,傾角大幅度降低,基本滿足了負荷調節(jié)的需要,如圖3所示。機組通過上述改造后運行正常。
鍋爐給水泵 結束語
液力聯軸器一般都帶有凸輪,有時為了防止凸輪卡澀而取消了凸輪,由于對勺管的調節(jié)特性認識不清,投運前對調速系統(tǒng)又未做靜態(tài)、動態(tài)流量特性曲線試驗,投運后就可能出現調節(jié)性能不好,還可能造成泵軸發(fā)生疲勞斷裂。一旦發(fā)現給水泵流量波動大,就要及時找出故障原因,采取相應的防范措施。
上海帕特泵業(yè)制造有限公司
2012年12月31日 星期一
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