上海锅炉厂配套的空气预热器大多为该厂预热器分公司生产的三分仓、容克式回转空气预热器,该型空预器主电机和减速箱中间通过液力耦合器连接,辅电机与减速箱通过超越离合器和小减速机连接。当主电机运行时,由于超越离合器的作用,辅电机动力切断;当主电机故障时,辅电机投入运行,空气预热器低速运行。当空气预热器需要冲洗或低速盘车时,辅电机同样需要投入运行。据了解,该型空预器在很多电厂都出现过液力耦合器漏油及超越离合器轴承故障的现象,严重影响了机组安全稳定运行某电厂空预器在机组调试及生产过程中也出现过几次液力耦合器漏油问题后来通过改造更换永磁联轴器彻底消除了上述问题,研究阐述了空预器主、辅电机改造永磁联轴器实施方案及工作原理,并指出永磁联轴器在空预器减速机上应用过程中出现的问题、经验及教训。
1 空预器传动系统介绍
空气预热器传动系统主要由主电机、辅电机、气动马达、减速箱、液力耦合器、超越离合器等零部件组成。主电机用于正常情况下驱动空气预热器,主电机运行转速通常为1480 r/min 左右,通过液力耦合器驱动减速箱带动空气预热器运行。辅电机作为主电机故障的备用电机,转速为1450 r/min,经1∶4 减速机降速后,通过超越离合器驱动减速箱带动空气预热器运行。当主电机运行时,由于超越离合器的作用,辅电机动力切断;当主电机故障时,辅电机投入运行,空气预热器低速运行。当空气预热器需要冲洗或低速盘车时,辅电机同样需要投入运行。由于空气预热器转子惯性极大,为减小启动冲击,设置了气动马
达,提高了系统启动的可靠与稳定性。
2 空预器传动系统存在的问题
改造前在运行过程中,空预器主电机使用的液力耦合器骨架密封和易熔塞经常出现漏油,严重时机组需降负荷进行单侧隔离,更换易熔塞或者更换液力耦合器,大大增加了运行风险和经济损失。相关统计表明,空气预热器传动系统中液力耦合器的平均寿命约为一年。同时,空预器减速机主电机功率15kW,辅电机功率5.5kW,主辅电机不能互为备用,辅电机驱动时空预器转速只有主电机驱动转速的1/3 左右,一旦主电机出现故障,辅电机驱动空预器机组无法带满负荷,严重影响机组的安全运行与经济性。另外辅电机端使用的超越离合器由于经常空转,润滑不良,容易磨损失效,导致不能自动脱开辅电机。当主电机运行时,辅电机被反拖动,且当辅电机需投入运行时有时无法正常驱动,辅电机被反拖动也会导致轴承磨损加速,降低了其使用寿命。
3 永磁联轴器改造实施方案及原理
在此次改造过程中,主电机侧采用扭矩限制型永磁联轴器代替原有液力耦合器,将辅电机功率改造为和主电机功率相同,同时辅电机侧加装超离合调速型永磁联轴器。永磁传动建立在电磁涡流磁场作用力下,通过铜导体和永磁体之间的气隙实现由电动机到负载的转矩传输。该技术实现了在驱动(电动机)和被驱动(负载)侧无机械硬连接,永磁传动装置结构简单、效率高、维护量小、适应能力强,在国内新建电厂空预器减速机上被广泛采用。
扭矩限制型永磁联轴器在负载超过其峰值扭矩时,两永磁盘滑动到中间,轴向气隙增大,此时导体转子转动,而永磁转子停转,起到保护电机的作用;当电机断电后,永磁盘滑向两边,轴向气隙减小,限位机构复位,永磁联轴器具备再次启动的能力。原动机与负载之间非接触式连接,从而有效地减小振动,延长系统设备的寿命。扭矩限制型永磁联轴器适用于需要软启动、负载易堵转、脉冲型负载、安装对中困难等场合。调速型永磁联轴器基本构成主要由四部分组成:永磁转子、导磁体盘(铜或铝)、气隙执行机构、转轴连接壳与紧缩盘。超离合调速型永磁联轴器是为空气预热器传动系统特别设计的联轴器,其调速范围可达0—98%n 电机,可以使备用电机与减速机完全脱离,即可替代超越离合器,可以在不停机情况下拆装任意一台电机以及备用电机不跟转。通过调节永磁体和铜导体之间的气隙就可以控制传递的转矩,获得可调整的、可控制的、可重复的负载转速,实现负载速度的调节。
4 在实施过程中遇到的问题、经验及建议
在空预器主辅电机永磁联轴器改造项目完成后首次试运行过程中,发生了减速机辅电机侧输入轴骨架密封漏油问题。通过现场检查分析,判断辅电机侧输入轴因取消了超越离合器,传动联接形式发生了改变,辅电机侧输入轴的晃动值超过了骨架油封的许可范围,因此发生漏油现象,通过在减速机辅电机输入轴与内齿轮输入轴设计挠性齿式联轴器形式联接以隔断两轴的跳动传递,再将齿轮输入轴通过两组深沟球轴承固定在减速机法兰上,以最大限度地控制内齿轮输入轴的跳动值。同时,考虑到新装入轴承的散热问题。在减速器端盖上开通了一个进油口,并设计了回油槽,确保润滑油在新装入的端盖总成内能循环流动,带走轴承高速转动下的热量。
5 结语
某电厂通过在空预器主电机侧采用扭矩限制型永磁联轴器代替原有液力耦合器,辅电机侧采用超离合调速型永磁联轴器代替超越离合器和小减速机,彻底解决了空预器液力耦合器漏油及超越离合器轴承故障问题,另外还起到对电机和减速箱的保护作用,达到了主辅电机互为备用且备用电机运行中不跟转等目的。永磁联轴器一方面设备成本比变频器要低,运行过程中免维护,对一些新建的电厂尤为适用,可明显降低空预器初投资费用,另一方面提高了空预器运行的可靠性,每个电厂尤其是上海锅炉厂配套空预器都可根据实际设备情况来进行改造。
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