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汽轮机组中膜片联轴器故障导致无法正常启机的问题

Tag: 膜片联轴器 汽轮机联轴器 发表日期:2017-09-07

膜片联轴器结构特点
膜片连轴器的主要组成部分为两个半联轴器,一个中间套筒,其中的关键性元件是在它们之间由数片不锈钢薄片组成的挠性元件,由于其由数片不锈钢薄片组成,又被称为叠片联轴器。这种联轴器,由于灵活性高,能够利用自身弹性变形来解决联结两轴的相对位移,并不受温度影响,能够耐受实际生产中的各种酸、碱腐蚀,相对齿式联轴器应用更为广泛、更为灵活,生产成本也更低廉,因此受到了各大机械设备应用企业的青睐。
受力基理分析
基于膜片联轴器的工作基理,在实际运转中会受到以下几种应力的影响:
首先,由于膜片联轴器所在机组的高速转动,会产生离心惯性力,这种作用力的计算在转速极高的机械结构中十分重要,下式中F表示由机械高转速所产生的相应作用力,R表示该作用力相对应的半径,N表示该组机械的转速,t表示相应的时间单位,其计算公式为:F=2R?籽(2?仔N/t)。
其次,在轴线某方向安装的过程中产生的相应作用力。这个作用力主要是由安装过程中人为的操作失误或偏差造成的,因为膜片联轴器中的膜片部分十分脆弱,安装过程中极易产生位移或弯曲等相关的形态变化,这个形态变化直接造成的影响就是螺栓轴线方向(正向或反向)会产生一个额外的力,这个力就是所谓的相应作用力。
再次,机组运转会产生正常的扭矩,在扭矩作用下任何部件都会产生一定的变形,膜片连轴器的螺栓孔在扭矩作用下也会产生一定的位移,由此所产生的相应作用力会作用在相应的膜片上,最终作用于膜片连轴器的中央螺栓孔上。
 最后,由于安装过程中造成的轴线角向误差,而产生的相应作用力。膜片连轴器由于在安装过程中产生的误差,会使其膜片产生相应的变形,这种变形产生的作用力将严重影响膜片的使用周期。
汽轮机联轴器图片
汽轮机膜片联轴器导致无法正常启机的事故分析
事故概述:
2009年2月20日,珠海粤裕丰钢铁有限公司动力厂3#汽轮机于因小故障停机检修,检修后重新启动汽轮机的过程中,由于设备发生剧烈冲击振动,造成机组轴系动不平衡的综合性故障,增加了设备故障分析和维修的难度,设备维修时间用了143天,反复启机调试33次。2009年2月20日12时50分,3#汽轮机抽汽器滤网螺纹塞头(铸铁)被突然冲脱引起蒸汽外泄,机组无法正常运行。13:00启动3#电动风机于13:15时为高炉送风。为保证高炉正常生产,汽机于13:20才停机。
3#汽机停机后,动力厂及时组织人员对主抽汽器问题进行处理。故障排除后,15:04时再次启动3#汽机。15:45冲临界转速至3823r/min时,汽轮机发生带冲击性的剧烈振动,设备同时发出了强烈的噪声,车间管理人员采取紧急停车操作把设备停了下来。根据动力厂汇报召开了专题会议,决定对3号汽轮机作中修计划安排。
事故原因总结
经分析,机组膜片联轴器设计长度偏大的缺陷,是设备无法正常投入运行的客观原因。联轴器安装标准长度为F-F=1274mm,过度轴采取空心设计,其壁厚为20mm,两端为法兰与膜片联轴器连接。由于过度轴刚性不足,高速运转时必然出现挠度,当转速越高时挠度就越大,挠度越大振动值就越大。该设备初期安装完毕,调试三个月无法投入运行,也是基于这种原因。这次检修考虑设备投入运行一年多,已无法变更设计,最后采取轴系动平衡以克服挠度的问题,但潜在故障仍然存在,1#轴瓦的振动值78um一直居高不下
借鉴3#汽轮机组事故经验,灵活处理类似故障
珠海粤裕丰钢铁有限公司动力厂鉴于3#机组和6#汽轮鼓风机组工作原理相同,借鉴3#机组的故障维修经验,对6#机组进行了汽轮鼓风机组节能技改。
6#汽轮鼓风机组型号、指标归纳:
6#汽轮鼓风机组汽轮机采用单缸、冲动式中温中压凝汽式汽轮机,转子采用整锻式结构,通流部分由一个双列调节级和8个压力级组成(型号:N32/01 机组号HS4093);鼓风机采用全可控涡三元叶轮离心式鼓风机(型号:SJK2100-390/97)。
6#汽轮鼓风机组节能技改结果分析
节能技改开始后,机组经过二个月的调试仍无法达到额定转速,调试失败。经现场调查分析,机组联轴器设计过长的缺陷,导致机组设备无法正常投入运行,需要整改。经协调,要求总包单位将联轴器中部设轴承座两套,克服过度轴在高速运转时挠度的产生,改造后一次投入运行成功。
事故处理经验总结:
一是由于汽机事故引起,以轴系动不平衡为主要原因的综合性设备故障;二是机组膜片联轴器设计长度偏大的缺陷,是设备无法正常投入运行的客观原因。由于以上原因,为汽机故障的技术判断和维修工作带来了难度和阻力,延长了维修时间。





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