SSS盤(pán)車裝置在給水泵汽輪機(jī)上的應(yīng)用與調(diào)試

代志綱，李長(zhǎng)松

（1.國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司物資分公司，北京 100075；2.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院，石家莊 050021）

SSS盤(pán)車裝置在給水泵汽輪機(jī)上的應(yīng)用與調(diào)試

代志綱1，李長(zhǎng)松2

（1.國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司物資分公司，北京 100075；2.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院，石家莊 050021）

介紹了同步自動(dòng)切換（SSS）離合器式高速盤(pán)車裝置的結(jié)構(gòu)原理及安裝方法，論述了聯(lián)鎖保護(hù)試驗(yàn)及調(diào)試方法，供安裝、調(diào)試或使用此設(shè)備的用戶參考。

給水泵汽輪機(jī)；SSS離合器；盤(pán)車裝置；聯(lián)鎖保護(hù)試驗(yàn)；調(diào)試

0 引言

傳統(tǒng)大型發(fā)電機(jī)組，其鍋爐給水泵汽輪機(jī)盤(pán)車裝置使用過(guò)程中存在盤(pán)車轉(zhuǎn)速低、自動(dòng)化程度低、故障率高等問(wèn)題。

給水泵汽輪機(jī)盤(pán)車轉(zhuǎn)速低，不能保證水流有足夠的沖刷能力，水中雜質(zhì)及微粒極易存留在給水泵級(jí)間間隙中而造成給水泵抱死，因此，配備低速盤(pán)車的給水泵組經(jīng)常因盤(pán)車轉(zhuǎn)速不能達(dá)到給水泵最低盤(pán)車轉(zhuǎn)速而不能投運(yùn)。同時(shí)，盤(pán)車無(wú)法投運(yùn)易產(chǎn)生給水泵汽輪機(jī)上下缸溫差大、轉(zhuǎn)子彎曲、給水泵殼體溫差大等問(wèn)題。盤(pán)車轉(zhuǎn)速低時(shí)，經(jīng)常需要配合頂軸油系統(tǒng)運(yùn)行才能進(jìn)行連續(xù)盤(pán)車。傳統(tǒng)盤(pán)車要求汽輪機(jī)零轉(zhuǎn)速下投運(yùn)，無(wú)法在泵組惰走過(guò)程中投切，且盤(pán)車機(jī)構(gòu)多為齒輪直接嚙合，投運(yùn)過(guò)程中會(huì)對(duì)軸系產(chǎn)生沖擊。若泵組運(yùn)行過(guò)程中誤投入盤(pán)車，很可能造成打齒、損害汽輪機(jī)等嚴(yán)重后果。而同步自動(dòng)切換（SSS）離合器式盤(pán)車裝置在給水泵汽輪機(jī)組上應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)給水泵汽輪機(jī)高速盤(pán)車和隨機(jī)自動(dòng)投切。

1 SSS盤(pán)車裝置組成及原理

SSS離合器式盤(pán)車裝置主要由盤(pán)車電動(dòng)機(jī)、盤(pán)車控制柜、減速器和SSS離合器4部分組成。

SSS離合器即同步-自動(dòng)-位移離合器，當(dāng)離合器主動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速達(dá)到從動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速并對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)施加驅(qū)動(dòng)力矩時(shí)，嚙合機(jī)構(gòu)可以自動(dòng)軸向位移、嚙合；當(dāng)主動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速低于從動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速時(shí)，離合器可以自動(dòng)分離。

SSS離合器驅(qū)動(dòng)軸為螺旋花鍵結(jié)構(gòu)并與滑動(dòng)部件配合?；瑒?dòng)部件設(shè)計(jì)有棘齒和嚙合齒輪（主動(dòng)），輸出軸部套上配有棘爪和嚙合齒輪（從動(dòng)）。棘輪棘爪機(jī)構(gòu)可使主動(dòng)嚙合齒與從動(dòng)嚙合齒對(duì)齊，同時(shí)可傳遞小扭矩推動(dòng)滑動(dòng)部件至嚙合位置。棘爪靜態(tài)受彈簧力作用保持與棘齒嚙合狀態(tài)，當(dāng)輸出軸快速旋轉(zhuǎn)時(shí)棘爪受離心力作用甩入輸出軸套內(nèi)。驅(qū)動(dòng)軸中心孔為進(jìn)油孔，潤(rùn)滑油通過(guò)進(jìn)油孔進(jìn)入離合器內(nèi)部對(duì)離合器進(jìn)行潤(rùn)滑；同時(shí)，螺旋花鍵的兩端設(shè)置有緩沖駐退阻尼油腔，離合器進(jìn)入潤(rùn)滑油后，可防止滑動(dòng)部件與驅(qū)動(dòng)軸、輸出軸產(chǎn)生劇烈碰撞；其次，潤(rùn)滑油注入離合器內(nèi)部時(shí)借助油壓，可保持盤(pán)車未投入時(shí)滑動(dòng)部件處于分離位置，避免汽動(dòng)給水泵運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)打齒現(xiàn)象。

投入盤(pán)車過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)滑動(dòng)部件旋轉(zhuǎn)使棘齒接觸棘爪，阻止滑動(dòng)部件相對(duì)輸出軸旋轉(zhuǎn)，并使滑動(dòng)部件離合器齒與輸出軸離合器齒對(duì)準(zhǔn)。驅(qū)動(dòng)軸持續(xù)旋轉(zhuǎn)，滑動(dòng)部件沿驅(qū)動(dòng)軸的螺旋滑鍵軸向移動(dòng)，使滑動(dòng)部件離合器齒和輸出軸離合器齒嚙合，當(dāng)滑動(dòng)部件沿驅(qū)動(dòng)軸螺旋滑鍵軸向移動(dòng)時(shí)，棘爪與棘輪齒脫離接觸，當(dāng)滑動(dòng)部件軸向移動(dòng)至接觸驅(qū)動(dòng)軸止端，完成嚙合行程，此時(shí)離合器齒完全接合，驅(qū)動(dòng)軸開(kāi)始向輸出軸傳遞力矩，當(dāng)轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高棘爪靠離心力甩入輸出軸套內(nèi)，如圖1所示。

當(dāng)輸出軸轉(zhuǎn)速高于驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速時(shí)，螺旋花鍵受反向力矩作用，滑動(dòng)部件返回分離位置，此時(shí)輸出軸維持高速運(yùn)行，棘爪靠離心力保持與棘齒分離，離合器超速運(yùn)行，如圖2所示。

2 盤(pán)車裝置安裝步驟

（1）確認(rèn)輸人、輸出側(cè)法蘭對(duì)中情況。廠家規(guī)范要求兩側(cè)法蘭需中心正對(duì)且無(wú)開(kāi)口，兩法蘭間距離誤差小于規(guī)定值。

（2）吊裝就位。吊裝時(shí)需使用廠家提供的專用吊裝工具，緊螺栓前確認(rèn)潤(rùn)滑油路暢通并在驅(qū)動(dòng)端和輸出端架百分表。

圖1 SSS離合器結(jié)構(gòu)件圖（嚙合位置）

圖2 SSS離合器甩開(kāi)位置

（3）復(fù)核中心。緊螺栓后檢查兩側(cè)百分表讀數(shù)變化值的差值不大于規(guī)定值，并根據(jù)廠家提供的參考數(shù)據(jù)復(fù)核垂直度和水平度。

（4）松脫離合器。反向盤(pán)動(dòng)驅(qū)動(dòng)端轉(zhuǎn)子使離合器松脫。

（5）安裝位置指示器。調(diào)整探頭和設(shè)備的間隙后，將指示離合器嚙合與否的位置指示器安裝在軸承箱上蓋預(yù)留孔處。

3 盤(pán)車聯(lián)鎖保護(hù)試驗(yàn)

盤(pán)車裝置調(diào)試前，需要首先完成聯(lián)鎖保護(hù)試驗(yàn)，驗(yàn)證盤(pán)車裝置邏輯及聯(lián)鎖保護(hù)動(dòng)作正常，聯(lián)鎖保護(hù)試驗(yàn)未完成或不合格，禁止進(jìn)行盤(pán)車系統(tǒng)調(diào)試及試運(yùn)。SSS離合器式盤(pán)車裝置邏輯、保護(hù)主要內(nèi)容見(jiàn)表1。

盤(pán)車系統(tǒng)就地控制邏輯包括就地可編程控制器（PLC）、DCS邏輯兩部分，為保證聯(lián)鎖保護(hù)試驗(yàn)完整、正確，試驗(yàn)中兩部分邏輯應(yīng)配合進(jìn)行驗(yàn)證。某300MW機(jī)組給水泵汽輪機(jī)SSS離合器式盤(pán)車裝置PLC控制邏輯如圖3所示。

表1 試驗(yàn)項(xiàng)目及內(nèi)容

4 盤(pán)車裝置調(diào)試

調(diào)試前應(yīng)具備的條件：盤(pán)車系統(tǒng)聯(lián)鎖保護(hù)試驗(yàn)完畢且合格；給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)投運(yùn)正常；給水泵汽輪機(jī)安裝完畢，具備盤(pán)車條件；盤(pán)車裝置電機(jī)單機(jī)試運(yùn)合格、轉(zhuǎn)向正確；盤(pán)車裝置潤(rùn)滑油系統(tǒng)供油正常；盤(pán)車控制柜控制及動(dòng)力電源供電正常。

盤(pán)車裝置啟動(dòng)至嚙合過(guò)程中通過(guò)棘輪與棘爪嚙合傳遞扭矩，為防止啟動(dòng)過(guò)程中損壞棘輪、棘爪結(jié)構(gòu)，SSS盤(pán)車裝置都設(shè)有軟啟動(dòng)器或變頻啟動(dòng)器，以減小啟動(dòng)過(guò)程中棘輪、棘爪傳遞的扭矩。盤(pán)車裝置初次投運(yùn)前應(yīng)確定盤(pán)車裝置軟啟動(dòng)器或變頻啟動(dòng)器按廠家規(guī)定參數(shù)設(shè)置完畢。

盤(pán)車裝置啟動(dòng)前確認(rèn)裝置潤(rùn)滑油系統(tǒng)正常，給機(jī)構(gòu)潤(rùn)滑的同時(shí)螺旋花鍵兩端的緩沖駐退阻尼油腔才可以起到緩沖作用，防止滑動(dòng)部件與驅(qū)動(dòng)軸、輸出軸產(chǎn)生劇烈碰撞而損壞機(jī)構(gòu)。潤(rùn)滑油注入離合器內(nèi)部時(shí)，借助油壓可保持盤(pán)車未投入時(shí)滑動(dòng)部件處于分離位置，避免汽泵運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)打齒現(xiàn)象。

盤(pán)車裝置調(diào)試前解開(kāi)給水泵汽輪機(jī)與給水泵對(duì)輪防止低速盤(pán)車損壞給水泵。給水泵汽輪機(jī)軸端裸露部分貼測(cè)速反光紙，帶盤(pán)車裝置投運(yùn)后，方便就地測(cè)量盤(pán)車轉(zhuǎn)速。

盤(pán)車裝置首次投入采用手動(dòng)投入、手動(dòng)盤(pán)車，使用盤(pán)車手柄順盤(pán)車投入轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)，直至盤(pán)車完成嚙合，此時(shí)盤(pán)車嚙合指示燈應(yīng)亮起，繼續(xù)手動(dòng)盤(pán)車至給水泵汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子被正常盤(pán)動(dòng)。保持盤(pán)車裝置嚙合狀態(tài)，啟動(dòng)盤(pán)車電機(jī)，盤(pán)車裝置升速，觀察升速過(guò)程中軟啟動(dòng)器或變頻器工作是否正常，記錄盤(pán)車電機(jī)啟動(dòng)電流，待盤(pán)車裝置定速后使用手持測(cè)速儀測(cè)量盤(pán)車轉(zhuǎn)速是否達(dá)到設(shè)計(jì)值，并對(duì)比測(cè)速探頭測(cè)量轉(zhuǎn)速是否一致，觀察盤(pán)車電流是否穩(wěn)定，記錄盤(pán)車電流。

圖3 SSS離合器式盤(pán)車裝置PLC控制邏輯

全面檢查正常后按盤(pán)車停止按鈕，盤(pán)車裝置應(yīng)自動(dòng)甩開(kāi)，確認(rèn)盤(pán)車嚙合指示燈應(yīng)熄滅。

盤(pán)車裝置初次試運(yùn)行完畢，確認(rèn)盤(pán)車裝置機(jī)構(gòu)投切正常后，可以進(jìn)行整機(jī)試運(yùn)行。首先按盤(pán)車啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)盤(pán)車裝置，盤(pán)車裝置正常投運(yùn)后，按規(guī)程要求進(jìn)行給水泵汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)，給水泵汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超越盤(pán)車轉(zhuǎn)速時(shí)盤(pán)車裝置應(yīng)自動(dòng)甩開(kāi)，升速至180 r／min時(shí)盤(pán)車電機(jī)聯(lián)鎖停止。

盤(pán)車裝置自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，小汽輪機(jī)打閘，惰走至180 r／min時(shí)盤(pán)車電機(jī)應(yīng)聯(lián)鎖啟動(dòng)，給水泵汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速低于盤(pán)車轉(zhuǎn)速時(shí)，確認(rèn)盤(pán)車裝置自動(dòng)嚙合。

5 結(jié)論

SSS離合器式高速盤(pán)車裝置，原理先進(jìn)、結(jié)構(gòu)緊

湊、運(yùn)行自動(dòng)化程度高，用于汽動(dòng)給水泵盤(pán)車，可有效解決給水泵盤(pán)車過(guò)程中不能建立水膜、抱死的問(wèn)題，且盤(pán)車自動(dòng)投切，投切過(guò)程無(wú)沖擊，有效提高了電廠運(yùn)行的自動(dòng)化水平和安全性。

［1］袁秀坤.給水泵汽輪機(jī)SSS高速盤(pán)車裝置［J］.東方電氣評(píng)論，2010（4）：23-25.

［2］袁秀坤，陳輝.給水泵汽輪機(jī)SSS高速盤(pán)車裝置［J］.東方電氣評(píng)論，2010（4）：23-26.

［3］沙曾炘.鍋爐給水泵汽輪機(jī)高速盤(pán)車裝置的設(shè)計(jì)［J］.浙江電力，1998（2）：16-19.

（本文責(zé)編：白銀雷）

TK 267

：B

：1674-1951（2015）05-0037-03

代志綱（1979—），男，河北懷來(lái)人，工程師，工學(xué)碩士，從事火力發(fā)電設(shè)備和電網(wǎng)輸變電設(shè)備招投標(biāo)及管理方面的工作（E-mail：adai122988＠163.com）。

2014-04-15；

2015-04-15