菲律賓普丁巴圖電廠3600rpm汽輪機(jī)盤(pán)車(chē)裝置自動(dòng)投入的實(shí)現(xiàn)

邱樹(shù)良 張懷宇

（山東電力工程咨詢?cè)河邢薰?，山東 濟(jì)南 250013）

0 引言

汽輪機(jī)的盤(pán)車(chē)裝置是一種低速盤(pán)動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的設(shè)備，主要是在汽輪機(jī)啟動(dòng)和停機(jī)中使用.凝汽式汽輪機(jī)在啟動(dòng)中，為提高凝汽器的真空度，必須向汽缸兩端軸封供汽。為防止竄入汽缸中的蒸汽造成汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱彎曲，向軸封送汽前必須投入電動(dòng)盤(pán)車(chē)盤(pán)動(dòng)轉(zhuǎn)子。對(duì)于其它類(lèi)型的機(jī)組，在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前也必須投入盤(pán)車(chē)裝置，將轉(zhuǎn)子緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。停機(jī)后，汽缸上下存在溫差，如果轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)，則會(huì)造成熱彎曲，這一彎曲在自然狀態(tài)下需要幾十個(gè)小時(shí)才能逐漸消失，在熱彎曲減小到規(guī)定值以前，汽輪機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。如果停機(jī)后投入盤(pán)車(chē)裝置，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子便能均勻冷卻。不會(huì)造成熱彎曲，這樣汽輪機(jī)在停機(jī)后隨時(shí)的可以啟動(dòng)。

1 設(shè)備簡(jiǎn)介

菲律賓普丁巴圖燃煤電站一期項(xiàng)目汽輪機(jī)采用哈爾濱汽輪機(jī)廠制造N135-13.24/535/535 超高壓再熱汽輪機(jī)，為國(guó)產(chǎn)首臺(tái)60HZ 的汽輪機(jī)組，其盤(pán)車(chē)裝置配套供貨，盤(pán)車(chē)速度為3.38r/min，在國(guó)產(chǎn)3600rpm機(jī)組是首次應(yīng)用。

該機(jī)組盤(pán)車(chē)裝置為自動(dòng)嚙合型，DDZP7.5-1，低速自動(dòng)機(jī)械盤(pán)車(chē)，配備擺線針輪減速器，既能手動(dòng)投入，又能自動(dòng)投入，當(dāng)機(jī)組超過(guò)盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)速時(shí)，盤(pán)車(chē)裝置可自動(dòng)退出，并能使擺動(dòng)齒輪鎖住，防止和盤(pán)車(chē)大齒輪碰撞，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的盤(pán)車(chē)大齒輪的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)閺钠啓C(jī)看順時(shí)針。

盤(pán)車(chē)裝置主要技術(shù)指標(biāo)如下

輸出功率：7.5 kW

電機(jī)電流：16 A（+/-2%）

電機(jī)電壓：460 V（+/-5%）

電機(jī)防護(hù)等級(jí)：IP55

裝置電壓：110VAC

頻率：60Hz

盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)速：3.38r/min

盤(pán)車(chē)供油流量：50L/min

接地電阻： ≤5Ω

2 盤(pán)車(chē)裝置原理介紹

盤(pán)車(chē)裝置的主要零件有：盤(pán)車(chē)齒輪、擺線針輪、小齒輪、減速齒輪、從動(dòng)輪、電機(jī)傳動(dòng)鏈條等。如圖3 所示 盤(pán)車(chē)裝置的油管路 如圖2 所示。

擺線針輪為活動(dòng)式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，搖臂與盤(pán)車(chē)裝置的操作手柄及油動(dòng)回路機(jī)構(gòu)的活塞桿相連，其回轉(zhuǎn)中心位于主動(dòng)齒輪軸上，擺線針輪在主動(dòng)軸的小齒輪上公轉(zhuǎn)，在搖臂順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)到一定位置時(shí)，擺線針輪與轉(zhuǎn)子盤(pán)車(chē)齒輪進(jìn)入嚙合狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)過(guò)各級(jí)齒輪傳遞力矩使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子以3.38r/min 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（從機(jī)頭看）。在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速高于盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)速時(shí)，盤(pán)車(chē)齒輪變?yōu)橹鲃?dòng)輪，此時(shí)，作用在擺線針輪的轉(zhuǎn)矩相對(duì)于擺臂為逆時(shí)針?lè)较?，在這一力矩的作用下，擺動(dòng)齒輪自動(dòng)退出嚙合位置。

盤(pán)車(chē)裝置的控制原理圖如下：

三相電源進(jìn)入盤(pán)車(chē)裝置，經(jīng)控制回路的交流接觸器進(jìn)入電機(jī)軟起動(dòng)器，并由電機(jī)軟起動(dòng)器輸入到盤(pán)車(chē)電機(jī)。由PLC 根據(jù)控制要求對(duì)液壓機(jī)構(gòu)進(jìn)排油的電磁閥及盤(pán)車(chē)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)進(jìn)行控制，盤(pán)車(chē)裝置選用了可編程控制器PLC 進(jìn)行邏輯控制；同時(shí)，為改善盤(pán)車(chē)投入的啟動(dòng)特性，降低啟動(dòng)電流，盤(pán)車(chē)裝置還選用了軟啟動(dòng)器，防止電機(jī)的大電流沖擊。裝置還具有潤(rùn)滑油壓低和頂軸油壓低直接跳盤(pán)車(chē)。

圖1 自動(dòng)盤(pán)車(chē)操作裝置原理框圖

圖2

圖3

3 盤(pán)車(chē)裝置控制邏輯

盤(pán)車(chē)操作裝置可以通過(guò)采取手動(dòng)的方式來(lái)啟動(dòng)，也可以在自動(dòng)的方式下啟動(dòng)。在主汽門(mén)全關(guān)位置、潤(rùn)滑油壓正常（0.13MPa）、頂軸油壓正常（11.2±0.2MPa）和軟啟動(dòng)正常的條件下，選擇了自動(dòng)盤(pán)車(chē)方式，只要TSI 發(fā)出零轉(zhuǎn)速信號(hào)（通常，在收到穩(wěn)定的零轉(zhuǎn)速信號(hào)后會(huì)自動(dòng)延時(shí)30 秒左右才被系統(tǒng)確認(rèn)），PLC 系統(tǒng)通過(guò)繼電器使電磁閥帶電，液壓缸將帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使盤(pán)車(chē)齒輪靠向汽機(jī)大軸齒輪，并逐漸使之嚙合。PLC 系統(tǒng)在電磁閥通電30 秒開(kāi)始檢測(cè)是否收到嚙合到位信號(hào)，如果未收到嚙合到位信號(hào)，盤(pán)車(chē)電機(jī)將周期性通過(guò)軟起動(dòng)器短時(shí)間啟動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)，使盤(pán)車(chē)電機(jī)微動(dòng)，以利于齒輪間的嚙合，如果還未收到嚙合到位信號(hào)，盤(pán)車(chē)電機(jī)微動(dòng)兩次后第三次將強(qiáng)行啟動(dòng)盤(pán)車(chē)。如果收到嚙合到位信號(hào)，則電機(jī)將自動(dòng)啟動(dòng)并維持盤(pán)車(chē)電機(jī)的運(yùn)行，同時(shí)嚙合到位信號(hào)發(fā)出5 秒后，電磁閥自動(dòng)斷電，從而完成自動(dòng)盤(pán)車(chē)投入。

圖4

圖5

在盤(pán)車(chē)控制原理圖5 中 就地潤(rùn)滑油壓力低信號(hào)(15-3)取非(15-8)、頂軸油壓低信號(hào)(15-5)取非(15-9)、TSI 零轉(zhuǎn)速信號(hào)(15-6)進(jìn)入PLC控制機(jī)后，經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算后允許盤(pán)車(chē)投入，啟動(dòng)盤(pán)車(chē)投入按鈕(15-12)，使盤(pán)車(chē)（嚙合）電磁閥帶電(15-14)，30 秒后檢測(cè)到盤(pán)車(chē)嚙合信號(hào)是否到位(15-16)，若盤(pán)車(chē)到位后，延時(shí)30 秒(15-18)復(fù)位電磁閥帶電。

圖4 中 潤(rùn)滑油壓低信號(hào)到后3ZJ 帶電，3ZJ2 斷開(kāi)，頂軸油壓低信號(hào)到后2ZJ 帶電，2ZJ2 斷開(kāi)，此時(shí)盤(pán)車(chē)自動(dòng)跳閘，將按鈕1XXK4 打到遠(yuǎn)方后，1ZJ 帶電，啟動(dòng)盤(pán)車(chē)按鈕，1C 繼電器得電，電機(jī)啟動(dòng)，當(dāng)1XK嚙合行程開(kāi)關(guān)到位后，盤(pán)車(chē)嚙合自動(dòng)投入，若未自動(dòng)投入，電機(jī)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)30 秒，尋找嚙合位置，直至嚙合成功。當(dāng)零轉(zhuǎn)速信號(hào)到位后，5ZJ 接通，2YF 電磁閥得電，潤(rùn)滑油管路接通，盤(pán)車(chē)潤(rùn)滑油管路供油，如圖2所示。

4 問(wèn)題及處理

由于制造廠到貨設(shè)備存在許多缺陷，包括電磁閥電壓等級(jí)不對(duì)，潤(rùn)滑油管路不正確等。而設(shè)計(jì)院根據(jù)廠家提供的草圖設(shè)計(jì)控制圖，致使盤(pán)車(chē)自動(dòng)投入、自動(dòng)脫開(kāi)、以及手動(dòng)位置點(diǎn)動(dòng)嚙合等功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)，自動(dòng)盤(pán)車(chē)無(wú)法使用，給運(yùn)行造成了很大的困難。經(jīng)過(guò)調(diào)試人員的努力攻關(guān)，首先對(duì)盤(pán)車(chē)的條件重新進(jìn)行了排列，再對(duì)工作流程程序進(jìn)行了設(shè)計(jì)、修改，并對(duì)回路進(jìn)行改線工作、對(duì)嚙合限位開(kāi)關(guān)進(jìn)行了調(diào)整，最終進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，自動(dòng)盤(pán)車(chē)試驗(yàn)成功。

5 應(yīng)用效果

改進(jìn)后經(jīng)過(guò)潤(rùn)滑油壓低仿真、頂軸油壓低仿真以及盤(pán)車(chē)電機(jī)熱保護(hù)試驗(yàn)后，完全達(dá)到試驗(yàn)要求，在后來(lái)的生產(chǎn)運(yùn)行中，盤(pán)車(chē)運(yùn)行正常，汽輪機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，為在以后的邏輯設(shè)計(jì)及試驗(yàn)提供了良好的經(jīng)驗(yàn)。