大功率SSS 離合器故障分析及其靜態(tài)調(diào)試的方法和意義

賀晨， 謝明江

（東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司， 四川德陽， 618000）

0 引言

SSS 離合器是一種自動嚙合脫開的旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備， 當(dāng)輸入端轉(zhuǎn)速趨向于超過輸出端時， 離合器自動嚙合并傳遞功率； 當(dāng)輸入端轉(zhuǎn)速低于輸出端時， 離合器自動脫開。 在熱電聯(lián)產(chǎn)的機(jī)組中廣泛應(yīng)用， 主要是為了提高機(jī)組在冬季的供熱能力。當(dāng)離合器脫開時， 輸入軸不再傳遞扭矩， 最大限度將汽輪機(jī)動能轉(zhuǎn)換為熱能。 然而近幾年國內(nèi)某些電廠， 在離合器切換時出現(xiàn)傳動齒磨損現(xiàn)象，導(dǎo)致電廠不能切換離合器， 大大降低了電廠的供熱量， 所以對離合器的研究是非常有意義的。

1 離合器的鎖定與解鎖

在對離合器靜態(tài)調(diào)試及故障說明前， 先對鎖定與解鎖這項(xiàng)功能做一簡單說明。

1.1 離合器的鎖定控制

鎖定 （見圖1） 控制的目的是允許離合器將轉(zhuǎn)矩從輸出傳遞到輸入。 正常情況下不需要鎖定裝置， 當(dāng)輸出端扭矩大于輸入端時， 則離合器會處于脫開位置。 但當(dāng)離合器嚙合時， 并依靠軸承箱上的伺服控制裝置將離合器鎖定， 在此狀態(tài)下允許離合器將轉(zhuǎn)矩從輸出傳遞到輸入位置。

圖1 離合器鎖定示意圖

1.2 離合器的解鎖控制

當(dāng)離合器準(zhǔn)備脫開時， 需要利用伺服控制裝置簡單的對鎖齒進(jìn)行分離， 見圖2。 然后離合器才具備脫開條件， 此后離合器按照正常脫開動作，依靠轉(zhuǎn)速差實(shí)現(xiàn)自動分離。

圖2 離合器解鎖示意圖

2 SSS 離合器靜態(tài)調(diào)試

2.1 目的和意義

離合器的靜態(tài)調(diào)試是在機(jī)組停機(jī)時對離合器單體進(jìn)行的調(diào)試， 是為了驗(yàn)證離合器可以正常的脫開和嚙合， 并驗(yàn)證嚙合與脫開的反饋開關(guān)是否正常。

在機(jī)組首次啟動前進(jìn)行靜態(tài)試驗(yàn)有以下幾點(diǎn)好處：

首先， 可以確認(rèn)SSS 離合器解鎖、 鎖定電磁閥是否按照要求接線， 因?yàn)樵撾姶砰y通常是三位四通電磁閥， 解鎖與鎖定位置有可能會接反， 造成啟動時SSS 離合器可能在解鎖位置， 導(dǎo)致不能正常啟動。

其二， 解鎖、 與鎖定的油路， 相對比較復(fù)雜，有可能會出現(xiàn)油管路安裝有誤的現(xiàn)象。

其三， 由于新機(jī)項(xiàng)目建設(shè)周期較長， SSS 離合器長時間在沒有潤滑油的情況下保持嚙合狀態(tài)，可能會導(dǎo)致正常切換的過程卡澀。 所以， 在基建過程中進(jìn)行靜態(tài)切換是非常有必要的。

2.2 SSS 離合器靜態(tài)調(diào)試的流程

2.2.1 準(zhǔn)備工作

（1）將中間軸承箱打開。

（2）啟動汽機(jī)潤滑油、 密封油。 在此階段油沖洗已結(jié)束， 需要對中間軸承箱做一系列保護(hù)措施，防止?jié)櫥痛罅匡w濺或有異物掉入軸承箱內(nèi)。

（3）準(zhǔn)備吊車在高中壓側(cè)進(jìn)行人工盤車。

（4）在高中壓轉(zhuǎn)子側(cè)， 用百分表監(jiān)測高中壓轉(zhuǎn)子上揚(yáng)情況。

2.2.2 調(diào)試過程

（1）啟動盤車， 保證SSS 離合器在嚙合且鎖定狀態(tài) （初始狀態(tài)）。

（2）停盤車，在畫面上選擇解鎖按鈕，確認(rèn)SSS離合器的鎖定環(huán)是否可以在伺服裝置帶動下向解鎖方向進(jìn)行滑動， 且畫面上鎖定及嚙合信號消失，盤動高中壓轉(zhuǎn)子， 如低壓轉(zhuǎn)子不動， 解鎖試驗(yàn)完成。 該過程驗(yàn)證解鎖電磁閥無誤， 且解鎖反饋信號正常。

（3）停盤車， 畫面上選擇鎖定按鈕， 確認(rèn)SSS離合器的鎖定環(huán)是否可以在伺服裝置帶動下向鎖定方向滑動， 且鎖定反饋信號出現(xiàn)。 該過程又驗(yàn)證了鎖定電磁閥無誤， 且鎖定反饋信號正常。

（4）啟動低速盤車。 觀察高中壓轉(zhuǎn)子是否跟隨轉(zhuǎn)動。 停盤車， 用吊車盤動高中壓轉(zhuǎn)子， 發(fā)現(xiàn)低壓轉(zhuǎn)子不脫開， 鎖定試驗(yàn)完成。

3 SSS 離合器運(yùn)行故障分析

3.1 問題描述

某項(xiàng)目采用繼動型SSS 離合器， 供熱期間，供熱需求大時， 需要切除低壓轉(zhuǎn)子增加供熱量。機(jī)組布置形式見圖3。

圖3 機(jī)組布置示意圖

但在一次背壓運(yùn)行過程中， 發(fā)現(xiàn)低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速異常上升， 且伴隨離合器回油溫度超過報警值≥85 ℃） 的情況。 電廠運(yùn)行人員迅速將離合器切換至嚙合狀態(tài)， 回油溫度變?yōu)檎＃?見圖4。

圖4 離合器回油溫度上升

此后， 現(xiàn)場再次進(jìn)行離合器切換試驗(yàn)， 低壓轉(zhuǎn)子惰走時間有提高的趨勢， 同時離合器排油溫度迅速上升， 轉(zhuǎn)子降速曲線上出現(xiàn)拐點(diǎn)。 最終由于回油溫度過高， 無法繼續(xù)切換， 見圖5。

圖5 離合器無法正常切換

3.2 離合器解體檢查

現(xiàn)場對SSS 離合器進(jìn)行解體檢查。 在拆除輸出端后對主滑移件主齒進(jìn)行檢查， 發(fā)現(xiàn)離合器傳動齒有明顯的磨損現(xiàn)象。

圖6 離合器易磨損位置

3.3 原因分析

該款離合器帶有伺服控制裝置， 而且安裝位置要求嚴(yán)格。 如果伺服機(jī)構(gòu)沒有在正確的位置上，或者沒有按要求使用定位銷， 會導(dǎo)致SSS 脫開后鎖定環(huán)與伺服控制裝置的滑塊接觸并受力。 在背壓運(yùn)行時鎖定環(huán)與滑塊產(chǎn)生的摩擦力會按照圖7的方向傳遞到主滑移組件， 使主滑移組件在背壓運(yùn)行時受力并向輸入端移動， 長期如此會導(dǎo)致離合器的主傳動齒相互接觸。

圖7 鎖定裝置與離合器接觸

該款離合器在國內(nèi)多次出現(xiàn)磨損。 后經(jīng)過驗(yàn)證， 將伺服控制裝置的安裝調(diào)整正確并按使用定位銷后， 尚未出現(xiàn)新的磨損。

4 處理建議

根據(jù)以上原因分析， 提出以下3 點(diǎn)建議：

（1）基建安裝時， 要特別注意離合器伺服裝置的安裝、 定位是否完全符合設(shè)計(jì)要求。 不同型號離合器， 其伺服裝置的安裝要求完全不同， 安裝單位不能只將注意力集中在離合器本體， 而忽略了與離合器相關(guān)的其他設(shè)備；

（2）做好靜態(tài)調(diào)試， 在啟動前進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試，可以在一定程度上驗(yàn)證伺服裝置的安裝是否正確；

（3）考慮使用不帶鎖定裝置的離合器， 在功能上不帶鎖定裝置的離合器是可以滿足熱電聯(lián)產(chǎn)需求的。 區(qū)別在于該離合器在啟動或者停機(jī)過程中，高中壓轉(zhuǎn)子和低壓轉(zhuǎn)子無法保持同步。 故使用時充分考慮機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行工況， 如果機(jī)組是日啟停的， 則不建議該方案， 如果為連運(yùn)機(jī)組則可以采用不帶鎖定裝置的離合器。

5 結(jié)語

SSS 離合器是一種可靠的機(jī)械裝置， 且該款帶鎖定裝置的340T 在國內(nèi)已有數(shù)十臺。 在熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組中使用， 可以提高機(jī)組熱電比， 具備良好的應(yīng)用前景。 本文分析了離合器在使用過程中的故障并提供了解決方案， 在一定程度上打消了用戶疑慮。 此外， 建議用戶在有條件的情況下對離合器進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試，可以大大降低離合器的故障率。