王欣欣，孫忠旭，宋大全

（1.福建福清核電有限公司，福建 福清，350318；2.東方汽輪機(jī)有限公司，四川 德陽(yáng)，618000）

某核電汽輪機(jī)盤車無(wú)法投運(yùn)原因分析及處理

王欣欣1，孫忠旭2，宋大全2

（1.福建福清核電有限公司，福建 福清，350318；2.東方汽輪機(jī)有限公司，四川 德陽(yáng)，618000）

文章分析了某核電1、2號(hào)機(jī)組盤車小齒輪無(wú)法脫開(kāi)故障的原因。介紹了通過(guò)封堵盤車排油孔、提高盤車潤(rùn)滑油壓、抬高動(dòng)力油電磁閥的位置，以消除盤車小齒輪無(wú)法脫開(kāi)到位故障的方法。介紹了通過(guò)調(diào)整大軸頂起高度及控制軸瓦平行度以保證盤車順利投運(yùn)的方法。實(shí)踐證明這些措施能夠較好地將盤車無(wú)法投運(yùn)故障消除，使盤車及時(shí)投運(yùn)，確保機(jī)組啟、停安全。關(guān)鍵詞：盤車，投運(yùn)，原因分析，處理，轉(zhuǎn)子彎曲

Abstract：This article analyses the causes of that the turbine turning can't work in a nuclear power station unit 1 and 2.It introduces the plugging turning oil drain hole and increasing lube oil pressure and lifting up the power oil solenoid valve to clear the faults，which leads to pinion can't completely disengagement.It presents the ways to ensure the operating of the jigger successfully by adjusting the height of rotors jacking and controlling.The practice proves that these measures can be put into operation to eliminate the failure of turning,the turning run timely ensure the safety of unit commitment.

Key words：turning gear,put into operation,causes analysis,treatment,rotor hot bending

0 引言

某核電1、2號(hào)汽輪發(fā)電機(jī)組各配有兩套自動(dòng)盤車裝置：一套為正常操作的電動(dòng)盤車，即主盤車；另一套為低速液壓盤車，即輔助盤車，它用于緊急盤車和轉(zhuǎn)子定位[1]。兩套盤車裝置都安裝于汽輪機(jī)的前箱中。兩臺(tái)機(jī)組在調(diào)試和運(yùn)行中都出現(xiàn)過(guò)汽輪機(jī)盤車無(wú)法投運(yùn)的故障，主要現(xiàn)象為主盤車小齒輪無(wú)法脫開(kāi)到位。通過(guò)采取各種有效措施，能夠及時(shí)地保證汽輪機(jī)盤車順利投運(yùn)。

1 汽輪機(jī)盤車無(wú)法投運(yùn)原因分析

汽輪機(jī)盤車無(wú)法投運(yùn)原因很多，但總的來(lái)看，可以分為兩個(gè)方面，一方面是盤車本身故障，另一方面是盤車力矩過(guò)大。

1.1 汽輪機(jī)盤車本身故障

某核電1、2號(hào)機(jī)組調(diào)試期間發(fā)生盤車無(wú)法投運(yùn)的故障，根據(jù)后續(xù)分析、處理情況來(lái)看，主要有以下幾點(diǎn)。

1.1.1 停機(jī)時(shí)主盤車小齒輪無(wú)法脫開(kāi)到脫扣位置

1、2號(hào)機(jī)組在調(diào)試期間發(fā)生過(guò)多次停機(jī)時(shí)盤車小齒輪無(wú)法脫開(kāi)到脫扣位置故障，具體表現(xiàn)為主盤車停運(yùn)后，小齒輪脫開(kāi)位置GGR002SM信號(hào)未觸發(fā)，打開(kāi)前箱人孔蓋板后檢查小齒輪端面離GGR002SM軸向仍有10 mm左右的距離，如圖1所示。

輔助盤車啟動(dòng)邏輯需要GGR002SM信號(hào)觸發(fā)，而小齒輪無(wú)法脫開(kāi)到位導(dǎo)致該信號(hào)無(wú)法觸發(fā)，進(jìn)而導(dǎo)致輔助盤車也無(wú)法投運(yùn)。

圖1 主盤車小齒輪脫開(kāi)不到位（左）與脫開(kāi)到位（右）

1.1.2 盤車控制卡件故障

盤車控制卡件分為P1、P2、P33個(gè)卡件，1號(hào)機(jī)出現(xiàn)過(guò)汽機(jī)轉(zhuǎn)速降至21 r/min左右時(shí)P1卡件卡死、示數(shù)與P2不一致，最終導(dǎo)致嚙合失敗的狀況。2號(hào)機(jī)在調(diào)試過(guò)程中也出現(xiàn)主盤車P1卡件報(bào)E3故障，就地控制箱收到主控盤車啟動(dòng)命令后無(wú)任何反應(yīng)的事件，還出現(xiàn)過(guò)因P3探頭安裝距離不正確導(dǎo)致P3卡件中轉(zhuǎn)速顯示不正常、P1卡件報(bào)E9故障、盤車投運(yùn)不成功的事件。后ALSTOM澄清已將P3探頭的安裝間隙由2±0.5 mm改為1.5±0.5 mm，而且最好安裝間隙為1 mm。經(jīng)處理后正常。

1.2 盤車力矩過(guò)大

汽輪機(jī)盤車力矩過(guò)大導(dǎo)致盤車無(wú)法投運(yùn)，主要原因可能為動(dòng)靜部分發(fā)生碰磨、轉(zhuǎn)子頂起高度不足、軸瓦發(fā)生傾斜等。

1.2.1 動(dòng)靜部分碰磨

這種情況比較少見(jiàn)，預(yù)防此類故障的根本措施就是在檢修過(guò)程中保證質(zhì)量，動(dòng)靜間隙要控制在合格范圍內(nèi)。

1.2.2 頂起高度不足

汽機(jī)大軸有頂起高度要求，頂起高度不足將造成盤車力矩過(guò)大，盤車無(wú)法盤動(dòng)，1號(hào)機(jī)首次核沖轉(zhuǎn)前發(fā)生過(guò)因頂起高度不足導(dǎo)致盤車無(wú)法投運(yùn)的事件。

1.2.3 軸瓦傾斜

軸瓦傾斜導(dǎo)致盤車無(wú)法投運(yùn)在某核電1、2號(hào)機(jī)組發(fā)生過(guò)多次，故障多出在發(fā)電機(jī)前后軸承上。

造成軸承傾斜的原因很多，分析認(rèn)為主要有以下幾點(diǎn)：

（1）發(fā)電機(jī)軸承坐落在發(fā)電機(jī)端蓋上，而發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子很重（約240 t），會(huì)造成軸承下沉；

（2）停潤(rùn)滑油、頂軸油過(guò)早，轉(zhuǎn)子冷卻后收縮，在油膜失去后對(duì)軸承產(chǎn)生一個(gè)軸向指向轉(zhuǎn)子死點(diǎn)（推力軸承）的摩擦力，從而使軸瓦發(fā)生傾斜；

（3）發(fā)電機(jī)充排氫速率過(guò)快，造成端蓋變形，軸瓦傾斜[2]；

（4）設(shè)計(jì)原因，軸承自復(fù)位能力差[3]。

2 汽輪機(jī)盤車無(wú)法投運(yùn)故障處理

2.1 主盤車小齒輪無(wú)法脫開(kāi)到脫扣位置處理

根據(jù)現(xiàn)象首先懷疑螺旋花鍵有異物卡澀，或者是槽道有毛刺，導(dǎo)致小齒輪無(wú)法脫開(kāi)到位。據(jù)此分析，對(duì)1號(hào)機(jī)螺旋花鍵進(jìn)行了檢查，并用壓縮空氣對(duì)花鍵進(jìn)行了吹掃，結(jié)果表明這樣做對(duì)于解決小齒輪無(wú)法脫開(kāi)故障效果不明顯。

繼續(xù)分析認(rèn)為電磁閥排油管線憋壓導(dǎo)致排油不暢是主盤車小齒輪退不到位的主要原因。要想從根本上解決小齒輪脫開(kāi)不到位的故障，就必須要解決電磁閥排油管線憋壓的問(wèn)題。下文2.1.1節(jié)至2.1.3節(jié)介紹了3種解決電磁閥排油管線排油不暢問(wèn)題的方法。

此外，若螺旋花鍵潤(rùn)滑不足，也會(huì)使小齒輪無(wú)法脫開(kāi)到位。

2.1.1 主盤車小齒輪活塞外圓上排油孔封堵

主盤車小齒輪活塞外圓上留有調(diào)試時(shí)所用的2個(gè)排油孔。小齒輪在脫開(kāi)過(guò)程中，活塞會(huì)插入活塞腔，管線中殘油及螺旋花鍵部分潤(rùn)滑油會(huì)通過(guò)電磁閥排走?；钊迦牖钊恢袝r(shí)，螺旋花鍵潤(rùn)滑油通過(guò)排油孔排到活塞腔中，一旦這部分排油量過(guò)大，就會(huì)導(dǎo)致排油不暢導(dǎo)致憋壓，進(jìn)而出現(xiàn)小齒輪脫開(kāi)不到位的現(xiàn)象，見(jiàn)圖2。

圖2 主盤車活塞作用示意圖

其他核電已有經(jīng)驗(yàn)反饋，對(duì)這2個(gè)排油孔進(jìn)行了封堵，大幅減少了主盤車小齒輪未脫開(kāi)到位的情況，且也未產(chǎn)生其他不良影響。2號(hào)機(jī)組在調(diào)試期間通過(guò)廠家澄清，同意封堵2號(hào)機(jī)組的盤車齒輪排油孔1個(gè)。排油孔封堵情況照片見(jiàn)圖3。

圖3 主盤車工藝孔封堵后（左）與封堵前（右）

2.1.2 動(dòng)力油電磁閥位置抬高

設(shè)計(jì)上三通電磁閥的安裝位置比排油口高，但是安裝公司漏裝電磁閥支架，導(dǎo)致電磁閥位置比排油口低。顯然，這種情況下重力作用是無(wú)法將管線中的油完全排出的，而活塞插入活塞腔時(shí)，因空氣是可壓縮的，利用空氣動(dòng)力也無(wú)法將這部分殘油完全及時(shí)排出，這樣，就造成了憋壓，從而阻礙小齒輪退回到位。提高電磁閥的位置，減小回油管線長(zhǎng)度，保證排油口在排油管線最低點(diǎn)，可以利用重力將殘油及時(shí)排出，對(duì)于解決憋壓?jiǎn)栴}很有益處，見(jiàn)圖4。

圖4 三通電磁閥位置提高前 （左）與提高后 （右）

此外，針對(duì)電磁閥排油管線憋壓可能導(dǎo)致排油不暢的情況，廠家提出設(shè)計(jì)更改，增加了一個(gè)電磁閥連接板（見(jiàn)圖5），從而抬高電磁閥標(biāo)高（油管長(zhǎng)度需相應(yīng)改變），促使電磁閥排油順暢。該方案已在2號(hào)機(jī)實(shí)施變更。

圖5 電磁閥位置抬高示意圖

2.1.3 排油管線增加單獨(dú)的排氣通道

某核電3號(hào)機(jī)組在小齒輪供 （排）油管線上增加了一道三通閥，該閥門的作用是：供油情況下，導(dǎo)通電磁閥出口與活塞腔，使活塞獲得軸向推力；排油情況下，導(dǎo)通活塞腔與前軸承箱，使活塞腔及管線內(nèi)殘余氣體及潤(rùn)滑油及時(shí)排至前軸承箱，避免憋壓，從而使小齒輪順利脫開(kāi)到位。2.1.4 主盤車減速裝置潤(rùn)滑油壓不足故障處理

由前軸承箱內(nèi)部潤(rùn)滑油管Φ60.3×2.77分配兩路Φ21.3×2.77的油管至主盤車減速裝置，一路為經(jīng)電磁閥的主盤車嚙合動(dòng)力油管；而另一路至主盤車減速裝置小齒輪軸中心的潤(rùn)滑油路，該路與母管相接的接管座內(nèi)徑Φ10與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)尺寸Φ14不符，造成潤(rùn)滑油量不足，使小齒輪密封環(huán)軸向脫開(kāi)推力不足，不能脫開(kāi)到位，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接管座按照?qǐng)D紙進(jìn)行擴(kuò)孔處理，收到了一定效果，見(jiàn)圖6。

圖6 潤(rùn)滑油母管至盤車動(dòng)力油及小齒輪潤(rùn)滑油管路圖

另外，據(jù)相同型機(jī)組經(jīng)驗(yàn)反饋，因現(xiàn)場(chǎng)安裝主盤車減速裝置潤(rùn)滑油引出孔蓋板軸向間隙調(diào)整過(guò)死，造成潤(rùn)滑油連接管磨損而大量泄漏油，使供給主盤車減速裝置的潤(rùn)滑油壓不足，直接導(dǎo)致主盤車減速裝置退不到位，見(jiàn)圖7。

圖7 潤(rùn)滑油引出孔蓋板與潤(rùn)滑油連接管磨損

2.2 盤車控制卡件故障處理

卡件的基本參數(shù)設(shè)置均在出廠前已設(shè)置完成，暫時(shí)無(wú)法確定卡件所有參數(shù)意義，因而一旦出現(xiàn)卡件故障，只能對(duì)其進(jìn)行復(fù)位或者更換。

2.3 盤車力矩過(guò)大處理

盤車力矩過(guò)大時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況具體分析。首先在安裝和檢修過(guò)程中嚴(yán)格控制質(zhì)量，保證動(dòng)靜部分間隙符合標(biāo)準(zhǔn)，避免動(dòng)靜碰磨引起盤車力矩過(guò)大；其次在每次投運(yùn)盤車前測(cè)量并調(diào)整大軸頂起高度，保證大軸頂起高度合格；再次，需要采取措施預(yù)防軸瓦傾斜，保證軸瓦平行度合格。

針對(duì)軸瓦傾斜導(dǎo)致盤車力矩過(guò)大，有以下幾項(xiàng)預(yù)防措施：

（1）控制安裝檢修質(zhì)量，使汽輪機(jī)軸瓦平行度不超過(guò)0.05 mm，發(fā)電機(jī)軸瓦平行度不超過(guò)0.02 mm；

（2）增大發(fā)電機(jī)端蓋與端罩螺栓把合力矩，由1 700 N·m增加到3 200 N·m；增大上下半端蓋水平結(jié)合面螺栓把合力矩，由2 300 N·m增加到4 500 N·m，以消除端蓋與端罩相對(duì)位移產(chǎn)生的軸瓦平行度變化；

（3）按照廠家文件要求控制停機(jī)后停潤(rùn)滑油及頂軸油時(shí)間，防止轉(zhuǎn)子收縮引起軸瓦平行度變化；

（4）控制發(fā)電機(jī)充、排氣速率不超過(guò)100 kPa/h，防止充、排氣速率過(guò)快引起端蓋變形，從而導(dǎo)致軸瓦平行度變化。

軸瓦前后溫差及頂軸油壓差也可以反應(yīng)軸瓦傾斜情況。軸瓦前后溫差過(guò)大，說(shuō)明軸瓦處潤(rùn)滑油流量不均，軸瓦已經(jīng)發(fā)生傾斜；正常情況下軸瓦頂軸油壓差不會(huì)超過(guò)5 MPa，而一旦超過(guò)此限值，則軸瓦很有可能發(fā)生傾斜。一旦發(fā)生軸瓦傾斜故障，則需要重新對(duì)軸承平行度作調(diào)整，保證盤車順利投運(yùn)。

3 結(jié)論

對(duì)現(xiàn)階段常見(jiàn)汽機(jī)盤車故障現(xiàn)象分析可以得出，存在的主要問(wèn)題是主盤車小齒輪無(wú)法脫開(kāi)到位和盤車力矩過(guò)大，而造成盤車無(wú)法投運(yùn)的更深層次原因則是排油管線憋壓、潤(rùn)滑油壓不足、大軸頂起高度不足和軸瓦傾斜。實(shí)踐證明，封堵盤車排油孔、抬高電磁閥位置以及其他各種控制軸瓦平行度的方法能有效地解決盤車無(wú)法投運(yùn)故障。

通過(guò)各種手段保證汽輪機(jī)盤車及時(shí)、順利投運(yùn)，是機(jī)組沖轉(zhuǎn)及并網(wǎng)的前提條件，而這些手段也為同類機(jī)組提供了良好的借鑒。

[1]東方汽輪機(jī)有限公司.福清核電站1、2號(hào)機(jī)組GGR系統(tǒng)手冊(cè)C版[Z].2012.

[2]蔣志龍,李全勇,樊志勇,等.汽輪發(fā)電機(jī)軸瓦傾斜故障分析[J].中國(guó)設(shè)備工程,2013,（4）:38-39.

[3]官永勝,王建立,王黔.1 150 MW核能發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子盤不動(dòng)原因分析和處理[J].東方電氣評(píng)論,2013,27（3）：32-35.

Causes Analysis and Treatment of Turning gear of a Nuclear Power Turbine Unable to be Put into Operation

Wang Xinxin1， Sun Zhongxu2， Song Daquan2
（1.Fujian Fuqing Nuclear Power Co.,Ltd.,Fuqing Fujian,350318;2.Dongfang Turbine Co.,Ltd.,Deyang Sichuan,618000）

TP242

A

1674-9987（2017）03-0063-04

10.13808/j.cnki.issn1674-9987.2017.03.014

王欣欣 （1988-），男，本科，工程師，2010年畢業(yè)于西安交通大學(xué)過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)，現(xiàn)從事汽輪機(jī)檢修工作。