某汽轮机盘车介绍及投运分析

罗川宁

（江苏核电有限公司 运行二处 江苏省 连云港市）

摘要：汽轮机在冲转前或停机后，进入或积存在汽缸内的蒸汽使上缸温度比下缸温度高，从而使转子不均匀受热或冷却，产生弯曲变形。盘车装置的作用是在汽轮机冲转前和停机后带动转子作低速转动，使转子受热均匀，可以消除转子的热弯曲。同时也有利于减少上下汽缸的温差，减小冲转启动力矩及提升热机速度。另外，在启机前，通过盘车还可以检查汽轮机动静部分之间是否有摩擦以及润滑油系统工作是否正常。本文在介绍田湾3号机汽轮机盘车结构及原理之上，对盘车投运做了分析与总结。

关键字：盘车；原理；逻辑；首次启动

1 盘车功能

汽轮机在冲转前或停机后，进入或积存在汽缸内的蒸汽使上缸温度比下缸温度高，从而使转子不均匀受热或冷却，产生弯曲变形。

盘车装置的作用是在汽轮机冲转前和停机后带动转子作低速转动，使转子受热均匀，可以消除转子的热弯曲。同时也有利于减少上下汽缸的温差，减小冲转启动力矩及提升热机速度。另外，在启机前， 通过盘车还可以检查汽轮机动静部分之间是否有摩擦以及润滑油系统工作是否正常。如果停机时间比较长，为了防止转子弯曲，油循环和盘车装置应该运行足够长的时间，至少 48 小时，直到转子完全冷却。田湾 3、4 号机组采用哈动制造的自动盘车装置，可以实现在汽轮机低速惰转时自动投入，并且在高速冲转时自动退出。

2 盘车结构

田湾 3、4 号机组盘车装置本体主要包含有盘车电机、涡轮蜗杆、减速齿轮、就地控制装置、啮合/脱扣电磁阀；盘车附件包括有仪用压空供应管线、润滑油供油电磁阀及管线。盘车电机为三相交流异步电机，额定电压为 380V，额定功率为 11KW（启动功率是 22KW），电源连接在BMC13 段，在失电工况下，由 XKA60 机组柴油机分级带载第5 步（65s）启动盘车装置。

3 盘车投退控制原理与逻辑

3.1盘车控制原理

田湾 3、4 号机组盘车装置主要通过仪用压空推动盘车气缸活塞动作，活塞联动啮合推杆运动，以驱动盘车末级齿轮与盘车大齿轮的啮合。盘车装置连接如图 4 所示。盘车喷油电磁阀 MAD08AA101 依据汽轮机转速信号自动得电打开，从汽轮机 8#轴承润滑油供油管线上取油，提前向盘车大齿轮连续喷油润滑。

图 4如上 3 号机组盘车装置

图 5如下 供油电磁阀

另外，三通电磁阀 MAD08AA103/102 分别为啮合电磁阀和脱扣电磁阀，一路与仪用压空供应软管相连，一路对空，还有一路分别与气缸两端相连；正常情况下，三通电磁阀均处于失电状态，气缸活塞两侧都与大气连通。当盘车装置得到啮合信号后，MAD08AA103 得电将仪用压空与气缸连通，压空在气缸内推动活塞向左侧移动，联动啮合推杆向上运动，同时，脱扣限位开关 MAD08CG102 信号由 ON 转 OFF， 当盘车达到啮合位置后，啮合限位开关MAD08CG101 信号由OFF 转ON， 并经一定延时后，盘车启动，联带汽轮机转子以 1.44rpm 旋转。同理， 在汽轮机冲转过程中，转速超过盘车转速时，由于离心力克服弹簧提供的指向啮合方向的力，将末级啮合齿轮（6#齿轮）甩开至脱扣位置， 啮合限位开关信号立刻从 ON 转 OFF，同时盘车停运，脱扣电磁阀MAD08AA102 得电打开，将压空引入气缸左侧，推动活塞向右移动， 最终使盘车齿轮到达脱扣位置。

3.2盘车投退控制逻辑

田湾 3、4 号机组盘车自动控制逻辑设置了相应的联锁信号，保证盘车装置能够在各种工况下可靠启动和切除。盘车装置允许启动条件如下：

1、顶轴油泵出口母管压力 MVL20CP001 大于 5.9MPa。顶轴油泵正常出口油压为 14.7MPa，选取 5.9MPa 作为盘车启动闭锁条件主要是为了避免顶轴油泵在运行过程中油压波动导致误闭锁盘车；

2、盘车齿轮喷油压力 MAD08CP001 大于 0.02MPa；

3、发电机油/氢压差 MKW32CP002 大于 0.085MPa。考虑到当发电机油氢压差低于限值时，发电机密封环可能与转轴接触，此时若启动盘车，可能造成轴瓦损坏。但当盘车处于运行状态时，发电机

油/氢压差不再作为盘车保护停运信号，因此时发电机密封轴瓦油膜已建立；

4、润滑油油冷器出口油温 MVJ30CT002/003 均大于 21℃； 以上 4 个条件必须同时具备才允许盘车启动。

3.3盘车自动投运逻辑

在汽轮机正常打闸停机后，汽轮机以一定速度惰转，当汽轮机转速降至 600rpm，且此时顶轴油泵入口压力大于 0.098MPa，会发信号启动预先设定的一台顶轴油泵，此时，操纵员应确认顶轴油泵出口母管油压已建立。当汽轮机转速继续下降至 100rpm 时，盘车喷油电磁阀 MAD08AA101 得电开启，从 8 号轴承润滑油供油管线上取油向盘车大齿轮连续喷油。当位于汽轮机机头处的两个零转速信号仪表MAX51CS101/102 均采集到汽轮机转速小于 0.5rpm 且无偏差信号后， 延时 5s 自动点动盘车（维持 1s），再延时 15s，盘车啮合电磁阀 MAD08AA103 得电打开，盘车齿轮离开脱扣位，向啮合位移动。

3.4盘车自动退出运行

在汽轮机冲转过程中，汽轮机转子转速上升，盘车末级减速齿轮由盘车电机驱动的主动轮变为由汽轮机大轴带动的从动轮。当汽机转速大于一定值时，由离心力克服弹簧提供的指向啮合方向的力，将末级齿轮甩开至脱扣位置，同时啮合推杆也被置于脱开啮合位置。在啮合限位开关MAD08CG101 信号由 ON 转OFF 后，产生停运盘车信号。同时，盘车脱扣电磁阀 MAD08AA102 带电打开，向盘车气缸左侧腔室供应压空，推动活塞向右移动，促使盘车末级齿轮向完全脱扣位置移动。当盘车脱扣限位开关 MAD08CG102 由 OFF 转 ON 信号后，延时 5s，盘车脱扣电磁阀 MAD08AA102 断电，盘车气缸两侧恢复与大气连通，至此，盘车装置完成自动退出运行。

4 首次投盘车总结

1、 盘车启动前应具备条件确认

• 润滑油系统盘车油泵 30MVB11AP001 运行，供入轴承的润滑油压力为 0.17 兆帕，油温 47 度；

• 顶轴油泵30MVE01AP001 运行，泵出口压力14.39 兆帕； 由于备自投程序未验证无法投入，安排专人看管顶轴油系统，在大轴运作期间一旦发现顶轴油压力异常或运行的顶轴油泵故障切除，就地立即启动另一台顶轴油泵；此外确认盘车保护切除逻辑中根据顶轴油压力低保护切盘车的信号已投入；

• 本次启动时，盘车齿轮润滑油供油电磁阀30MAD08AA101 不可用，通过旁路阀 30MAD08AA001 向盘车齿轮供油，油压 0.103 兆帕；

• 本次启动时，盘车装置啮合、脱口电磁阀均不可用， 通过就地操作手柄进行盘车啮合与脱口操作；

• 发电机密封油系统 30MKW11/60AP001 运行，油氢压差

0.038 兆帕（盘车启动的逻辑条件为大于0.085 兆帕， 本次调试人员直接将该条件模拟为“1”）；

• 调试人员测量盘车电机绝缘合格并在日志签字；

• 盘车电机转向为：从上向下看逆时针；

各轴承温度测点均显示正常；但发电机密封瓦金属温度无测点，密封瓦回油温度无单独测点，这点与一期机组不同。

• 本次启动前汽机转速表未具备投运条件，调试人员通过就地掐秒表计算大轴转速。

2、 盘车首次启动步骤

• 就地手动将盘车与大轴脱口，主控确认啮合反馈30MAD08CG101 消失；

• 启动盘车电机确认转向，并记录启动及运行电流；盘车空载启动时就地测得启动电流 750A,运行电流 20A；

• 停运盘车电机，就地将电机与大轴啮合，主控确认有啮合反馈 30MAD08CG101；

• 再次检查确认大轴在盘车转速下运行条件已满足，现场人员已就位；

• 主控启动盘车，就地测量盘车启动电流、运行电流； 就地检查盘车运行情况；检查大轴转向、转速；就地检查各轴承顶轴油压力确认润滑油膜正常；主控监视各轴承温度正常。

4、 盘车首次启动前后相关画面见附图

• 首次启盘车前润滑油运行画面

• 首次启盘车前顶轴油运行画面

• 首次启盘车前各轴承温度

• 盘车首次启动后画面

• 盘车运行 1 小时后各轴承温度

• 盘车逻辑图

参考文献：

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