燃機盤車運行中存在問題分析

任帥　翟宇

摘 要：我廠燃機盤車采用德國VOITH公司的BHS盤車機構(gòu)，其主要功能是在燃機停運以后，使燃?xì)廨啓C及發(fā)電機進(jìn)入盤車狀態(tài)并以低速旋轉(zhuǎn)。燃機葉片形成空氣流對機組進(jìn)行整體的冷卻，以防止轉(zhuǎn)子和缸體變形（冷卻空氣量不足造成的“拱背”），機組進(jìn)入準(zhǔn)備下次啟動的狀態(tài)。但在歷次停機后的離線水洗完成、SFC停運后，經(jīng)常出現(xiàn)燃機惰走過程中盤車投入失敗的情況，因此拖延了機組啟動時間。本文對這個現(xiàn)象的各方面進(jìn)行簡要的研究和探討。

關(guān)鍵詞：盤車；流量控制閥；嚙合

中圖分類號：TK229 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

在正常停機過程中，盤車會連續(xù)運行24小時，以確保機組充分冷卻，即“冷卻盤車”。冷卻盤車完成后，盤車將自動停運。此后如果機組仍未啟動，盤車將會每隔6小時運行一次，使轉(zhuǎn)子短時旋轉(zhuǎn)一下以檢查其是否可以靈活轉(zhuǎn)動，此時盤車轉(zhuǎn)速很低，即“間歇盤車”。

燃機的啟動，要求盤車轉(zhuǎn)速在100rpm以上或機組在惰走中。盤車轉(zhuǎn)速的設(shè)定是基于滿足燃機冷卻空氣量和防止葉片磨損兩方面要求的。

出于燃機設(shè)計要求，室溫下燃機葉片是較為松動地安裝在轉(zhuǎn)子輪盤葉槽內(nèi)的。在極低速旋轉(zhuǎn)時，燃機葉根會在槽內(nèi)輕微晃動并發(fā)出敲擊聲，這會導(dǎo)致葉片及輪盤的磨損。在高于某一轉(zhuǎn)速時，離心力會將葉片與輪盤牢靠接合，避免晃動。

因此，盤車的正常運行，對燃機有極為重要的意義。

1.燃機盤車當(dāng)前存在的問題

在歷次的燃機水洗完畢、重新投盤車的過程中，多次出現(xiàn)惰走時盤車投入失敗，必須等待燃機轉(zhuǎn)子完全靜止后才可投入，數(shù)次出現(xiàn)過由于盤車無法正常投入而影響機組啟動。多位值班員也確認(rèn)，在投產(chǎn)初期并未出現(xiàn)此種情況。盤車嚙合過程涉及其機械原理和自動控制，下面我們就燃機盤車的原理和其實現(xiàn)過程進(jìn)行分析。

2.燃機盤車原理簡述（分解圖，如圖1所示）

盤車裝置位于壓氣機端軸承端，液壓馬達(dá)MBK22AE001連接一個齒輪，這個齒輪與搖臂自由端的驅(qū)動齒輪保持穩(wěn)定嚙合，一個液壓缸能夠推動搖臂即驅(qū)動齒輪與同時連接發(fā)電機和燃機的中間軸上的齒輪圈嚙合，而彈簧可以使搖臂脫離嚙合并復(fù)位。液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速由兩個轉(zhuǎn)速探頭測得，用以確保液壓缸和齒輪圈的轉(zhuǎn)速良好匹配。

嚙合電磁閥MBV35AA001和MBV35AA002開啟后，頂軸油進(jìn)入液壓缸驅(qū)動搖臂向內(nèi)，使搖臂自由端的驅(qū)動齒輪與齒輪圈嚙合。搖臂的嚙合速度可以通過前述電磁閥下游的限流閥MBV35AA151調(diào)節(jié)。

液壓馬達(dá)由關(guān)斷電磁閥MBV35AA003和流量控制閥MBV35AA101控制供油。液壓馬達(dá)可以通過調(diào)節(jié)流量控制閥的開度實現(xiàn)在零轉(zhuǎn)速至盤車轉(zhuǎn)速間變化，對該閥的兩個機械閥位限位進(jìn)行設(shè)定就能設(shè)置相應(yīng)的預(yù)設(shè)盤車轉(zhuǎn)速。流量控制閥包含兩個控制液壓油流量的電磁閥，通過調(diào)整油流量實現(xiàn)盤車轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。

燃機盤車有兩種投入投入方式，我們且將它們分別稱作“靜態(tài)嚙合方式”與“動態(tài)嚙合方式”。

靜態(tài)嚙合方式。在燃機轉(zhuǎn)子靜止時，液壓馬達(dá)關(guān)斷電磁閥在關(guān)閉狀態(tài)，兩個嚙合電磁閥先行開啟，推動搖臂與中間軸齒輪圈嚙合。此時關(guān)斷電磁閥將開啟，同時流量控制閥逐漸開啟到預(yù)設(shè)閥位，燃機進(jìn)入盤車狀態(tài)。

動態(tài)嚙合方式。在燃機轉(zhuǎn)子惰走過程中，如果其轉(zhuǎn)速降至盤車預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速以下或低于盤車馬達(dá)轉(zhuǎn)速而無法直接嚙合時，流量控制閥將會跟隨燃機當(dāng)前轉(zhuǎn)速同步調(diào)整液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速。當(dāng)燃機轉(zhuǎn)速與馬達(dá)轉(zhuǎn)速同步時，兩個嚙合電磁閥開啟，將搖臂推動到與中間軸齒輪圈嚙合位置，然后流量控制閥將逐漸開啟到預(yù)設(shè)閥位，燃機進(jìn)入正常盤車狀態(tài)。

燃機盤車的整個投入過程是程序自動完成的。在燃機轉(zhuǎn)速在30rpm以上時順控選擇動態(tài)嚙合方式，否則選擇靜態(tài)嚙合方式。具體過程可參見我廠盤車順控邏輯。

3.分析及結(jié)論

按照設(shè)計，盤車完全可以在燃機實際轉(zhuǎn)速在30rpm以上時實現(xiàn)動態(tài)嚙合。但實際情況是在惰走至大約170rpm以下時再啟動盤車，盤車將嚙合失敗。

投產(chǎn)初期，盤車馬達(dá)轉(zhuǎn)速在嚙合較為平緩地上升至預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速，此時燃機轉(zhuǎn)速已經(jīng)較低，則盤車馬達(dá)進(jìn)行了降速、跟蹤，與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速同步后成功嚙合。到投產(chǎn)后一段時間，盤車馬達(dá)的轉(zhuǎn)速上升過程成階躍式，并且在燃機轉(zhuǎn)子較低二者不匹配時，馬達(dá)并不進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)整，導(dǎo)致無法同步，嚙合必然失??；只有在燃機惰走轉(zhuǎn)速較高時投入盤車才可成功嚙合。

正常停機中這個問題之所以沒有顯現(xiàn)，是因為燃機停順控會在轉(zhuǎn)速小于180rpm時立刻自動啟動盤車順控。而SFC停運時，盤車程序需要操作員在燃機轉(zhuǎn)速低于240rpm時（高于240rpm投入盤車將自動保護停）手動投入。

根據(jù)以上分析，可以肯定的是：目前燃機盤車功能存在缺陷，盤車馬達(dá)的轉(zhuǎn)速控制異常。

由于個人能力和手頭資料有限，且作為運行人員無法確認(rèn)是熱工控制信號異常還是執(zhí)行器故障，在此只能建議我部門相關(guān)專業(yè)及設(shè)備部聯(lián)合查找缺陷原因、及早消除隱患。

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