摘要：盘车装置是汽轮机及燃机的重要辅助设备之一，转子长时间静置会造成弯曲，通常要求在机组启动前24小时进行连续盘车，达到消除转子弯曲，减小转子偏心的目的。尤其是在机组热态停机后需要确保转子能持续盘转，直至转子及缸体冷却后才能停止盘车，这期间持续盘车既能防止转子弯曲，又能使转子及缸体均匀冷却，起到保护设备的目的。本文主要是探讨国内某厂E级燃气轮机液动活塞式盘车的调试方法及故障处理。
关键词：燃机；活塞盘车；故障处理
引言：
燃气机组具有启动速度快，负荷变化率大，效率高等优点，近年来国内燃气机组数量增长迅速。大部分燃气机组需要参与电网调峰，尤其是在高峰时段要求能迅速启动进行顶峰，因此燃机需要频繁启动，燃机的盘车系统比燃煤机组使用更频繁。同时盘车系统能正常投用条件是机组启动前的必要条件，通过启动前调试，使盘车系统能正常安全投用对保证机组设备安全具有十分重要的作用。加强对盘车系统的检查和保养，才能保证盘车系统能够随时具备投用条件。
1 液动活塞式盘车系统综述
盘车系统由一台直流盘车油泵、一台手动盘车油泵、压力调节阀、电磁阀、液动活塞、接近开关等组成。机组停运后，当转子转速低于 1转/分钟 时，盘车系统自动投入，直流油泵自启动提供动力油，电磁阀间歇性带电、失电动作，控制液压活塞进行上、下往复运动，活塞上升带动连杆推动转子的盘车齿轮使转子低速转动，当活塞复位后接近开关动作，进入一下个动作周期。盘车系统设计转速约为8分钟/转。转子盘车期间顶轴油泵和润滑油泵保持运行，为轴承提供润滑。机组停运后，当燃机排气温度及转子表面释放温度大于 60℃时，必须保持盘车运行。当电动盘车泵故障时，通过润滑油箱上的手动盘车油泵提供动力油，手动控制电磁阀动盘动转子。
2 调试过程中遇到的问题及处理方法
2.1 液动活塞行程过短
在燃机润滑油及顶轴油系统调试工作结束后，从燃机排气扩散段人孔进入燃机排气口，通过逆时针推动燃机排气末级叶片，检查燃机转子是否存在卡涩现象，盘动转子数圈，确定转子转动顺畅，惰走趋势平缓。
首次投入自动盘车逻辑功能块，控制盘车油泵启动、电磁阀间隙性带电、失电，1min后控制系统检测到转子静止信号未消失，盘车功能块自动退出并发出报警。现场调试人员反馈盘车系统运行期间转子处于静止状态，未发生转动。重新启动盘车功能块，从现场轴承盘车装置观察窗处检查发现，活塞上升行程过短，推杆并未触及转子齿轮，因此转子始终处于静止状态，可排除测点及逻辑功能故障。
问题分析：现场分析造成活塞行程过短，导致活塞推杆无法触及转子齿轮有三个因素，一是活塞机械行程偏小，无法触及转子齿轮；二是安装位置偏差，导致推杆无法触及转子齿轮；三是活塞动作时间偏短，活塞未达到最大行程时就开始复位，导致推杆无法触及转子齿轮。
解决方法：考虑到现场实施难度及工作量的原因，优先排查第三个因素。
通过修改盘车功能块逻辑，逐渐增加电磁阀带电时间，将原设定时间从6s修改到20s后，液动活塞上升行程到达最大行程，推杆推动转子转动，控制画面接收到转子静止信号消失，盘车系统能正常持续运行。
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2.2 盘车转速过慢
盘车装置带动转子持续转动一圈后，测量到转子转速约为45分钟/转，持续盘车24h后，转子转速约为30分钟/转，转速偏慢，无法满足燃机设计8分钟/转的要求。
问题分析：现场检查发现，活塞上升、下降的动作速度缓慢，每一次往复运动耗用时间偏长，且由于活塞动作缓慢导致推动转子的作用力也相应偏小，与盘车转速过慢有直接关系。活塞由盘车油泵提供动力油，动力油的压力与流量是造成盘车速度过慢的根本原因。
解决方法：在盘车油泵出口加装压力表，校验压力调节阀定值，使其在1.5MPa动作，保证动力油压力充足。重新启动盘车系统，观察系统油压变化情况，通过油压变化及转子转动情况分析发现，在推杆接触转子之前油压上升很缓慢，在推杆接触转子，推动转子做功过程中油压迅速上升至1.5MPa，电磁阀失电后，油压缓慢下降，活塞复位速度也很慢。拆开盘车油泵出口供油模块，发现供油、回油机加工孔直径为6mm，小于设计图纸要求的12mm，将孔径扩大后回装。检查管道管道，发现一处弯管段错缝焊接且内部堆焊严重，导致管道通流面积减小约一半，割除焊道重新打磨焊接后回装。重新启动盘车功能组，观察供油压力表压力上升速度较之前有明显提高，活塞往复运动速率变大。根据活塞动作情况重新修改盘车逻辑功能组内电磁阀带电时间，将其从20s减小至15s，实测转子转速约为20分钟/转，仍不满足设计要求。
根据活塞油缸供油管的现场布置情况，从盘车油泵至活塞油缸的距离大于20m，且活塞油缸与盘车油泵有2.5m高程差，供油管道并未设计排气阀，导致管道内部的空气无法排除，这部分空气在管道内残留，起到蓄能缓冲的负作用，使供油压力上升、下降速率趋于平缓，导致活塞油缸动作缓慢。将活塞油缸进油口连接丝扣拧松，进行在线排气操作，丝扣处有大量气泡冒出，待丝扣处连续渗油且无气泡时拧紧丝扣，即发现油压变化率明显陡升，活塞往复运动速率变大，重新调整电磁阀带电时间，将带电时间改为8s，现场实测转子盘转一圈约用时10min，经过长时间连续盘车后盘转一圈时间约在7至10分钟内波动，满足燃机设计需求。
3 系统改造
燃气机组盘车系统需要频繁使用，为提高系统的可靠性，且方便维护保养，对该盘车系统进行了改造。在盘车油供油模块上安装压力表，机组日常巡检记录压力值，从压力表读数可客观了解盘车系统运行状况，系统出现故障时可供检修人员快速分析处理问题。
盘车系统是通过电磁阀间歇性带电、失电动作控制油缸注油、排油以实现盘车活塞往复动作驱动转子，且活塞油缸与盘车油泵有2.5m高程差，因此在盘车长时间退出运行后，管道内的油会回流至油箱，故此在液动活塞进油管处增加针型阀，用于盘车系统长时间停运后或机组检修后首次启动时管道注油排气。
总之，盘车系统是发电机组的总要辅助设备之一，一旦盘车发生故障不能自动运行，只能通过手摇油泵为液动活塞供油，需要反复按压电磁阀阀芯才能实现手动盘车，现场进行手动盘车试验盘动转子一圈需要耗时约1.5小时，且劳动量较大。为保障盘车系统运行稳定性，需要加强巡检及保养，并准备充足备件，确保硬件故障时能快速消除，保证机组启停安全。
参考文献：
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论文作者:丘志敏
论文发表刊物:《河南电力》2018年14期
论文发表时间:2018/12/29
标签：转子论文; 盘车论文; 活塞论文; 油泵论文; 系统论文; 机组论文; 推杆论文; 《河南电力》2018年14期论文;