液压盘车在宁海电厂1 000 MW汽轮机中的应用

丁 湧

(浙江国华浙能发电有限公司，浙江宁波315612)

1 液压盘车装置概述

在汽轮机启动冲转前和停机后，使转子以一定的转速连续地转动，以保证转子均匀受热和冷却的装置称为盘车装置。宁海电厂1 000 MW汽轮机采用高速液压马达盘车，盘车转速约为48～54 r/min，其作用是保证汽轮机在启动和停止过程中的安全运行。

液压盘车装置主要由液力调速马达、超速离合器、中间轴和必要的轴承及紧固件组成，液压马达直接由顶轴油驱动。在马达的供油管上装有可调节转速的阀门。为了防止轴承在汽轮机正常运行期间发生静止腐蚀，汽轮机在额定转速3 000 r/min运行时，盘车保持约2～3 r/min的转速缓慢转动。

2 液压盘车的工作原理

液压马达由5个伸缩油缸及1根偏心轴组成，盘车启动时，供油电磁阀打开，借助于在伸缩油缸中的压力油柱，把压力传递给马达的输出偏心轴，使马达伸出轴通过中间传动轴带动转子转动，其安全可靠性及自动化程度均非常高。盘车装置配有超速离合器，能做到在汽轮机冲转达到一定转速后自动退出，并能在停机时自动投入。

下面分别介绍液压马达和超速离合器的工作原理。

2.1 液压马达的工作原理

如图1所示，在壳体1的圆周放射状均布了五个伸缩油缸。伸缩油缸中的柱塞2通过球铰与连杆3相连接。连杆端部的鞍型圆柱面与曲轴4的偏心轮相接触。曲轴的一端通过十字接头与配流轴5相连。配流轴上“隔墙”两侧分别为进油腔和排油腔。

高压油进入马达的进油腔后，经壳体的槽①、②、③引到相应的柱塞缸①、②、③中去。高压油产生的液压力作用于柱塞顶部，并通过连杆传递到曲轴的偏心轮上。例如，柱塞缸②作用于偏心轮上的力为N，这个力的方向沿着连杆的中心线，指向偏心轮的中心O1。作用力N可分解为两个力:法向力Ff(力的作用线与连心线重合)和切向力T。

切向力T对曲轴的旋转中心O产生扭矩，使曲轴绕中心O逆时针方向旋转。

柱塞缸①和③也与此相似，只是由于它们相对于主轴的位置不同，所以产生的扭矩的大小与缸②不同。使曲轴旋转的总扭矩应等于与高压腔相通的柱塞缸(在图示情况下为①、②和③)所产生的扭矩之和。曲轴旋转时，缸①、②、③的容积增大，④、⑤的容积变小，油液通过壳体油道④、⑤经配流轴的排油腔排出。

当配流轴随马达转过一个角度后配流轴“隔墙”封闭了油道③，此时缸③与高、低压腔均不相通，缸①、缸②通高压油，使马达产生扭矩，缸③和缸⑤排油。当曲轴连同配流轴再转过一个角度后，缸⑤、①、②通高压油，使马达产生扭矩，缸③、④排油。由于配流轴随曲轴一起旋转，进油腔和排油腔分别依次与各柱塞缸接通，从而保证曲轴连续旋转。

2.2 超速离合器的工作原理

超速离合器的啮合件如图2方式封装在箱体内，即在投入盘车装置时，它们向内旋转，从而使内外座圈之间产生刚性连接。轴线则由液压盘车装置的马达通过特殊仿形轴、轴法兰及超速离合器驱动。在汽轮机升速时，离合器的夹紧件向外旋转，断开连接。在更高转速下，离心力使得随内环一起旋转的啮合件收缩直至与外环不再接触，这样在汽机运行过程中就不会产生磨损。

如图2所示，上半部分为液压马达通过仿形轴连接的超速离合器的外套，下半部分为盘车马达与汽轮机转子相连接的输出轴，即超速离合器的内套，中间部分为啮合件。图2(a)所示状态为盘车马达和汽轮机都处于静止时的自由状态，外套和内套通过啮合件啮合在一起，但是没有转动;图2(b)所示状态为盘车马达开始转动并通过啮合件带动汽轮机转子同速转动的状态，即n1=nA;图2(c)所示为汽轮机转子转速大于或等于盘车马达转速，即n1＞nA，但是还没达到脱扣转速的状态，此时汽轮机转子带动盘车马达做同速转动;图2(d)所示状态为汽轮机转子转速远大于盘车马达转速，即n1≫nA，盘车马达与汽轮机转子已经脱扣，此时超速离合器的外套、内套与啮合件处于自由未啮合状态，汽轮机以自己的转速转动。以上就是超速离合器的简单工作过程。

图1 单作用连杆型径向柱塞式液压马达的原理图

图2 超速离合器的啮合件工作过程

3 手动盘车装置

宁海电厂1 000 MW汽轮机除了装有液压盘车装置外，还配备手动盘车装置，用以辅助液压盘车启动和汽轮发电机组检修时盘转转子。如果手动旋转轴感觉困难，则可能是由于顶轴油系统调整不当或者轴系出现摩擦，在此情况下，在蒸汽进入汽轮机之前必须采取适当的措施。

4 液压盘车运行规定

液压盘车在运行中有如下严格规定，以保证盘车装置和汽轮机组的安全:

(1)盘车正常投运操作应先由检修人员通过手动盘车装置手动盘车，确认汽轮机转子转动正常后，再打开液压盘车供油电磁阀，运行人员缓慢开启液压马达供油调节阀，控制盘车转速在48～54 r/min连续运行。

(2)盘车正常转速为48～54 r/min。汽机转速小于120 r/min，盘车自动投入;汽机转速大于180 r/min，盘车自动退出。

(3)机组正常运行时，盘车空转转速在 6～12 r/min之间，以防止静态腐蚀。

(4)盘车装置的液压马达中的油温不得超过80℃。

(5)汽机转子金属温度小于100℃时，可以停用盘车。

5 结束语

盘车是保证汽轮发电机组启停安全必不可少的装置，宁海电厂1 000 MW汽轮机采用高速液压盘车，为汽轮机组的启停提供保障，液压盘车装置在使用过程中必须遵循运行规定，定期进行维护保养，方能保证盘车装置的长周期稳定运行。

［1］国华宁海电厂.1 000 MW机组汽轮机培训教材［Z］.2008.

［2］国华宁海电厂.1 000 MW机组运行规程［Z］.2010.