9E联合循环机组盘车系统优化及操作事项

王佰仟

（北京京能未来燃气热电有限公司，北京 102209）

9E联合循环机组盘车系统优化及操作事项

王佰仟

（北京京能未来燃气热电有限公司，北京 102209）

燃气轮机在停机之后要保持于盘车方式，时间为24h，该阶段被称作“冷却盘车”，用于保证燃气轮机的均匀冷却，并可以防止缸体变形和转子的弯曲。经过24h连续盘车后，燃气轮机随时在盘车状态下重新启动。在“冷却盘车”已完成后，燃气轮机进入“间歇盘车”运行模式，该模式中转子每6h简短地转动一次以检查轴是否能自由转动。

盘车；冷却盘车；间歇盘车

某厂机组配置为：燃机是西门子SGT5-2000E，燃机盘车装置为液压驱动盘车装置，油源为燃机润滑油系统供油；重型燃气轮机的气缸和转子的结构较为厚重，使得停机后的冷却需要很长的时间。在冷却过程中，由于气缸中热气上升和冷气下降，形成气缸中上部温度高而下部温度低的情况。如果转子在机组停机后的冷却过程中始终静止不动，那么转子就会由于其上部与下部的温度不同，造成上部与下部热膨胀不均匀而产生弯曲变形。到机组完全冷却后，按理该变形随着温度的均匀能自行消除。但有的机组由于冷却时间长，致使变形时间长，以及结构上的因素而造成永久变形。这样，机组若再启动运行将产生很大的振动。对于无残留变形的机组来说，若停机后不久，机组还未完全冷却就重新启动（即所谓的热态启动）,则将因转子暂时的弯曲变形而产生很大的振动。这不仅严重地威胁着机组的安全运行，也将降低机组的使用寿命。为了消除这种情况，可在机组停机后转动机组的转子，使转子始终处于稳定均匀的状态下冷却，这就是盘车。此外，也可以按照要求，在停机后的检查和检修工作中，使用盘车装置来转动主机转子。

1 燃机盘车原理

盘车装置位于压气机端轴承端，液压马达连接一个齿轮，这个齿轮与摇臂自由端的驱动齿轮保持稳定啮合，一个液压缸能够推动摇臂即驱动齿轮与同时连接发电机和燃机的中间轴上的齿轮圈啮合，而弹簧可以使摇臂脱离啮合并复位。液压马达的转速由2个转速探头测得，用以确保液压缸和齿轮圈的转速良好匹配。啮合电磁阀开启后，顶轴油进入液压缸驱动摇臂向内，使摇臂自由端的驱动齿轮与齿轮圈啮合。摇臂的啮合速度可以通过前

述电磁阀下游的限流阀调节。液压马达由关断电磁阀和流量控制阀控制供油。液压马达可以通过调节流量控制阀的开度实现在0转速至盘车转速间变化，对该阀的2个机械阀位限位进行设定，就能设置相应的预设盘车转速。流量控制阀包含2个控制液压油流量的电磁阀，通过调整油流量实现盘车转速的调节。燃机盘车有2种投入方式，分别称作“静态啮合方式”与“动态啮合方式”。静态啮合方式是指，在燃机转子静止时，液压马达关断电磁阀在关闭状态，2个啮合电磁阀先行开启，推动摇臂与中间轴齿轮圈啮合。此时关断电磁阀将开启，同时流量控制阀逐渐开启到预设阀位，燃机进入盘车状态。动态啮合方式是指，在燃机转子惰走过程中，如果其转速降至盘车预设转速以下或低于盘车马达转速而无法直接啮合时，流量控制阀将会跟随燃机当前转速同步调整液压马达转速。当燃机转速与马达转速同步时，2个啮合电磁阀开启，将摇臂推动到与中间轴齿轮圈啮合位置，然后流量控制阀将逐渐开启到预设阀位，燃机进入正常盘车状态［1］。

2 燃机间歇盘车操作流程

停机后的盘车分为连续盘车和间歇盘车2种。

2.1 连续盘车

即机组停机后，由盘车电动机带动主机转子连续旋转盘车24h，以达到均匀冷却的目的。某厂停机后的盘车装置能够实现逻辑程序自动控制在当转速下降至3Hz（180r/min），冷却盘车运行激活，SGC BHS TURN SYS检测燃机转速＞0.5Hz（30r/min），盘车电磁切断阀打开，液压马达流量调节阀通电动作，并调节流量到较大控制值；当液压马达的转速与燃机转速匹配，2个电磁啮合阀打开，液压马达流量调节阀调节燃机转速在120r/min左右运行。

2.2 间歇盘车

即机组停机后，间隔一定的时间，某厂6h使主机转子转动一定的转速后停止。某厂的燃机盘车投运以来均采用操作员手动控制6h盘车一次；本次机组检修时，增加了间歇盘车控制逻辑；需要操作员确认24h冷却盘车结束，具备间歇盘车条件；执行润滑油子组停顺控，润滑油子组顺控执行至STEP57，有一个等待时间22h，需要操作员确认手动跳步，接下来燃机润滑油子组顺控继续执行，停留在STEP62；开始进行6h计时，计时结束后开始执行燃机润滑油系统子组控制及燃机盘车子组顺控，盘动燃机转速在20～30rpm，执行燃机盘车子组停顺控，盘车停顺控执行完毕后，继续执行燃机润滑油子组停顺控至STEP57步序时，重复以上操作。

以上为本次机组检修期间新增加的燃机间歇盘车操作流程［2］，此次逻辑的增加不够完善，实际上每一次间歇盘车时需要人为手动参与，没有实现完全自动间歇盘车；逻辑上应该可以进一步优化实现不需要人为干预自动进行间歇盘车，有待于进一步优化。需要注意的是，当需要进行检修工作时，停运燃机间歇盘车顺控时，只需要将燃机润滑油子组顺控退出。

3 操作注意事项

燃机冷拖清吹，水洗后的盘车投入：①燃机通过SFC控制系统进行冷拖清吹顺控时，当冷拖清吹顺控结束后，燃机转速下降至3Hz时，燃机盘车子组顺控有投入允许，这时需要人为手动投入，程控中没有自动投入盘车逻辑；②燃机启动过程中的冷拖清吹结束后，执行启动点火顺控程序，不需要进行盘车顺控程序；③燃机通过SFC控制系统进行水洗顺控结束后，同样需要手动投入燃机盘车子组顺控程序；④燃机通过SFC控制系统进行冷拖清吹，水洗或者是燃机启动顺控中的冷拖清吹；SFC控制系统启动失败时，燃机转速降至盘车转速时需要人为手动投入盘车。以上需要注意的事项如下［3］。

①当需要人为手动投入盘车时，操作员要监视燃机转速情况，盘车子组顺控有投入允许时立刻投入，保证盘车在燃机转速下降至130rpm左右时正常投入；若在130rpm时盘车投入失败，只能等到燃机转速降至0rpm时再投入盘车，这样会增加联合循环机组启动等待时间。所以，机组启动过程中若出现启动失败情况时，需要人为监视燃机转速，手动及时投入盘车。

②通过曲线对比分析，燃机盘车齿轮由0rpm充至盘车转速130rpm时，时间约为60s；燃机转速由160rpm左右降至130rpm时需要60s。所以，燃机转速在160～180rpm时投入盘车顺控，应该都能够在燃机转速130rpm时将盘车正常投入。

③当燃机转速在下降过程中盘车投入失败，只能等燃机转速降至0rpm后，才能允许重新投入盘车，燃机转速到0rpm的时间一般为0.5h左右。在冬季温差较大时，燃机转速可能不能到0rpm，一直保持在3rpm以上时，燃机盘车一直没有投入允许条件，需要采取强制性措施。一方面，可以将燃机进气系统入口挡板暂时关闭，使燃机盘车具备投入条件，再将燃机进气系统入口挡板重新打开，恢复系统到盘车运行的正常状态；另一方面，可以联系热控人员和机务人员，确认燃机盘车当时状态可以投入盘车，通过热控干预使燃机盘车具备顺控投入条件。

④燃机盘车投入时，需要有人就地确认盘车齿轮啮合到位，保证盘车系统正常运行，盘车装置本身无异常声响；燃机本体透平段运行声音正常，无异常摩擦声音。

⑤正常停机后连续盘车48h后，方可停用盘车，以防止下次启动时产生摩擦和不平衡。

⑥若是紧急停机，应考虑转动部分是否受到损伤，在停机后不能盘动转子，维持润滑油泵运行。如果引起停机的故障能尽快解决，或是检查没有发现转动部分受到损伤，可以启动盘车。

⑦若燃机紧急停机20min以内启动，燃机可以直接启动，使用正常的启动程序。

⑧若燃机紧急停机后20min～48h启动，燃机必须盘车1～2h。

⑨如果机组紧急停机后一直没有盘车，那么燃机必须停用48h，启动时才不会有轴弯曲的危险。因为燃机在较长时间的静置下，燃机大轴可在重力的作用下，恢复因燃机转子热不平衡而导致的大轴向上翘曲的情况。恢复转子的中心平衡对称，防止启动的失败或启动过程中的振动偏高。

⑩若燃机在停机后没有盘车，再次启动后当机组达到额定转速之前，运行人员要定时检查振动情况。如果振动超过25.4mm/s，机组应停机，在第2次启动之前轴要至少转动1h。如果燃机在盘车过程中有卡涩现象，燃机应停机并维持停用状态至少30h，或直到转子能转动自如。

4 结语

①燃机间歇盘车逻辑应设计成独立的控制模块，这种修改不利于人们对于间歇盘车逻辑的查看，且有检修工作时不利于安全措施的执行，容易出现措施不全面问题。由此可以看出，此逻辑还有进一步优化的必要。

②在冷拖清吹和水洗及启动时清吹启动失败时，在到达盘车转速时，盘车不会自动投入，若实现自动逻辑控制，需增加逻辑组态；若想实现自动投入需要考虑到能否实现盘车齿轮与燃机转子在盘车转速以下的任意转速下能够允许啮合，需要咨询技术人员许可的情况下方能够实现；在控制逻辑上能够实现，但在机械啮合方面很难控制，技术要求更高，特别是这种通过液压油来控制转速的马达装置，能否在调速方面实现自动控制。

③燃机的间歇盘车出于检修工作时的安全考虑，应独立设计一个子组控制模块，有利于运行人员直观的监视，执行检修措施；在学习检查逻辑时，也能够准确、快速地找出逻辑控制方式。

［1］北京京能未来燃气热电有限公司.V94.2燃气—蒸汽联合循环机组运行规程［EB/OL］.（2014-07-07）［2016-09-06］. http∶//www.doc88.com/p-2921001631561.html.

［2］北京京能未来燃气热电有限公司.燃机规程［EB/OL］.（2014-11-01）［2016-09-06］.http∶//wenku.baidu.com/view/ 2d35240bf12d2af90242e6d4.html.

［3］焦树建.燃气轮机与燃气-蒸汽联合循环装置［M］.北京：中国电力出版社，2007.

Barring System Optimization and Operation Procedures of 9E Combined Cycle Unit

Wang Baiqian
（Beijing Jingneng Future Gas Power Co.Ltd，Beijing 102209）

The gas turbine to keep on turning in the stop after the time of 24 hours,this stage is called"cooling turn⁃ing",to ensure uniform cooling of gas turbine,and can prevent the bending deformation of the cylinder and the rotor. After 24 hours of continuous turning,gas turbine always restart in turning state.In the"cooling turning"has been completed,the gas turbine into"intermittent turning"mode,in this mode,the rotor is briefly rotated every 6 hours to check whether the shaft can rotate freely.

barring；cooling turning；intermittent turning

TM611.3

A

1003-5168（2016）10-0084-03

2016-09-17

王佰仟（1982-），男，硕士，初级工程师，发电部值长，研究方向：燃气电厂集控运行。