9E聯合循環機組盤車系統優化及操作事項

王佰仟

（北京京能未來燃氣熱電有限公司，北京 102209）

9E聯合循環機組盤車系統優化及操作事項

王佰仟

（北京京能未來燃氣熱電有限公司，北京 102209）

燃氣輪機在停機之后要保持于盤車方式，時間為24h，該階段被稱作“冷卻盤車”，用于保證燃氣輪機的均勻冷卻，并可以防止缸體變形和轉子的彎曲。經過24h連續盤車后，燃氣輪機隨時在盤車狀態下重新啟動。在“冷卻盤車”已完成后，燃氣輪機進入“間歇盤車”運行模式，該模式中轉子每6h簡短地轉動一次以檢查軸是否能自由轉動。

盤車；冷卻盤車；間歇盤車

某廠機組配置為：燃機是西門子SGT5-2000E，燃機盤車裝置為液壓驅動盤車裝置，油源為燃機潤滑油系統供油；重型燃氣輪機的氣缸和轉子的結構較為厚重，使得停機后的冷卻需要很長的時間。在冷卻過程中，由于氣缸中熱氣上升和冷氣下降，形成氣缸中上部溫度高而下部溫度低的情況。如果轉子在機組停機后的冷卻過程中始終靜止不動，那么轉子就會由于其上部與下部的溫度不同，造成上部與下部熱膨脹不均勻而產生彎曲變形。到機組完全冷卻后，按理該變形隨著溫度的均勻能自行消除。但有的機組由于冷卻時間長，致使變形時間長，以及結構上的因素而造成永久變形。這樣，機組若再啟動運行將產生很大的振動。對于無殘留變形的機組來說，若停機后不久，機組還未完全冷卻就重新啟動（即所謂的熱態啟動）,則將因轉子暫時的彎曲變形而產生很大的振動。這不僅嚴重地威脅著機組的安全運行，也將降低機組的使用壽命。為了消除這種情況，可在機組停機后轉動機組的轉子，使轉子始終處于穩定均勻的狀態下冷卻，這就是盤車。此外，也可以按照要求，在停機后的檢查和檢修工作中，使用盤車裝置來轉動主機轉子。

1 燃機盤車原理

盤車裝置位于壓氣機端軸承端，液壓馬達連接一個齒輪，這個齒輪與搖臂自由端的驅動齒輪保持穩定嚙合，一個液壓缸能夠推動搖臂即驅動齒輪與同時連接發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位。液壓馬達的轉速由2個轉速探頭測得，用以確保液壓缸和齒輪圈的轉速良好匹配。嚙合電磁閥開啟后，頂軸油進入液壓缸驅動搖臂向內，使搖臂自由端的驅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調節。液壓馬達由關斷電磁閥和流量控制閥控制供油。液壓馬達可以通過調節流量控制閥的開度實現在0轉速至盤車轉速間變化，對該閥的2個機械閥位限位進行設定，就能設置相應的預設盤車轉速。流量控制閥包含2個控制液壓油流量的電磁閥，通過調整油流量實現盤車轉速的調節。燃機盤車有2種投入方式，分別稱作“靜態嚙合方式”與“動態嚙合方式”。靜態嚙合方式是指，在燃機轉子靜止時，液壓馬達關斷電磁閥在關閉狀態，2個嚙合電磁閥先行開啟，推動搖臂與中間軸齒輪圈嚙合。此時關斷電磁閥將開啟，同時流量控制閥逐漸開啟到預設閥位，燃機進入盤車狀態。動態嚙合方式是指，在燃機轉子惰走過程中，如果其轉速降至盤車預設轉速以下或低于盤車馬達轉速而無法直接嚙合時，流量控制閥將會跟隨燃機當前轉速同步調整液壓馬達轉速。當燃機轉速與馬達轉速同步時，2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設閥位，燃機進入正常盤車狀態［1］。

2 燃機間歇盤車操作流程

停機后的盤車分為連續盤車和間歇盤車2種。

2.1 連續盤車

即機組停機后，由盤車電動機帶動主機轉子連續旋轉盤車24h，以達到均勻冷卻的目的。某廠停機后的盤車裝置能夠實現邏輯程序自動控制在當轉速下降至3Hz（180r/min），冷卻盤車運行激活，SGC BHS TURN SYS檢測燃機轉速＞0.5Hz（30r/min），盤車電磁切斷閥打開，液壓馬達流量調節閥通電動作，并調節流量到較大控制值；當液壓馬達的轉速與燃機轉速匹配，2個電磁嚙合閥打開，液壓馬達流量調節閥調節燃機轉速在120r/min左右運行。

2.2 間歇盤車

即機組停機后，間隔一定的時間，某廠6h使主機轉子轉動一定的轉速后停止。某廠的燃機盤車投運以來均采用操作員手動控制6h盤車一次；本次機組檢修時，增加了間歇盤車控制邏輯；需要操作員確認24h冷卻盤車結束，具備間歇盤車條件；執行潤滑油子組停順控，潤滑油子組順控執行至STEP57，有一個等待時間22h，需要操作員確認手動跳步，接下來燃機潤滑油子組順控繼續執行，停留在STEP62；開始進行6h計時，計時結束后開始執行燃機潤滑油系統子組控制及燃機盤車子組順控，盤動燃機轉速在20～30rpm，執行燃機盤車子組停順控，盤車停順控執行完畢后，繼續執行燃機潤滑油子組停順控至STEP57步序時，重復以上操作。

以上為本次機組檢修期間新增加的燃機間歇盤車操作流程［2］，此次邏輯的增加不夠完善，實際上每一次間歇盤車時需要人為手動參與，沒有實現完全自動間歇盤車；邏輯上應該可以進一步優化實現不需要人為干預自動進行間歇盤車，有待于進一步優化。需要注意的是，當需要進行檢修工作時，停運燃機間歇盤車順控時，只需要將燃機潤滑油子組順控退出。

3 操作注意事項

燃機冷拖清吹，水洗后的盤車投入：①燃機通過SFC控制系統進行冷拖清吹順控時，當冷拖清吹順控結束后，燃機轉速下降至3Hz時，燃機盤車子組順控有投入允許，這時需要人為手動投入，程控中沒有自動投入盤車邏輯；②燃機啟動過程中的冷拖清吹結束后，執行啟動點火順控程序，不需要進行盤車順控程序；③燃機通過SFC控制系統進行水洗順控結束后，同樣需要手動投入燃機盤車子組順控程序；④燃機通過SFC控制系統進行冷拖清吹，水洗或者是燃機啟動順控中的冷拖清吹；SFC控制系統啟動失敗時，燃機轉速降至盤車轉速時需要人為手動投入盤車。以上需要注意的事項如下［3］。

①當需要人為手動投入盤車時，操作員要監視燃機轉速情況，盤車子組順控有投入允許時立刻投入，保證盤車在燃機轉速下降至130rpm左右時正常投入；若在130rpm時盤車投入失敗，只能等到燃機轉速降至0rpm時再投入盤車，這樣會增加聯合循環機組啟動等待時間。所以，機組啟動過程中若出現啟動失敗情況時，需要人為監視燃機轉速，手動及時投入盤車。

②通過曲線對比分析，燃機盤車齒輪由0rpm充至盤車轉速130rpm時，時間約為60s；燃機轉速由160rpm左右降至130rpm時需要60s。所以，燃機轉速在160～180rpm時投入盤車順控，應該都能夠在燃機轉速130rpm時將盤車正常投入。

③當燃機轉速在下降過程中盤車投入失敗，只能等燃機轉速降至0rpm后，才能允許重新投入盤車，燃機轉速到0rpm的時間一般為0.5h左右。在冬季溫差較大時，燃機轉速可能不能到0rpm，一直保持在3rpm以上時，燃機盤車一直沒有投入允許條件，需要采取強制性措施。一方面，可以將燃機進氣系統入口擋板暫時關閉，使燃機盤車具備投入條件，再將燃機進氣系統入口擋板重新打開，恢復系統到盤車運行的正常狀態；另一方面，可以聯系熱控人員和機務人員，確認燃機盤車當時狀態可以投入盤車，通過熱控干預使燃機盤車具備順控投入條件。

④燃機盤車投入時，需要有人就地確認盤車齒輪嚙合到位，保證盤車系統正常運行，盤車裝置本身無異常聲響；燃機本體透平段運行聲音正常，無異常摩擦聲音。

⑤正常停機后連續盤車48h后，方可停用盤車，以防止下次啟動時產生摩擦和不平衡。

⑥若是緊急停機，應考慮轉動部分是否受到損傷，在停機后不能盤動轉子，維持潤滑油泵運行。如果引起停機的故障能盡快解決，或是檢查沒有發現轉動部分受到損傷，可以啟動盤車。

⑦若燃機緊急停機20min以內啟動，燃機可以直接啟動，使用正常的啟動程序。

⑧若燃機緊急停機后20min～48h啟動，燃機必須盤車1～2h。

⑨如果機組緊急停機后一直沒有盤車，那么燃機必須停用48h，啟動時才不會有軸彎曲的危險。因為燃機在較長時間的靜置下，燃機大軸可在重力的作用下，恢復因燃機轉子熱不平衡而導致的大軸向上翹曲的情況。恢復轉子的中心平衡對稱，防止啟動的失敗或啟動過程中的振動偏高。

⑩若燃機在停機后沒有盤車，再次啟動后當機組達到額定轉速之前，運行人員要定時檢查振動情況。如果振動超過25.4mm/s，機組應停機，在第2次啟動之前軸要至少轉動1h。如果燃機在盤車過程中有卡澀現象，燃機應停機并維持停用狀態至少30h，或直到轉子能轉動自如。

4 結語

①燃機間歇盤車邏輯應設計成獨立的控制模塊，這種修改不利于人們對于間歇盤車邏輯的查看，且有檢修工作時不利于安全措施的執行，容易出現措施不全面問題。由此可以看出，此邏輯還有進一步優化的必要。

②在冷拖清吹和水洗及啟動時清吹啟動失敗時，在到達盤車轉速時，盤車不會自動投入，若實現自動邏輯控制，需增加邏輯組態；若想實現自動投入需要考慮到能否實現盤車齒輪與燃機轉子在盤車轉速以下的任意轉速下能夠允許嚙合，需要咨詢技術人員許可的情況下方能夠實現；在控制邏輯上能夠實現，但在機械嚙合方面很難控制，技術要求更高，特別是這種通過液壓油來控制轉速的馬達裝置，能否在調速方面實現自動控制。

③燃機的間歇盤車出于檢修工作時的安全考慮，應獨立設計一個子組控制模塊，有利于運行人員直觀的監視，執行檢修措施；在學習檢查邏輯時，也能夠準確、快速地找出邏輯控制方式。

［1］北京京能未來燃氣熱電有限公司.V94.2燃氣—蒸汽聯合循環機組運行規程［EB/OL］.（2014-07-07）［2016-09-06］. http∶//www.doc88.com/p-2921001631561.html.

［2］北京京能未來燃氣熱電有限公司.燃機規程［EB/OL］.（2014-11-01）［2016-09-06］.http∶//wenku.baidu.com/view/ 2d35240bf12d2af90242e6d4.html.

［3］焦樹建.燃氣輪機與燃氣-蒸汽聯合循環裝置［M］.北京：中國電力出版社，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，碩士，初級工程師，發電部值長，研究方向：燃氣電廠集控運行。