S109FA聯合循環機組盤車投運失敗淺析

摘要：S109FA聯合循環機組軸系為單軸布置，并在6、7瓦聯軸器處設置了盤車，其主要作用是當機組停機后通過連續盤車使轉子圓周溫度達到一致從而防止轉子出現彎曲變形。在投盤車時偶爾出現無法運行情況，因盤車控制回路涉及的接點比較多，給故障排查帶來難度，影響轉子的安全，本分析梳理了盤車故障類型，并給出了幾種解決故障方法。

關鍵詞：盤車電機;嚙合電機;主汽閥;嚙合信號;零轉速。

1 概述

福建晉江天然氣發電有限公司有四臺F 級燃氣-蒸汽聯合循環發電機組，屬于GE公司S109FA系列，由燃氣輪機、汽輪機高，中，低壓缸、發電機同一軸系組成。在6、7瓦聯軸器處設有盤車，盤車裝置主要部件包括減速齒輪組件、盤車電動機、嚙合電動機、用來使盤車驅動的小齒輪和與其相匹配的轉軸大齒輪、自動嚙合的氣動氣缸以及盤車控制裝置。盤車系統在機組轉速到零后保持低轉速4rpm運行，可使軸系和缸體受熱均勻并保證主軸偏心度在正常范圍內，有利于機組的快速啟動。為防止因低轉速時軸承油膜破壞導致軸承及軸系的嚴重磨損軸系，在機組啟動和停止過程中燃機軸系設有頂軸用油。軸系及盤車布置圖詳見圖1。

2 盤車邏輯介紹：

2.1嚙合電機啟動回路：盤車、嚙合電機開關在工作位置（52G）→遠方啟動信號來（MC）→頂軸油壓正常168kg/cm2以上（PS-270A）→汽機主汽閥門關閉（K-288）→盤車電機未運行（K-TGM）→盤車/嚙合電機未過載（74-1）。嚙合/盤車啟動回路圖詳見圖2。

邏輯解析：汽機主汽閥門關正常是在機組轉速36rpm以下，頂軸油泵在機組轉速低于1500rpm時啟動，也就是說嚙合電機正常啟動是在轉速低于36rpm時開始運行，當機組零轉速且嚙合到位后，TDR繼電器帶電，常閉點TDR-1延時10s斷開，嚙合電機停止運行。

2.2盤車電機啟動回路：盤車、嚙合電機開關在工作位置（52G）→遠方啟動信號來（MC）→頂軸油壓正常168kg/cm2以上（PS-270A）→汽機主汽閥門關閉（K-288）→機組零轉速且嚙合到位（TDR-1）→嚙合到位（ZS-288）。

邏輯解析：機組零轉速且嚙合到位后TDR繼電器帶電后，常開點TDR-1延時10s接通且嚙合電機停止運行，啟動盤車電機。盤車與嚙合電機啟動條件不一樣的是兩臺電機只能啟動一臺且先啟動嚙合電機待嚙合信號到位后停運嚙合電機再啟動盤車電機。

2.3盤車停運邏輯：圖2回路中任一接點斷開盤車就停運。

3 盤車投運失敗案例

3.1 2018年11月份我司3號機停機后出現多次盤車投運后立即脫扣，2min內投退次數達7次多，采取手動停運盤車待大軸停止后再投入盤車正常。

3.2 2019年1月份3號機因臨時檢修需要停運盤車，檢修結束后投盤車無法投入，首次投盤車過程，盤車合閘后立即分閘，查電流曲線瞬間到90A（正常值56A），就地盤車開關柜有聽到吱吱的音。懷疑電機過載，復位開關熱偶后再次投盤車，盤車開關合閘后立即分閘，嚙合自動脫扣。懷疑嚙合齒輪有問題，采取手動嚙合，盤車開關合閘，就地盤車電機處聽到嗡嗡的響聲，遠方無電流，大軸實際也未動，停運盤車。

4 原因分析

我司盤車投運失敗的原因主要有二種：一是投盤車后大軸轉速偏高，如2018年11月案例。造成大軸轉速高主要與運行參數有關，投盤車時汽機真空未到零，潤滑油溫未降到盤車轉速溫度;二是盤車開關故障，盤車開關故障原因很多這里不一一列舉，重點說下2019年1月案例，通過現象來看盤車開關已合閘但實際大軸未轉起來且遠方無電流、現場有嗡嗡聲，這和電機斷相啟動現象非常像，通過排查發現盤車開關動、靜觸頭接觸不良，盤車電機雖已帶電但因缺相無法啟動。

5 處理

5.1盤車開關合閘后若無電流，大軸實際也未轉動，判斷開關接觸不良或電機缺相，檢查開關動靜觸頭。

5.2盤車開關合閘（有電流）后立即分閘，檢查投盤車瞬間大軸轉速是否有超5rpm，若轉速偏高則應控制真空到零，潤滑油溫30℃以下，現場確認大軸在停止狀態后再投一次盤車。

5.3增加備用盤車開關，以備盤車開關未合閘時直接更換備用盤車開關，盡快恢復盤車運行。

6 結語

盤車故障原因很多，但大部分都是電氣開關的問題，因盤車啟動回路接點繁多，日常應加強盤車開關的維護，做好備品備件的管理，發生盤車投入失敗應根據實際現象排查盡快恢復盤車，若段時間無法處理應手動盤大軸翻轉 180°，2 小時后繼續盤動轉子180°，直到盤車設備修復為止。翻轉 180°時應記錄翻轉前轉子停止的角度，保證正確翻轉 180°。

參考文獻：

[1] 福建晉江天然氣發電有限公司.S109FA燃氣-蒸汽聯合循環機組（電氣二次規程）[M].福建晉江天然氣發電有限公司出版.2014

作者簡介：

林曉亮 （1986），男，福建寧德人，大學本科，工程師，集控運行值長，從事燃氣輪機發電運行