大功率SSS 離合器故障分析及其靜態(tài)調(diào)試的方法和意義

賀晨， 謝明江

（東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司， 四川德陽， 618000）

0 引言

SSS 離合器是一種自動嚙合脫開的旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備， 當(dāng)輸入端轉(zhuǎn)速趨向于超過輸出端時， 離合器自動嚙合并傳遞功率； 當(dāng)輸入端轉(zhuǎn)速低于輸出端時， 離合器自動脫開。 在熱電聯(lián)產(chǎn)的機(jī)組中廣泛應(yīng)用， 主要是為了提高機(jī)組在冬季的供熱能力。當(dāng)離合器脫開時， 輸入軸不再傳遞扭矩， 最大限度將汽輪機(jī)動能轉(zhuǎn)換為熱能。 然而近幾年國內(nèi)某些電廠， 在離合器切換時出現(xiàn)傳動齒磨損現(xiàn)象，導(dǎo)致電廠不能切換離合器， 大大降低了電廠的供熱量， 所以對離合器的研究是非常有意義的。

1 離合器的鎖定與解鎖

在對離合器靜態(tài)調(diào)試及故障說明前， 先對鎖定與解鎖這項功能做一簡單說明。

1.1 離合器的鎖定控制

鎖定 （見圖1） 控制的目的是允許離合器將轉(zhuǎn)矩從輸出傳遞到輸入。 正常情況下不需要鎖定裝置， 當(dāng)輸出端扭矩大于輸入端時， 則離合器會處于脫開位置。 但當(dāng)離合器嚙合時， 并依靠軸承箱上的伺服控制裝置將離合器鎖定， 在此狀態(tài)下允許離合器將轉(zhuǎn)矩從輸出傳遞到輸入位置。

圖1 離合器鎖定示意圖

1.2 離合器的解鎖控制

當(dāng)離合器準(zhǔn)備脫開時， 需要利用伺服控制裝置簡單的對鎖齒進(jìn)行分離， 見圖2。 然后離合器才具備脫開條件， 此后離合器按照正常脫開動作，依靠轉(zhuǎn)速差實現(xiàn)自動分離。

圖2 離合器解鎖示意圖

2 SSS 離合器靜態(tài)調(diào)試

2.1 目的和意義

離合器的靜態(tài)調(diào)試是在機(jī)組停機(jī)時對離合器單體進(jìn)行的調(diào)試， 是為了驗證離合器可以正常的脫開和嚙合， 并驗證嚙合與脫開的反饋開關(guān)是否正常。

在機(jī)組首次啟動前進(jìn)行靜態(tài)試驗有以下幾點好處：

首先， 可以確認(rèn)SSS 離合器解鎖、 鎖定電磁閥是否按照要求接線， 因為該電磁閥通常是三位四通電磁閥， 解鎖與鎖定位置有可能會接反， 造成啟動時SSS 離合器可能在解鎖位置， 導(dǎo)致不能正常啟動。

其二， 解鎖、 與鎖定的油路， 相對比較復(fù)雜，有可能會出現(xiàn)油管路安裝有誤的現(xiàn)象。

其三， 由于新機(jī)項目建設(shè)周期較長， SSS 離合器長時間在沒有潤滑油的情況下保持嚙合狀態(tài)，可能會導(dǎo)致正常切換的過程卡澀。 所以， 在基建過程中進(jìn)行靜態(tài)切換是非常有必要的。

2.2 SSS 離合器靜態(tài)調(diào)試的流程

2.2.1 準(zhǔn)備工作

（1）將中間軸承箱打開。

（2）啟動汽機(jī)潤滑油、 密封油。 在此階段油沖洗已結(jié)束， 需要對中間軸承箱做一系列保護(hù)措施，防止?jié)櫥痛罅匡w濺或有異物掉入軸承箱內(nèi)。

（3）準(zhǔn)備吊車在高中壓側(cè)進(jìn)行人工盤車。

（4）在高中壓轉(zhuǎn)子側(cè)， 用百分表監(jiān)測高中壓轉(zhuǎn)子上揚情況。

2.2.2 調(diào)試過程

（1）啟動盤車， 保證SSS 離合器在嚙合且鎖定狀態(tài) （初始狀態(tài)）。

（2）停盤車，在畫面上選擇解鎖按鈕，確認(rèn)SSS離合器的鎖定環(huán)是否可以在伺服裝置帶動下向解鎖方向進(jìn)行滑動， 且畫面上鎖定及嚙合信號消失，盤動高中壓轉(zhuǎn)子， 如低壓轉(zhuǎn)子不動， 解鎖試驗完成。 該過程驗證解鎖電磁閥無誤， 且解鎖反饋信號正常。

（3）停盤車， 畫面上選擇鎖定按鈕， 確認(rèn)SSS離合器的鎖定環(huán)是否可以在伺服裝置帶動下向鎖定方向滑動， 且鎖定反饋信號出現(xiàn)。 該過程又驗證了鎖定電磁閥無誤， 且鎖定反饋信號正常。

（4）啟動低速盤車。 觀察高中壓轉(zhuǎn)子是否跟隨轉(zhuǎn)動。 停盤車， 用吊車盤動高中壓轉(zhuǎn)子， 發(fā)現(xiàn)低壓轉(zhuǎn)子不脫開， 鎖定試驗完成。

3 SSS 離合器運行故障分析

3.1 問題描述

某項目采用繼動型SSS 離合器， 供熱期間，供熱需求大時， 需要切除低壓轉(zhuǎn)子增加供熱量。機(jī)組布置形式見圖3。

圖3 機(jī)組布置示意圖

但在一次背壓運行過程中， 發(fā)現(xiàn)低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速異常上升， 且伴隨離合器回油溫度超過報警值≥85 ℃） 的情況。 電廠運行人員迅速將離合器切換至嚙合狀態(tài)， 回油溫度變?yōu)檎＃?見圖4。

圖4 離合器回油溫度上升

此后， 現(xiàn)場再次進(jìn)行離合器切換試驗， 低壓轉(zhuǎn)子惰走時間有提高的趨勢， 同時離合器排油溫度迅速上升， 轉(zhuǎn)子降速曲線上出現(xiàn)拐點。 最終由于回油溫度過高， 無法繼續(xù)切換， 見圖5。

圖5 離合器無法正常切換

3.2 離合器解體檢查

現(xiàn)場對SSS 離合器進(jìn)行解體檢查。 在拆除輸出端后對主滑移件主齒進(jìn)行檢查， 發(fā)現(xiàn)離合器傳動齒有明顯的磨損現(xiàn)象。

圖6 離合器易磨損位置

3.3 原因分析

該款離合器帶有伺服控制裝置， 而且安裝位置要求嚴(yán)格。 如果伺服機(jī)構(gòu)沒有在正確的位置上，或者沒有按要求使用定位銷， 會導(dǎo)致SSS 脫開后鎖定環(huán)與伺服控制裝置的滑塊接觸并受力。 在背壓運行時鎖定環(huán)與滑塊產(chǎn)生的摩擦力會按照圖7的方向傳遞到主滑移組件， 使主滑移組件在背壓運行時受力并向輸入端移動， 長期如此會導(dǎo)致離合器的主傳動齒相互接觸。

圖7 鎖定裝置與離合器接觸

該款離合器在國內(nèi)多次出現(xiàn)磨損。 后經(jīng)過驗證， 將伺服控制裝置的安裝調(diào)整正確并按使用定位銷后， 尚未出現(xiàn)新的磨損。

4 處理建議

根據(jù)以上原因分析， 提出以下3 點建議：

（1）基建安裝時， 要特別注意離合器伺服裝置的安裝、 定位是否完全符合設(shè)計要求。 不同型號離合器， 其伺服裝置的安裝要求完全不同， 安裝單位不能只將注意力集中在離合器本體， 而忽略了與離合器相關(guān)的其他設(shè)備；

（2）做好靜態(tài)調(diào)試， 在啟動前進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試，可以在一定程度上驗證伺服裝置的安裝是否正確；

（3）考慮使用不帶鎖定裝置的離合器， 在功能上不帶鎖定裝置的離合器是可以滿足熱電聯(lián)產(chǎn)需求的。 區(qū)別在于該離合器在啟動或者停機(jī)過程中，高中壓轉(zhuǎn)子和低壓轉(zhuǎn)子無法保持同步。 故使用時充分考慮機(jī)組的實際運行工況， 如果機(jī)組是日啟停的， 則不建議該方案， 如果為連運機(jī)組則可以采用不帶鎖定裝置的離合器。

5 結(jié)語

SSS 離合器是一種可靠的機(jī)械裝置， 且該款帶鎖定裝置的340T 在國內(nèi)已有數(shù)十臺。 在熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組中使用， 可以提高機(jī)組熱電比， 具備良好的應(yīng)用前景。 本文分析了離合器在使用過程中的故障并提供了解決方案， 在一定程度上打消了用戶疑慮。 此外， 建議用戶在有條件的情況下對離合器進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試，可以大大降低離合器的故障率。