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摘 要:XX垃圾焚烧发电厂2台12MW凝汽式汽轮机配套电动盘车装置在使用过程中盘车丝杆经常产生毛刺,齿轮与丝杆咬死造成故障。
关键词:12MW汽轮机;电动盘车装置故障
1系统概况
XX垃圾焚烧发电厂工程设计2台由杭州汽轮机股份有限公司生产的机组代号为T4061、型号为N12-3.8单缸、单轴、凝汽式汽轮机。机组均选用了由杭州汽轮机股份有限公司提供的配套低速电动盘车装置。该电动盘车装置是由杭州汽轮机股份有限公司设计,由杭州减速机厂生产的。其装置无手动盘车功能,只能电动盘车;无手动投入功能,只能手动退出或自动退出。电动盘车装置减速器采用摆线式结构,经过二级减速后,盘车额定转速13 r/min。
2盘车装置的工作原理及性能
2.1盘车装置的工作原理
电动盘车装置工作时,电动机通过减速机带动丝杆转动,丝杆上的主动齿轮(主动齿轮由两部分组成:外齿圈和扭力盘,扭力盘冷装于外齿圈内口)就会沿丝杆向电动机做作相对运动(扭力盘与丝杆之间是双头梯形螺纹结构)。当180度安装于外齿圈上的搭钩搭在汽轮机转子齿轮的齿面上时,在电动机的带动下,丝杆上的主动齿轮就会沿轴向顺利的滑向盘车电动机侧,当主动齿轮上的扭力盘与电动机侧另一半完全啮合时(这时主动齿轮与汽轮机转子齿轮也已完全啮合),电动机通过扭力盘带动主动齿轮转动,由于这时主动齿轮与汽轮机转子齿轮已完全啮合,从而带动汽轮机发电机转子转动。
2.2盘车的投运
因为未设计手动盘车功能,因此,盘车投运时,只能采用电动方式。电动投运方式分两种:点动投入,当主动齿轮与汽轮机转子齿轮完全啮合后,再投运电动盘车装置;自动投入,按下启动按钮,电动机转动带动丝杆转动,丝杆上的主动齿轮就会沿丝杆向电动机侧做相对运动,当主动齿轮与汽轮机转子齿轮完全啮合后,电动机通过扭力盘带动主动齿轮转动,从而带动汽轮机发电机转子转动。
2.3盘车的停运
在机组盘车过程中,如需停止盘车,只须按“停止”按钮,电动机停止转动。由于汽轮发电机转子转动惯性很大且仍在低速转动,此时电动盘车的主动齿轮变为被动齿轮,使其受一个和啮合方向相反的作用力,在这个作用力下,盘车齿轮沿丝杆向汽轮机侧做相对运动,从而自动退出。不过有时会出现退出不到位的现象,这时需要手动盘动电动机退出(厂家提供了一个手动摇把,作为手动退盘车时使用);当机组启动冲动转子时,汽轮发电机转子转速在极短的时间内迅速上升至400~600r/min,一旦超过盘车转速,盘车主动齿轮同样由主动变为被动,使其受到和啮合方向相反的很大作用力,在这个作用力下,盘车齿轮迅速与汽轮机转子齿轮脱开后,撞在限位开关上,使其电路断开,盘车电动机失电,电动机停止转动,盘车装置自动退出。
3使用过程发现的问题及解决办法
在汽轮机使用过程中发现,汽轮机配套电动盘车装置,首先未设计手动盘车装置,这样盘车在使用中可靠性就大大降低了。如果在汽轮机正常启动或停机时,电动盘车装置一旦故障,就没有任何手段盘动转子,无法保证机组正常停运,给机组安全停运埋下隐患。在电动盘车装置正常退出时,经常出现盘车齿轮不能自动与汽轮机转子齿轮脱开或脱开不彻底的现象;在汽轮机正常停运(投入盘车)时,盘车齿轮经常出现嵌入不到位的现象(扭力盘不能相互啮合),造成盘车丝杆产生毛刺或齿轮与丝杆咬死,导致事故产生,影响安全运行,后果是非常严重的。从2台电动盘车装置的使用情况看,此形式的电动盘车装置的故障率较高,可靠性较低,综合现场出现的各种问题,分析原因如下:
①设计要求加工精度较低。双头梯形螺纹的表面粗糙度要求较低,加工较粗糙,螺纹配合起来产生的摩擦力较大。②虽然设计选用45#调质HB220-260处理,但是从现场的情况看,盘车丝杆较软(将作硬度鉴定)。③盘车主动齿轮在与转子齿轮啮合侧未设计倒角。在两齿轮啮合过程中,经常造成转子齿轮齿面被盘车齿轮拉毛的现象。一旦齿面产生毛刺,当齿面产生的摩擦力大于盘车装置的力矩时,盘车齿轮就不会沿轴向继续运动,这时,盘车电机仍在工作,就会造成盘车丝杆梯形螺纹单侧吃力较大,当梯形螺纹也产生毛刺时,就会造成齿轮与丝杆咬死。④搭钩安装时高于齿面,在两齿轮啮合过程中,齿侧间隙一侧偏小,就会造成转子齿轮与盘车齿轮啮合时摩擦力较大;另外,搭钩弹簧经常出现断裂的现象,当搭钩弹簧断裂后,搭钩的导向作用就会失去,这样,在两齿轮啮合时就会硬接触,产生的冲击较大,容易出现C条所描述的现象。⑤在电动投入盘车时,盘车齿轮在丝杆上不仅沿丝杆轴向运动,而且沿圆周在转动。当盘车齿轮上的搭钩与转子上齒轮即将啮合时,有两种情况发生:一种搭钩正好嵌入转子齿轮的两个齿间,若是这样,盘车齿轮将会非常顺利地延大齿轮齿面滑入,啮合到位;另一种搭钩未能嵌入转子齿轮的两个齿间,而是顶在转子齿轮侧面。因为盘车电机仍在工作,盘车齿轮仍然沿丝杆有轴向运动的趋势,若是这样,盘车齿轮的扭力盘与丝杆之间(梯形螺纹靠电机侧的齿面)就会产生非常大的摩擦力,若时间较长(几十秒或更长),盘车齿轮仍没有旋转一个角度嵌入转子齿轮的两个齿间顺利啮合的话,最终将导致齿轮内螺纹与丝杆之间产生毛刺,直至咬死的现象发生。
为了提高此电动盘车在现场使用时的可靠性,经与厂家协商,采取以下措施:①现场对扭力盘与丝杆加研磨砂反复研磨后,清理干净,保证扭力盘与丝杆螺纹之间配合顺畅。②对盘车主动齿轮与转子齿轮啮合侧进行倒角,使其齿边圆滑,确保其啮合过程更顺畅。③搭钩的弹簧装配也作了改进,使其避免了在搭钩频繁动作时,不致将弹簧磨断,保证了搭钩的可靠性。④现场对厂家提供的手动盘车的摇把进行改进,使其具有手动投入盘车功能。⑤盘车投运时采用手动方式投入,当从观察孔处确认齿轮到位后(扭力盘完全啮合后),再电动盘动转子;汽轮机冲转前,先手动退出盘车装置,当从观察孔处确认齿轮退出后,再冲动转子。
4结束语
虽然采取了以上措施,但是此盘车装置的可靠性还是令人担忧,电动盘车装置设计的基本功能未能实现(如电动投运、自动退出等)。要想从根本上解决此电动盘车装置的问题,就必须优化设计,只有在实践中不断的吸取经验教训,不断地改进设计,才能使设计、生产出来的产品质量更可靠。
参考文献
[1]罗志刚.汽轮机盘车装置的故障分析与处理[J].河北电力技术,2002(02期).
关键词:12MW汽轮机;电动盘车装置故障
1系统概况
XX垃圾焚烧发电厂工程设计2台由杭州汽轮机股份有限公司生产的机组代号为T4061、型号为N12-3.8单缸、单轴、凝汽式汽轮机。机组均选用了由杭州汽轮机股份有限公司提供的配套低速电动盘车装置。该电动盘车装置是由杭州汽轮机股份有限公司设计,由杭州减速机厂生产的。其装置无手动盘车功能,只能电动盘车;无手动投入功能,只能手动退出或自动退出。电动盘车装置减速器采用摆线式结构,经过二级减速后,盘车额定转速13 r/min。
2盘车装置的工作原理及性能
2.1盘车装置的工作原理
电动盘车装置工作时,电动机通过减速机带动丝杆转动,丝杆上的主动齿轮(主动齿轮由两部分组成:外齿圈和扭力盘,扭力盘冷装于外齿圈内口)就会沿丝杆向电动机做作相对运动(扭力盘与丝杆之间是双头梯形螺纹结构)。当180度安装于外齿圈上的搭钩搭在汽轮机转子齿轮的齿面上时,在电动机的带动下,丝杆上的主动齿轮就会沿轴向顺利的滑向盘车电动机侧,当主动齿轮上的扭力盘与电动机侧另一半完全啮合时(这时主动齿轮与汽轮机转子齿轮也已完全啮合),电动机通过扭力盘带动主动齿轮转动,由于这时主动齿轮与汽轮机转子齿轮已完全啮合,从而带动汽轮机发电机转子转动。
2.2盘车的投运
因为未设计手动盘车功能,因此,盘车投运时,只能采用电动方式。电动投运方式分两种:点动投入,当主动齿轮与汽轮机转子齿轮完全啮合后,再投运电动盘车装置;自动投入,按下启动按钮,电动机转动带动丝杆转动,丝杆上的主动齿轮就会沿丝杆向电动机侧做相对运动,当主动齿轮与汽轮机转子齿轮完全啮合后,电动机通过扭力盘带动主动齿轮转动,从而带动汽轮机发电机转子转动。
2.3盘车的停运
在机组盘车过程中,如需停止盘车,只须按“停止”按钮,电动机停止转动。由于汽轮发电机转子转动惯性很大且仍在低速转动,此时电动盘车的主动齿轮变为被动齿轮,使其受一个和啮合方向相反的作用力,在这个作用力下,盘车齿轮沿丝杆向汽轮机侧做相对运动,从而自动退出。不过有时会出现退出不到位的现象,这时需要手动盘动电动机退出(厂家提供了一个手动摇把,作为手动退盘车时使用);当机组启动冲动转子时,汽轮发电机转子转速在极短的时间内迅速上升至400~600r/min,一旦超过盘车转速,盘车主动齿轮同样由主动变为被动,使其受到和啮合方向相反的很大作用力,在这个作用力下,盘车齿轮迅速与汽轮机转子齿轮脱开后,撞在限位开关上,使其电路断开,盘车电动机失电,电动机停止转动,盘车装置自动退出。
3使用过程发现的问题及解决办法
在汽轮机使用过程中发现,汽轮机配套电动盘车装置,首先未设计手动盘车装置,这样盘车在使用中可靠性就大大降低了。如果在汽轮机正常启动或停机时,电动盘车装置一旦故障,就没有任何手段盘动转子,无法保证机组正常停运,给机组安全停运埋下隐患。在电动盘车装置正常退出时,经常出现盘车齿轮不能自动与汽轮机转子齿轮脱开或脱开不彻底的现象;在汽轮机正常停运(投入盘车)时,盘车齿轮经常出现嵌入不到位的现象(扭力盘不能相互啮合),造成盘车丝杆产生毛刺或齿轮与丝杆咬死,导致事故产生,影响安全运行,后果是非常严重的。从2台电动盘车装置的使用情况看,此形式的电动盘车装置的故障率较高,可靠性较低,综合现场出现的各种问题,分析原因如下:
①设计要求加工精度较低。双头梯形螺纹的表面粗糙度要求较低,加工较粗糙,螺纹配合起来产生的摩擦力较大。②虽然设计选用45#调质HB220-260处理,但是从现场的情况看,盘车丝杆较软(将作硬度鉴定)。③盘车主动齿轮在与转子齿轮啮合侧未设计倒角。在两齿轮啮合过程中,经常造成转子齿轮齿面被盘车齿轮拉毛的现象。一旦齿面产生毛刺,当齿面产生的摩擦力大于盘车装置的力矩时,盘车齿轮就不会沿轴向继续运动,这时,盘车电机仍在工作,就会造成盘车丝杆梯形螺纹单侧吃力较大,当梯形螺纹也产生毛刺时,就会造成齿轮与丝杆咬死。④搭钩安装时高于齿面,在两齿轮啮合过程中,齿侧间隙一侧偏小,就会造成转子齿轮与盘车齿轮啮合时摩擦力较大;另外,搭钩弹簧经常出现断裂的现象,当搭钩弹簧断裂后,搭钩的导向作用就会失去,这样,在两齿轮啮合时就会硬接触,产生的冲击较大,容易出现C条所描述的现象。⑤在电动投入盘车时,盘车齿轮在丝杆上不仅沿丝杆轴向运动,而且沿圆周在转动。当盘车齿轮上的搭钩与转子上齒轮即将啮合时,有两种情况发生:一种搭钩正好嵌入转子齿轮的两个齿间,若是这样,盘车齿轮将会非常顺利地延大齿轮齿面滑入,啮合到位;另一种搭钩未能嵌入转子齿轮的两个齿间,而是顶在转子齿轮侧面。因为盘车电机仍在工作,盘车齿轮仍然沿丝杆有轴向运动的趋势,若是这样,盘车齿轮的扭力盘与丝杆之间(梯形螺纹靠电机侧的齿面)就会产生非常大的摩擦力,若时间较长(几十秒或更长),盘车齿轮仍没有旋转一个角度嵌入转子齿轮的两个齿间顺利啮合的话,最终将导致齿轮内螺纹与丝杆之间产生毛刺,直至咬死的现象发生。
为了提高此电动盘车在现场使用时的可靠性,经与厂家协商,采取以下措施:①现场对扭力盘与丝杆加研磨砂反复研磨后,清理干净,保证扭力盘与丝杆螺纹之间配合顺畅。②对盘车主动齿轮与转子齿轮啮合侧进行倒角,使其齿边圆滑,确保其啮合过程更顺畅。③搭钩的弹簧装配也作了改进,使其避免了在搭钩频繁动作时,不致将弹簧磨断,保证了搭钩的可靠性。④现场对厂家提供的手动盘车的摇把进行改进,使其具有手动投入盘车功能。⑤盘车投运时采用手动方式投入,当从观察孔处确认齿轮到位后(扭力盘完全啮合后),再电动盘动转子;汽轮机冲转前,先手动退出盘车装置,当从观察孔处确认齿轮退出后,再冲动转子。
4结束语
虽然采取了以上措施,但是此盘车装置的可靠性还是令人担忧,电动盘车装置设计的基本功能未能实现(如电动投运、自动退出等)。要想从根本上解决此电动盘车装置的问题,就必须优化设计,只有在实践中不断的吸取经验教训,不断地改进设计,才能使设计、生产出来的产品质量更可靠。
参考文献
[1]罗志刚.汽轮机盘车装置的故障分析与处理[J].河北电力技术,2002(02期).