摘要：文章以浙江某电厂HE型汽轮机在整套启动过程中发生的液压盘车故障为例，介绍了HE型汽轮机液压盘车出现故障损坏的过程及处理情况，从液压盘车的结构、原理以及现场解体检查的实际情况出发，对液压盘车的故障原因进行了分析，并制定出相应的可行性措施进行处理，以期能在同类型机组中提高液压盘车可靠性方面有所借鉴。
关键词：西门子公司；HE型汽轮机；液压盘车；故障；处理
1 设备情况
1.1 汽轮机组介绍
浙江某电厂3号、4号、5号联合循环机组配置上海汽轮机有限公司和西门子公司联合设计制造的HE型超高压、中间再热、双缸（高压缸和中低压合缸）、单排汽、反动式、冷凝式、轴向排汽、凝汽式汽轮机。
高压缸型号为H30-25-25，是单向流动式带有静叶持环和外缸的双层缸结构。高压汽轮机有2
8个反动级，包括27个圆筒形鼓级和一个扭转鼓级。内缸为水平中分法兰连接。外缸为筒形设计，旋转对称外形保证了无蒸汽积聚，甚至在高蒸汽参数下，也可避免大的不对称变形、防止热应力过大。
中低压缸采用合缸，型号为E30-25-2-1×10，其通流部分反向布置单流式。中压汽轮机有17个反动级，包括9个圆筒形鼓级和8个扭转鼓级；中压缸为双层缸结构，中压缸排汽通过中压缸夹层反流至低压缸做功。单流式低压汽轮机有6个反动级，低压缸为单层缸结构，通过两组持环直接固定在低压外缸上，一级持环安装3 个圆筒形鼓级，二级持环装有3个标准级；由于水滴对末级动叶有腐蚀的危险，中空的末级静叶布置有疏水槽，疏水槽将静叶叶型上形成的凝结水膜抽取到凝汽器；低压外缸内装有喷水降温装置。
1.2 HE型汽轮机液压盘车介绍
该HE型汽轮机液压盘车装置由西门子公司生产。安装在后轴承座（如图1、图2、图3所示），主要由液力调速马达、离心非接触式超速离合器、中间轴和必要的轴承及紧固件组成。液压马达直接由顶轴油驱动，即当顶轴油系统投入运行时，盘车即投入。在液压马达的给油管上装有可调节流阀，用以改变速度。做抬轴试验时，通过关闭节流阀，可以将盘 车系统从顶轴油系统中隔离出来。
液压马达通过有齿轴和法兰转动超速离合器的外座圈。外座圈由护环和两个滚珠轴承支承在壳体内；超速离合器的内座圈直接紧固在中间轴的端部上。为了防止轴承在汽轮机正常运行期间发生静止腐蚀，向液压马达输送少量润滑油，使马达缓慢转动。
盘车装置是自动啮合型的，盘车控制电磁阀打开后，高压工作油通过配油环进入装有5个液压油缸的盘车马达，液压油缸中的柱塞被液压油推动向液压马达的偏心轴施加扭矩，使得偏心轴旋转。液压马达偏心轴与盘车小轴之间装有离合器，在转子转速低于60 r/min后，开启盘车电磁阀，离合器啮合，盘车马达驱动盘车小轴旋转[1]。在汽轮机冲转达到一定转速后，离合器在离心力作用下自动脱开，盘车马达开始自行空转，随后盘车电磁阀关闭，液压马达在润滑油的作用下，以6~12 r/min的速度空转。
离心离合器
驱动液压盘车的液压马达由5个伸缩油缸、1根偏心轴以及配流盘等组成，为径向柱塞式液压马达。马达的工作原理为把工作油的压能转换为使驱动轴转动的动能。需要盘车时，顶轴油的电磁阀打开，借助于在伸缩油缸中的压力油柱，把压力传递给马达的输出偏心轴，使马达伸出轴通过中间传动轴带动转子转动。
图1 西门子HE型汽轮机结构图
注：1.液压传动装置马达；2.特殊仿形加工的轴；3.盖；4.轴法兰；
5. 滚珠轴承；6.轴承座盖；7.气缸；8.汽缸圈；9.超速离合器；10.轴承
图2 液压盘车装置
注：14.液压盘车马达驱动油；15.回油管
图3 液压盘车装置（A-A 剖视）
2 液压盘车解体检查情况
近期，该厂4号汽轮机在停机后汽轮机盘车装置无法正常投运，手盘4号汽轮机转子较轻松，无卡涩感，判断问题症结应在4号汽轮机盘车装置。检查盘车装置进油调节阀及逆止门，均正常。检查过程中发现4号汽轮机盘车装置润滑油进油法兰安装了实心垫片，导致润
滑油无法进入盘车装置。待汽轮机缸温降至具备检修条件后，开始解体检查4号汽轮机盘车装置，更换了盘车液压马达（因无图纸及备件，没有解体盘车超速离合器总成）后装复，连续两次从4号汽轮机转子静止状态投入汽轮机盘车均正常。后再投4号汽轮机盘车装置又不能正常投运，决定解体检修盘车装置超速离合器总成。
对4号汽轮机盘车装置超速离合器总成进行了解体检修，发现盘车存在以下部件故障：
(1) 超速离合器12只传动楔块中有多只卡涩不灵活；
(2) 小轴与小轴轴瓦接触的轴颈上有明显的过热和拉伤痕迹；
(3) 观察小轴轴瓦乌金也有过热、磨损痕迹。
3 故障原因分析
离心非接触式超速离合器可靠性较差，传动楔块很容易卡涩。离心非接触式超速离合器静止或者盘车转速下，传动楔块靠底部弹簧力拉住维持啮合状态，此时，离合器与传动外环啮合，液压马达可以带动汽轮机转子旋转；当汽轮机转速升高，盘车需要脱开时，在离心
力的作用下，传动楔块的底部重量大的部分克服弹簧力向外甩出，传动楔块翻转维持脱开状态，离合器与传动外环脱开。
由此，传动楔块灵活与否是离合器正常工作的关键，12只传动楔块任何1只卡涩都将带来离合器冲击损坏、磨损的后果。
影响传动楔块卡涩的因素很多，包括传动楔块的配合间隙、楔块弹簧的可靠性与预紧力等，另外厂家装配时离合器室的清洁度、投入运行过程中现场油质的颗粒度都将是重要的不确定影响因素。对厂家原装的新液压盘车解体时就发现离合器传动楔块的配合间隙小而卡涩，另外离合器室的硬质颗粒也较多。
而此次设备缺陷的根本原因为盘车装置长期缺乏润滑油导致。超速离合器因缺乏润滑油长期处于干摩擦状态，导致超速离合器部分传动楔块卡涩不灵活，从而使得超速离合器与盘车液压马达不能有效啮合；换而言之，就是当液压盘车马达通过顶轴油驱动后，超速离合器与传动外环因传动楔块卡涩未能啮合，不能带动离合器小轴一起旋转，导致盘车装置不能投运。
第一次检修时更换液压马达后汽轮机盘车装置能顺利投运（未解体超速离合器总成），分析后认为，虽未解体超速离合器总成，但在反复旋转离合器小轴检查滚动轴承的过程中，超速离合器中卡涩的传动楔块被复位，使得盘车装置能投运，后又因传动楔块卡涩使缺陷再现。
4 现场处理措施
(1) 联系厂家重新提供1套新的离合器，经检查确认所有离合器传动楔块动作灵活后，对新的液压盘车进行组装。
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