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【摘 要】主要介绍了300MW供热机组盘车装置的控制方式和运行过程中出现的问题，针对问题通过认真分析和实践总结提出整改方案并实际投入使用，确保盘车装置及时投运，防止汽轮机转子弯曲，保证机组安全稳定运行。
【关键词】供热机组；汽轮机；盘车装置；自动控制；保护
引言
盘车装置是一种电液操纵低速自动盘车装置，具备液压驱动投入和自动甩开的功能，能满足机组正常启停的需要。机组停机后投入盘车，驱动汽轮机转子连续转动，防止因汽缸自然冷却造成上、下缸温差导致汽轮机转子弯曲；机组冲转前投入盘车，驱动汽轮机转子连续转动，防止因阀门漏汽和汽封送汽等因素造成的温差导致汽轮机转子弯曲，同时检查汽轮机转子是否已出现弯曲和动静部分是否有摩擦现象；较长时间的连续盘车可以消除因机组长期停运和存放或其它原因引起的大轴非永久性弯曲。下面以大唐丰润电厂2×300MW热电联产项目为例，详细介绍了盘车装置在实践中的应用，以及在实践应用中出现的问题和优化改造。
1.汽轮机概况
大唐丰润电厂2×300MW机组，配套哈尔滨汽轮机厂有限责任公司生产的C250/N300-16.7/538/538/0.40型、亚临界蒸汽参数、一次中间再热、单轴、二缸双排汽、单抽供热、凝汽式机组。系统配置：一次再热与三级高压加热器（内置蒸汽冷却器），一级除氧器和三级低压加器组成七级回热系统，各级加热器疏水逐级自流。热网加热器加热汽源采用汽轮机中压缸排汽（五段抽汽）。每台机组设置两台并联运行的热网加热器，两台机组的热网加热器串联运行。每台机组由中压缸末级引出两根采暖抽汽管道，分别接至两台并联的热网加热器，以达到平衡两台热网加热器蒸汽参数的目的。
2.盘车装置工作原理
盘车操作装置可以通过采取手动的方式来启动，也可以全在自动的方式下启动。在润滑油压正常、顶轴油压正常和软启动器正常的外部允许盘车条件满足的情况下，选择了自动盘车方式，只要TSI发出零转速信号到盘车控制柜，盘车控制柜的PLC在确认已收到零转速信号（通常，在收到稳定的零转速信号后会自动延时30秒左右才被系统确认），PLC系统将通过继电器使电磁阀带电，液压缸将带动执行机构使盘车齿轮靠向汽机大轴齿轮，并逐渐使之啮合。PLC系统在电磁阀通电后30秒开始检测是否收到啮合到位信号，如果未收到啮合到位信号，盘车电机将周期性通过软起动器短时间启动电机正转，使盘车电机微动，以利于齿轮间的啮合，如果还未收到啮合到位信号，盘车电机微动两次后第三次将强行启动盘车。如果收到啮合到位信号，则电机将自动启动并维持盘车电机的运行，同时啮合到位信号发出5秒后，电磁阀自动断电，从而完成自动盘车投入；当汽轮机转速冲转超过盘车转速的时候，通过离心力甩开盘车装置，盘车装置甩开到位后，电机将自动停止。手动自动盘车方式与上述工作原理相似，不过需要人为地进行一系列操作：首先同样必须满足润滑油压正常、顶轴油压正常和软启动器正常的盘车条件得到满足，然后选择手动盘车方式，按下“电磁阀动作”按钮后，使电磁阀带电，液压机构完成盘车齿轮啮合，再按下“电机启动”按钮后，将启动盘车电机，盘车开始运行。任何时候按下“停盘车”按钮，将停止盘车电机。盘车停止后，整个装置还处于啮合位置，此时要想脱开盘车装置，需按下“甩开”按钮，盘车电机开始反转，使装置脱开。当甩开到位行程开关闭合后，电机将停止运转。
3.控制系统配置
3.1采用MODICON（TSXPSY2600）PLC作为逻辑控制部件，所有的控制逻辑均由PLC软件（梯形逻辑图）构成，控制灵活，功能强大。
3.2采用进口施奈德电机软启动器：
3.2.1对电机运行特性的控制，尤其是在起动和停止期间；
3.2.2对电机和起动器的热过载保护；
3.2.3对传动机械的机械保护，清除转矩浪涌并降低冲击电流；
3.2.4在整个允许区内控制加速转矩；
3.2.5按应用要求调节电机转矩；
3.2.6降低电机损耗；
4.控制逻辑
4.1盘车装置启动允许条件
4.1.1润滑油压正常（大于0.08MPa）
4.1.2顶轴油压正常（大于3.43MPa）
4.1.3软启动器正常
4.1.4主气门全关
4.2盘车装置电磁阀动作条件
4.2.1盘车允许条件满足且在自动方式
4.2.2盘车允许条件满足且手动方式启动
4.2.3 紧急启动
4.3盘车装置电磁阀复位条件
4.3.1啮合到位（延时5s）
4.3.2 盘车停止
4.3.3主气门未全关
4.4盘车装置自动停止条件
4.4.1盘车停止（按钮）
4.4.2盘车停止（DCS）
4.4.3润滑油压低（小于0.0294MPa）
4.4.4软启动器故障
4.4.5甩开到位（行程开关）
5.事故分析及优化方案
5.1啮合到位（行程开关）故障
盘车在启动过程中如果实际已啮合到位，但因啮合到位行程开关坏，没有发啮合到位信号，在这种情况下就有可能发生下列故障：
5.1.1盘车电磁阀一直带电，线圈长时间可能会烧损。解决方法是短接啮合到位信号端子（持续短接5秒以上，因有5秒延时）使电磁阀复位。
优化方案：停机后，更换进口机械滚轮式行程开关，具备防震、耐高温、耐腐蚀功能，采用并接两对常开触点，减少信号拒动。
5.1.2盘车电磁阀一直带电，汽机启动冲转，如果此时主气门全关信号由于其它原因存在，盘车电磁阀就不能复位断电，这样就有可能盘车装置甩不开而造成重大事故。解决方法是短接啮合到位信号端子（持续短接5秒以上，因有5秒延时）使电磁阀复位。注意：机组启动时冲转前应检查电磁阀是否关闭（不带电），如未关闭（带电），禁止冲转。 优化方案：因至盘车的保护信号非常重要，采用各个主汽门的DEH全关信号和DCS全关信号分别经过“或”的逻辑判断后再经过“四取三”逻辑判断来得出“主汽门全关”信号，然后和“汽机已跳闸”信号经过“或”的逻辑判断后作为去盘车的保护信号。
各个主汽门的关闭信号是通过DEH和DCS的冗余判断得出的，这样就保证了获取信号的可靠性；通过“四取三”逻辑判断，这样就保证了即使某一个主汽门异常“主汽门全关”信号也能可靠发出。在极端异常情况下如果汽机已打闸但“主汽门全关”信号没有触发，为了保证至电气的保护信号可靠发出“主汽门全关”信号再和“汽机已跳闸”信号通过“或”的逻辑判断得出，其中“汽机已跳闸”信号是通过EH油“安全油压低”（<7.8MPa）三取二判断得出的。
5.1.3停盘车后，做甩开操作时甩开接触器不会动作。应急解决方法是短接啮合到位信号端子，然后再做甩开操作，甩开成功后取掉短接线。
优化方案：停机后，更换进口机械滚轮式行程开关，具备防震、耐高温、耐腐蚀功能，采用并接两对常开触点，减少信号拒动。
5.2甩开到位（行程开关）故障
盘车装置停止并甩开后如果实际已甩开到位，但因甩开到位行程开关坏，没有发甩开到位信号，在这种情况下就有可能发生下列故障：
5.2.1盘车电机试验无法进行。解决方法是短接甩开到位信号端子，然后再做盘车电机试验，试验成功后取掉短接线。
5.2.2停盘车后，做甩开操作时，甩开接触器动作后，如果甩开到位信号来就会马上复位甩开接触器，如果不来30秒后甩开接触器自复位。
优化方案：停机后，更换进口机械滚轮式行程开关，具备防震、耐高温、耐腐蚀功能，采用并接两对常开触点，减少信号拒动。
5.3盘车电磁阀故障
5.3.1 如果盘车电磁阀电路故障，在紧急情况下需要启盘车时，解决方法是手动按盘车电磁阀尾部的外伸端按钮。利用液压力量解除油缸回转活塞自锁后松开按钮，扳动手柄并用力推压，到齿轮接触推不动时再手动盘盘车电机，直到啮合到位指示灯亮为止。
5.3.2电磁阀阀体有问题时，可拆下盘车装置上操纵滑阀顶端螺塞，用长螺丝刀或其它细长圆杆件将滑阀推到底，然后扳动手柄并用力推压，到齿轮接触推不动时再手动盘盘车电机，直到啮合到位指示灯亮为止。
优化方案：停机后检查电气控制回路，电磁阀线圈要求阻值合格，电磁阀阀体要定期清洗，保证阀芯活动自如，盘车投入前要做电磁阀活动试验，并做好同型号电磁阀的备品备件。
5.4零转速信号控制自动投入启动盘车装置启动失败
5.4.1润滑油压或顶轴油压低
检查油压（润滑油压>0.08MPa，顶轴油压>3.43MPa），待其恢复正常后，改用手控自动投入启动盘车装置方式重新启动。
5.4.2油管路上，手动阀门未打开
打开阀门，用手控自动投入启动盘车装置方式重新启动。
优化方案：检查油压管路，停机后检查油压取样点，在合适位置采取就近取压原则，防止油压衰减，并在现场安装就地压力表便于目测，鉴于单点信号误动、拒动可能性较大，采用三个不同取样点检测通过“三取二”逻辑判断获得保护信号，压力开关要采用进口产品，并作定期校验。
5.4.3零转速信号失灵，发不出信号。
确认转子转速为零时改为手控方式重新启动。
5.4.4未选择自动方式
确认转子转速为零时，改为手控方式重新启动。
优化方案：停盘车后检查转速控制系统，更换不合格元件。
5.5控制器故障
5.5.1软启动器故障
机组停机期间汽轮机转速磨降，盘车装置自动、手动都无法投入，为了防止大轴出现上下温差导致弯曲，一方面检查盘车装置控制回路，另一方面汽轮机再次挂闸冲转，最后检查软启动器故障，更换软启动器后盘车装置及时投入。
5.5.2PLC故障
如果PLC出现故障，盘车装置自动、手动都无法投入，检查盘查装置启动条件具备，
紧急情况下强制盘车电磁阀带电，利用液压解除油缸回装活塞自锁，充油过程使手柄推至啮合位置，复位盘车电磁阀，借助手动专业工具不间断人工盘车，更换备用PLC重新启动盘车装置。
优化方案：如果控制器出现故障，没有备件情况下，人工盘车工作量比较大，在盘车装置控制回路增加旁路启动，电机380V动力电源直接通过空气开关控制，如果满足盘车装置启动条件，确认盘车装置在啮合位置，直接工频启动盘车装置。注意：采用这种方式，首先确认人工盘车机械部分活动自如，汽轮机转子盘转正常无异音。
6.结束语
盘车装置控制系统在基于哈尔滨汽轮机厂原有设计上，经过一系列基建调试不断补充完善，虽然已经趋于成熟，但是今后仍然需要继续发现问题和不断优化改进，同时也为同类型同等级发电机组盘车装置控制系统优化提供参考依据。
参考文献：
[1]电力建设施工及验收技术规范 第5部分：热工自动化.
[2]热工测量和控制仪表的安装（第二版） 叶江祺编著，中国电力出版社.
[3]哈尔滨汽轮机厂汽轮机厂家资料.
作者简介：
边立平， 37岁，男，大学本科，工程师，中国能源建设集团天津电力建设公司。
【关键词】供热机组；汽轮机；盘车装置；自动控制；保护
引言
盘车装置是一种电液操纵低速自动盘车装置，具备液压驱动投入和自动甩开的功能，能满足机组正常启停的需要。机组停机后投入盘车，驱动汽轮机转子连续转动，防止因汽缸自然冷却造成上、下缸温差导致汽轮机转子弯曲；机组冲转前投入盘车，驱动汽轮机转子连续转动，防止因阀门漏汽和汽封送汽等因素造成的温差导致汽轮机转子弯曲，同时检查汽轮机转子是否已出现弯曲和动静部分是否有摩擦现象；较长时间的连续盘车可以消除因机组长期停运和存放或其它原因引起的大轴非永久性弯曲。下面以大唐丰润电厂2×300MW热电联产项目为例，详细介绍了盘车装置在实践中的应用，以及在实践应用中出现的问题和优化改造。
1.汽轮机概况
大唐丰润电厂2×300MW机组，配套哈尔滨汽轮机厂有限责任公司生产的C250/N300-16.7/538/538/0.40型、亚临界蒸汽参数、一次中间再热、单轴、二缸双排汽、单抽供热、凝汽式机组。系统配置：一次再热与三级高压加热器（内置蒸汽冷却器），一级除氧器和三级低压加器组成七级回热系统，各级加热器疏水逐级自流。热网加热器加热汽源采用汽轮机中压缸排汽（五段抽汽）。每台机组设置两台并联运行的热网加热器，两台机组的热网加热器串联运行。每台机组由中压缸末级引出两根采暖抽汽管道，分别接至两台并联的热网加热器，以达到平衡两台热网加热器蒸汽参数的目的。
2.盘车装置工作原理
盘车操作装置可以通过采取手动的方式来启动，也可以全在自动的方式下启动。在润滑油压正常、顶轴油压正常和软启动器正常的外部允许盘车条件满足的情况下，选择了自动盘车方式，只要TSI发出零转速信号到盘车控制柜，盘车控制柜的PLC在确认已收到零转速信号（通常，在收到稳定的零转速信号后会自动延时30秒左右才被系统确认），PLC系统将通过继电器使电磁阀带电，液压缸将带动执行机构使盘车齿轮靠向汽机大轴齿轮，并逐渐使之啮合。PLC系统在电磁阀通电后30秒开始检测是否收到啮合到位信号，如果未收到啮合到位信号，盘车电机将周期性通过软起动器短时间启动电机正转，使盘车电机微动，以利于齿轮间的啮合，如果还未收到啮合到位信号，盘车电机微动两次后第三次将强行启动盘车。如果收到啮合到位信号，则电机将自动启动并维持盘车电机的运行，同时啮合到位信号发出5秒后，电磁阀自动断电，从而完成自动盘车投入；当汽轮机转速冲转超过盘车转速的时候，通过离心力甩开盘车装置，盘车装置甩开到位后，电机将自动停止。手动自动盘车方式与上述工作原理相似，不过需要人为地进行一系列操作：首先同样必须满足润滑油压正常、顶轴油压正常和软启动器正常的盘车条件得到满足，然后选择手动盘车方式，按下“电磁阀动作”按钮后，使电磁阀带电，液压机构完成盘车齿轮啮合，再按下“电机启动”按钮后，将启动盘车电机，盘车开始运行。任何时候按下“停盘车”按钮，将停止盘车电机。盘车停止后，整个装置还处于啮合位置，此时要想脱开盘车装置，需按下“甩开”按钮，盘车电机开始反转，使装置脱开。当甩开到位行程开关闭合后，电机将停止运转。
3.控制系统配置
3.1采用MODICON（TSXPSY2600）PLC作为逻辑控制部件，所有的控制逻辑均由PLC软件（梯形逻辑图）构成，控制灵活，功能强大。
3.2采用进口施奈德电机软启动器：
3.2.1对电机运行特性的控制，尤其是在起动和停止期间；
3.2.2对电机和起动器的热过载保护；
3.2.3对传动机械的机械保护，清除转矩浪涌并降低冲击电流；
3.2.4在整个允许区内控制加速转矩；
3.2.5按应用要求调节电机转矩；
3.2.6降低电机损耗；
4.控制逻辑
4.1盘车装置启动允许条件
4.1.1润滑油压正常（大于0.08MPa）
4.1.2顶轴油压正常（大于3.43MPa）
4.1.3软启动器正常
4.1.4主气门全关
4.2盘车装置电磁阀动作条件
4.2.1盘车允许条件满足且在自动方式
4.2.2盘车允许条件满足且手动方式启动
4.2.3 紧急启动
4.3盘车装置电磁阀复位条件
4.3.1啮合到位（延时5s）
4.3.2 盘车停止
4.3.3主气门未全关
4.4盘车装置自动停止条件
4.4.1盘车停止（按钮）
4.4.2盘车停止（DCS）
4.4.3润滑油压低（小于0.0294MPa）
4.4.4软启动器故障
4.4.5甩开到位（行程开关）
5.事故分析及优化方案
5.1啮合到位（行程开关）故障
盘车在启动过程中如果实际已啮合到位，但因啮合到位行程开关坏，没有发啮合到位信号，在这种情况下就有可能发生下列故障：
5.1.1盘车电磁阀一直带电，线圈长时间可能会烧损。解决方法是短接啮合到位信号端子（持续短接5秒以上，因有5秒延时）使电磁阀复位。
优化方案：停机后，更换进口机械滚轮式行程开关，具备防震、耐高温、耐腐蚀功能，采用并接两对常开触点，减少信号拒动。
5.1.2盘车电磁阀一直带电，汽机启动冲转，如果此时主气门全关信号由于其它原因存在，盘车电磁阀就不能复位断电，这样就有可能盘车装置甩不开而造成重大事故。解决方法是短接啮合到位信号端子（持续短接5秒以上，因有5秒延时）使电磁阀复位。注意：机组启动时冲转前应检查电磁阀是否关闭（不带电），如未关闭（带电），禁止冲转。 优化方案：因至盘车的保护信号非常重要，采用各个主汽门的DEH全关信号和DCS全关信号分别经过“或”的逻辑判断后再经过“四取三”逻辑判断来得出“主汽门全关”信号，然后和“汽机已跳闸”信号经过“或”的逻辑判断后作为去盘车的保护信号。
各个主汽门的关闭信号是通过DEH和DCS的冗余判断得出的，这样就保证了获取信号的可靠性；通过“四取三”逻辑判断，这样就保证了即使某一个主汽门异常“主汽门全关”信号也能可靠发出。在极端异常情况下如果汽机已打闸但“主汽门全关”信号没有触发，为了保证至电气的保护信号可靠发出“主汽门全关”信号再和“汽机已跳闸”信号通过“或”的逻辑判断得出，其中“汽机已跳闸”信号是通过EH油“安全油压低”（<7.8MPa）三取二判断得出的。
5.1.3停盘车后，做甩开操作时甩开接触器不会动作。应急解决方法是短接啮合到位信号端子，然后再做甩开操作，甩开成功后取掉短接线。
优化方案：停机后，更换进口机械滚轮式行程开关，具备防震、耐高温、耐腐蚀功能，采用并接两对常开触点，减少信号拒动。
5.2甩开到位（行程开关）故障
盘车装置停止并甩开后如果实际已甩开到位，但因甩开到位行程开关坏，没有发甩开到位信号，在这种情况下就有可能发生下列故障：
5.2.1盘车电机试验无法进行。解决方法是短接甩开到位信号端子，然后再做盘车电机试验，试验成功后取掉短接线。
5.2.2停盘车后，做甩开操作时，甩开接触器动作后，如果甩开到位信号来就会马上复位甩开接触器，如果不来30秒后甩开接触器自复位。
优化方案：停机后，更换进口机械滚轮式行程开关，具备防震、耐高温、耐腐蚀功能，采用并接两对常开触点，减少信号拒动。
5.3盘车电磁阀故障
5.3.1 如果盘车电磁阀电路故障，在紧急情况下需要启盘车时，解决方法是手动按盘车电磁阀尾部的外伸端按钮。利用液压力量解除油缸回转活塞自锁后松开按钮，扳动手柄并用力推压，到齿轮接触推不动时再手动盘盘车电机，直到啮合到位指示灯亮为止。
5.3.2电磁阀阀体有问题时，可拆下盘车装置上操纵滑阀顶端螺塞，用长螺丝刀或其它细长圆杆件将滑阀推到底，然后扳动手柄并用力推压，到齿轮接触推不动时再手动盘盘车电机，直到啮合到位指示灯亮为止。
优化方案：停机后检查电气控制回路，电磁阀线圈要求阻值合格，电磁阀阀体要定期清洗，保证阀芯活动自如，盘车投入前要做电磁阀活动试验，并做好同型号电磁阀的备品备件。
5.4零转速信号控制自动投入启动盘车装置启动失败
5.4.1润滑油压或顶轴油压低
检查油压（润滑油压>0.08MPa，顶轴油压>3.43MPa），待其恢复正常后，改用手控自动投入启动盘车装置方式重新启动。
5.4.2油管路上，手动阀门未打开
打开阀门，用手控自动投入启动盘车装置方式重新启动。
优化方案：检查油压管路，停机后检查油压取样点，在合适位置采取就近取压原则，防止油压衰减，并在现场安装就地压力表便于目测，鉴于单点信号误动、拒动可能性较大，采用三个不同取样点检测通过“三取二”逻辑判断获得保护信号，压力开关要采用进口产品，并作定期校验。
5.4.3零转速信号失灵，发不出信号。
确认转子转速为零时改为手控方式重新启动。
5.4.4未选择自动方式
确认转子转速为零时，改为手控方式重新启动。
优化方案：停盘车后检查转速控制系统，更换不合格元件。
5.5控制器故障
5.5.1软启动器故障
机组停机期间汽轮机转速磨降，盘车装置自动、手动都无法投入，为了防止大轴出现上下温差导致弯曲，一方面检查盘车装置控制回路，另一方面汽轮机再次挂闸冲转，最后检查软启动器故障，更换软启动器后盘车装置及时投入。
5.5.2PLC故障
如果PLC出现故障，盘车装置自动、手动都无法投入，检查盘查装置启动条件具备，
紧急情况下强制盘车电磁阀带电，利用液压解除油缸回装活塞自锁，充油过程使手柄推至啮合位置，复位盘车电磁阀，借助手动专业工具不间断人工盘车，更换备用PLC重新启动盘车装置。
优化方案：如果控制器出现故障，没有备件情况下，人工盘车工作量比较大，在盘车装置控制回路增加旁路启动，电机380V动力电源直接通过空气开关控制，如果满足盘车装置启动条件，确认盘车装置在啮合位置，直接工频启动盘车装置。注意：采用这种方式，首先确认人工盘车机械部分活动自如，汽轮机转子盘转正常无异音。
6.结束语
盘车装置控制系统在基于哈尔滨汽轮机厂原有设计上，经过一系列基建调试不断补充完善，虽然已经趋于成熟，但是今后仍然需要继续发现问题和不断优化改进，同时也为同类型同等级发电机组盘车装置控制系统优化提供参考依据。
参考文献：
[1]电力建设施工及验收技术规范 第5部分：热工自动化.
[2]热工测量和控制仪表的安装（第二版） 叶江祺编著，中国电力出版社.
[3]哈尔滨汽轮机厂汽轮机厂家资料.
作者简介：
边立平， 37岁，男，大学本科，工程师，中国能源建设集团天津电力建设公司。