劉本帥 劉慧杰 龔帥 任旭東

中圖分類號(hào)：TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：A 文章編號(hào)：1674-1145（2019）4-189-02

摘 要 核電汽輪發(fā)電機(jī)組盤(pán)車(chē)裝置的主要作用是用于機(jī)組停機(jī)后盤(pán)車(chē)，使轉(zhuǎn)子連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，避免因汽缸自然冷卻造成上、下缸溫差使轉(zhuǎn)子彎曲；機(jī)組沖轉(zhuǎn)前盤(pán)車(chē)，使轉(zhuǎn)子連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)24H以上，避免因閥門(mén)漏氣汽封送汽等因素造成的溫差使轉(zhuǎn)子彎曲，盤(pán)車(chē)的同時(shí)還還可發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子是否彎曲，以及是否出現(xiàn)動(dòng)靜碰磨現(xiàn)象，較長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)盤(pán)車(chē)可以消除因機(jī)組長(zhǎng)期停運(yùn)或存放等其他原因引起的轉(zhuǎn)子非永久性彎曲。盤(pán)車(chē)的正常啟動(dòng)和停運(yùn)對(duì)機(jī)組的安全至關(guān)重要，本文通過(guò)對(duì)比分析及在歷次處理盤(pán)車(chē)故障的基礎(chǔ)上，同時(shí)針對(duì)因盤(pán)車(chē)投退不到位，需要多專業(yè)多部門(mén)及時(shí)進(jìn)行保駕及處理，現(xiàn)場(chǎng)待命響應(yīng)時(shí)間久等問(wèn)題，對(duì)主盤(pán)車(chē)邏輯進(jìn)行優(yōu)化分析，可避免由于盤(pán)車(chē)無(wú)法順利投運(yùn)造成轉(zhuǎn)子彎曲，威脅機(jī)組安全，甚至造成重大經(jīng)濟(jì)損失等問(wèn)題。

關(guān)鍵詞 盤(pán)車(chē) 故障 邏輯優(yōu)化

一、前言

1089MW核電機(jī)組主盤(pán)車(chē)自動(dòng)裝置，確保機(jī)組在沖轉(zhuǎn)前或停機(jī)后，轉(zhuǎn)子能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，保證轉(zhuǎn)子受熱均勻，避免轉(zhuǎn)子因溫差造成變形。較長(zhǎng)時(shí)間的聯(lián)系盤(pán)車(chē)還可以消除機(jī)組長(zhǎng)期停運(yùn)和存放或其他原因引起的轉(zhuǎn)子非永久性彎曲。主盤(pán)車(chē)以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，經(jīng)過(guò)液力撓性聯(lián)軸器和蝸桿減速器傳遞扭矩到離合器的小齒輪，小齒輪與汽輪發(fā)電機(jī)組的軸系前端主盤(pán)車(chē)大齒輪嚙合，進(jìn)入盤(pán)車(chē)狀態(tài)。該小齒輪沿軸向移動(dòng)與大齒輪嚙合或脫離，使盤(pán)車(chē)裝置投入或脫離。

（一）主盤(pán)車(chē)結(jié)構(gòu)

主盤(pán)車(chē)主要由三部分組成：輸入部分、輸出部分、滑動(dòng)部分。

1.輸入部分包括：盤(pán)車(chē)電機(jī)、聯(lián)軸器、蝸桿、渦輪，通過(guò)蝸桿帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，減速比為29.5：1實(shí)現(xiàn)減速。2.滑動(dòng)部分：通過(guò)帶有螺旋滑到的盤(pán)車(chē)軸帶動(dòng)軸上的嚙合齒輪實(shí)現(xiàn)。3.輸出部分：盤(pán)車(chē)大齒輪安裝在高中壓轉(zhuǎn)子端部，通過(guò)與離合器小齒輪的嚙合帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。4.液壓聯(lián)軸器配備有2級(jí)溫度報(bào)警，有效保護(hù)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、軸承、盤(pán)車(chē)電機(jī)不會(huì)過(guò)載導(dǎo)致?lián)p壞。5.盤(pán)車(chē)電機(jī)：為西門(mén)子三相電機(jī)，額定電壓：380V額定電流：91A；轉(zhuǎn)速：738rpm；電加熱器：109W/220V。

（二）主盤(pán)車(chē)嚙合時(shí)序

1.汽機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)的嚙合過(guò)程。

（1）在主控選擇啟動(dòng)盤(pán)車(chē)運(yùn)行后，當(dāng)轉(zhuǎn)速控制設(shè)備檢測(cè)到整個(gè)軸系靜止時(shí)，接通電磁閥。電磁閥得電，潤(rùn)滑油壓推動(dòng)離合器小齒輪朝與汽機(jī)大齒輪方向軸向運(yùn)動(dòng)。（2）如果小齒輪的相位齒輪未進(jìn)入末端結(jié)合點(diǎn)，小齒輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)若干角度直到與大齒輪嚙合。（3）盤(pán)車(chē)電機(jī)啟動(dòng)。（4）離合器部分嚙合，電磁閥斷電。（5）電機(jī)減速蝸桿帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)內(nèi)部的螺旋花鍵軌道實(shí)現(xiàn)小齒輪的完全嚙合。

2.汽機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)的嚙合過(guò)程。

（1）轉(zhuǎn)速檢測(cè)器P1卡件檢測(cè)到汽機(jī)轉(zhuǎn)速高于盤(pán)車(chē)，盤(pán)車(chē)電機(jī)啟動(dòng)。（2）轉(zhuǎn)速檢測(cè)器P1卡件檢測(cè)到汽機(jī)大軸轉(zhuǎn)速減速到盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)速時(shí)，并且與轉(zhuǎn)速檢測(cè)器P2卡件相同后，電磁閥001EL得電開(kāi)啟。（3）小齒輪的相位齒與大齒輪初步嚙合后電磁閥斷電，動(dòng)力油壓消失，小齒輪靠?jī)?nèi)部機(jī)械裝置旋轉(zhuǎn)至與汽機(jī)大軸完全嚙合。（4）汽機(jī)大軸由盤(pán)車(chē)帶動(dòng)在盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)速。

二、主盤(pán)車(chē)邏輯優(yōu)化

（一）主盤(pán)車(chē)邏輯故障背景

1.2015.04月福清核電2號(hào)機(jī)組盤(pán)車(chē)啟動(dòng)過(guò)程中，P1卡件出現(xiàn)E14報(bào)警主盤(pán)車(chē)投運(yùn)失敗。2.2016.08月福清核電3號(hào)機(jī)組盤(pán)車(chē)啟動(dòng)過(guò)程中數(shù)次出現(xiàn)E14報(bào)警，主盤(pán)車(chē)投運(yùn)失敗。3.2016.9月福清核電3號(hào)機(jī)組在執(zhí)行停機(jī)停堆試驗(yàn)過(guò)程中汽機(jī)轉(zhuǎn)速下降到盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)速時(shí)3GGR001AR上出現(xiàn)E1故障報(bào)警主盤(pán)車(chē)投運(yùn)失敗。

（二）主盤(pán)車(chē)優(yōu)化前邏輯復(fù)位方式

根據(jù)現(xiàn)有邏輯在主盤(pán)車(chē)啟動(dòng)過(guò)程中P1卡件會(huì)偶發(fā)出現(xiàn)E1、E14等故障報(bào)警，直接威脅主盤(pán)車(chē)的順利啟動(dòng)威脅機(jī)組安全，主盤(pán)車(chē)在故障時(shí)會(huì)在P1顯示屏出現(xiàn)故障代碼幫助診斷故障信息，同時(shí)向主控室發(fā)送故障信號(hào)。

主盤(pán)車(chē)常見(jiàn)故障代碼如下：

E1 接通時(shí)ETG 已經(jīng)選擇。故障：接通小齒輪離合器控制器之前，必須將ETG 選擇為OFF。

E2，n 小齒輪控制器硬件/軟件故障。故障：SSS 小齒輪離合器控制器內(nèi)部有故障。

E3，n 安全蓋拆除。故障：電動(dòng)機(jī)上的安全蓋沒(méi)有到位。

E4，n 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不一致。故障：P2 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速計(jì)讀數(shù)為零，而P1 轉(zhuǎn)速計(jì)卻顯示在旋轉(zhuǎn)。

E5，n 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不一致。故障：P1 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速計(jì)讀數(shù)為零，而P2 轉(zhuǎn)速計(jì)卻顯示在旋轉(zhuǎn)。

E6，n ETG 電動(dòng)機(jī)沒(méi)有正確運(yùn)行。故障：沒(méi)有用小齒輪離合器控制器選擇 ETG 小齒輪，但ETG 小齒輪在旋轉(zhuǎn)。

E7 從停止?fàn)顟B(tài)嚙合錯(cuò)誤。故障：從停止序列進(jìn)行嚙合期間，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后小齒輪沒(méi)有完全嚙合。

E8 轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動(dòng)。故障：從停止?fàn)顟B(tài)進(jìn)行嚙合期間，轉(zhuǎn)子在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后規(guī)定期限內(nèi)沒(méi)有旋轉(zhuǎn)。

E9 高速嚙合期間小齒輪不旋轉(zhuǎn)。故障：高速嚙合期間，在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后規(guī)定期限內(nèi)小齒輪沒(méi)有按照正確轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。

E10 高速嚙合錯(cuò)誤。故障：高速嚙合期間，P2 轉(zhuǎn)速計(jì)示出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速提高超過(guò)了預(yù)定限值。

E11高速嚙合錯(cuò)誤。故障：高速嚙合期間，P1 轉(zhuǎn)速計(jì)示出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速提高超過(guò)了預(yù)定限值。

E12未用。

E13 高速嚙合錯(cuò)誤。故障：高速嚙合期間，在電磁閥運(yùn)行后規(guī)定期限內(nèi)，小齒輪沒(méi)有嚙合。

E14電機(jī)耦合器故障。故障：耦合器超溫，或未旋轉(zhuǎn)。

在操作員發(fā)送啟動(dòng)命令后，如啟動(dòng)信號(hào)未反饋至DCS或電機(jī)停運(yùn)信號(hào)未消失則由于狀態(tài)不一致會(huì)出現(xiàn)GGR662KA故障DIST報(bào)警，由于故障報(bào)警的存在此時(shí)操作員無(wú)法點(diǎn)擊盤(pán)車(chē)電機(jī)本體進(jìn)行停運(yùn)主盤(pán)車(chē)進(jìn)而無(wú)法發(fā)送任何命令。優(yōu)化前的故障復(fù)位操作步驟如下：

1.就地確認(rèn)主盤(pán)車(chē)電機(jī)003MO已經(jīng)停運(yùn)，若主盤(pán)車(chē)電機(jī)未停運(yùn)，則就地停運(yùn)盤(pán)車(chē)電機(jī)。

2.在工程師站復(fù)位主盤(pán)車(chē)故障。

3.在盤(pán)車(chē)就地控制柜復(fù)位盤(pán)車(chē)故障，確認(rèn)P1/P2/P3卡件狀態(tài)正常，無(wú)報(bào)警出現(xiàn)。

4.主控操作員 再次啟動(dòng)盤(pán)車(chē)。根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)主盤(pán)車(chē)邏輯故障一般發(fā)生在電磁閥斷電后，此時(shí)離合器小齒輪已經(jīng)與盤(pán)車(chē)大齒輪進(jìn)行了初步的嚙合，制約輔助盤(pán)車(chē)的啟動(dòng)，此時(shí)需要逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)盤(pán)車(chē)電機(jī)聯(lián)軸器使小齒輪脫限位信號(hào)觸發(fā)，如果主盤(pán)車(chē)電機(jī)聯(lián)軸器逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)不能使主盤(pán)車(chē)脫限位信號(hào)觸發(fā)，則需要機(jī)械人員打開(kāi)前箱人孔，借助人力手動(dòng)推動(dòng)離合器小齒輪至退出位直至002SM信號(hào)觸發(fā)，此時(shí)再次啟動(dòng)輔助盤(pán)車(chē)。而行車(chē)盤(pán)車(chē)啟動(dòng)則需要更復(fù)雜的人力物力，首先儀控需要拆掉低發(fā)（6-7瓦）聯(lián)軸器上GME315MV振動(dòng)探頭，機(jī)械人員拆除聯(lián)軸器罩殼，使用鋼絲繩進(jìn)行盤(pán)車(chē)，每半小時(shí)旋轉(zhuǎn)180°。

（三）主盤(pán)車(chē)邏輯優(yōu)化方案

綜上所述，主盤(pán)車(chē)故障后由于DIST報(bào)警的存在導(dǎo)致操作員無(wú)法發(fā)送盤(pán)車(chē)的相關(guān)命令，為了解決這個(gè)問(wèn)題考慮首先將DIST故障命令復(fù)位，然后再重新發(fā)送啟動(dòng)盤(pán)車(chē)命令。

根據(jù)現(xiàn)有邏輯對(duì)主盤(pán)車(chē)控制邏輯進(jìn)行優(yōu)化，在GGR003MO控制邏輯中，盤(pán)車(chē)報(bào)警GGR701SY觸發(fā)后，主控通過(guò)點(diǎn)擊GGR005KG故障手動(dòng)停運(yùn)功能按鈕，停運(yùn)主盤(pán)車(chē)電機(jī)，復(fù)位 DIST故障報(bào)警，同時(shí)復(fù)位主盤(pán)車(chē)GGR003MO啟動(dòng)命令，同時(shí)為了避免盤(pán)車(chē)啟動(dòng)后現(xiàn)場(chǎng)偶發(fā)GGR701SY故障報(bào)警，操作員點(diǎn)擊GGR005KG使主盤(pán)車(chē)意外停運(yùn)，復(fù)位邏輯中增加主盤(pán)車(chē)“OFF”反饋。

主盤(pán)車(chē)邏輯優(yōu)化后復(fù)位步驟如下：

1.主控室操作員確認(rèn)盤(pán)車(chē)電機(jī)停運(yùn)，如若盤(pán)車(chē)電機(jī)運(yùn)行，就地手動(dòng)停運(yùn)盤(pán)車(chē)電機(jī)。2.確認(rèn)主控室GGR701SY觸發(fā)。3.確認(rèn)主盤(pán)車(chē)“OFF”反饋存在。4.主控點(diǎn)擊GGR005KG消除“DIST”故障。5.就地復(fù)位卡件故障。6.主控室重新投入盤(pán)車(chē)，確認(rèn)盤(pán)車(chē)啟動(dòng)成功。

三、結(jié)語(yǔ)

盤(pán)車(chē)系統(tǒng)作為汽輪發(fā)電機(jī)組重要設(shè)備之一，其能否正常投運(yùn)關(guān)系到整個(gè)汽輪發(fā)電機(jī)組相關(guān)設(shè)備的安全，關(guān)系到機(jī)組是否能夠停運(yùn)或啟動(dòng)，本文從歷次盤(pán)車(chē)故障情況下需要多專業(yè)多部門(mén)配合進(jìn)行復(fù)位的角度出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際對(duì)盤(pán)車(chē)邏輯進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后可以大大降低在機(jī)組緊急停機(jī)情況缺少專業(yè)人員保駕情況下，如盤(pán)車(chē)不能順利啟動(dòng)的情況操作員可直接復(fù)位故障重新啟動(dòng)盤(pán)車(chē)，有效降低汽輪發(fā)電機(jī)組大軸彎曲風(fēng)險(xiǎn)。

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