引言

在供熱型汽輪機(jī)中,為使機(jī)組在冬季供熱條件下能夠?yàn)闊峋W(wǎng)提供更多的能量,同時(shí)在其他季節(jié)有較高的發(fā)電量,在汽輪機(jī)的高中壓缸和低壓缸之間安裝sss離合器是很好的選擇。sss(synchro-self-shifting,同步-自動(dòng)-移位）離合器是同步自換擋離合器的簡稱,目前被廣泛應(yīng)用于單軸共用發(fā)電機(jī)的電廠設(shè)備連接中,可根據(jù)需要將汽輪機(jī)低壓缸與高中壓缸轉(zhuǎn)子自動(dòng)進(jìn)行連接,或?qū)烧咦詣?dòng)脫開。

天津陳塘莊熱電廠"煤改氣"搬遷工程建設(shè)了兩套聯(lián)合循環(huán)機(jī)組,其汽輪機(jī)采用再熱、雙缸(高中壓合缸）雙排汽、可背壓、可抽汽、可純凝運(yùn)行蒸汽輪機(jī)。本工程設(shè)計(jì)汽輪機(jī)采用"二拖一"背壓運(yùn)行＋sss離合器的供熱方案,盡最大可能提高供熱能力,冬季按照背壓模式運(yùn)行,將中壓缸的排汽全部用于對外供熱,非采暖期按照凝汽模式運(yùn)行,使汽輪機(jī)供熱量達(dá)到最大化。本文主要對其安裝工藝流程進(jìn)行簡單總結(jié)。

1sss離合器的工作原理

sss離合器是一種通過棘輪棘爪定位、齒輪傳遞功率的離合器,其構(gòu)成主要包括4個(gè)組件,如圖1所示:輸入組件:繼動(dòng)螺旋滑動(dòng)組件:主螺旋滑動(dòng)組件:輸出組件。輸入組件與汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子連接:輸出組件與汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子連接:滑動(dòng)組件是離合器內(nèi)部的滑動(dòng)部分,能夠軸向雙向滑移,從而實(shí)現(xiàn)離合器的嚙合及脫開,無需借助人工或其他輔助動(dòng)力設(shè)備即可完全自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)低壓缸工作的投入及脫離。這就好比將螺母擰到螺栓上,如果螺栓隨螺母自由旋轉(zhuǎn),螺母也會(huì)隨螺栓旋轉(zhuǎn)。如果在螺栓持續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)阻止螺母旋轉(zhuǎn),則螺母將沿螺栓做直線運(yùn)動(dòng)。同時(shí)離合器還配有兩個(gè)液壓操作伺服裝置,能將離合器移至"鎖定"狀態(tài),防止在離合器輸入速度比輸出速度相對慢時(shí)離合器自動(dòng)脫開。其中一個(gè)伺服裝置裝有開關(guān),可用電纜連接至主裝置控制中心。離合器的潤滑油從汽輪機(jī)的潤滑油系統(tǒng)分別供給輸入端和輸出端。

2sss離合器的應(yīng)用

天津陳塘莊熱電廠"煤改氣"搬遷項(xiàng)目中,sss離合器安裝于低壓缸與高中壓缸之間的軸承座內(nèi),如圖2所示,使高中壓缸與低壓缸運(yùn)行無牽連,電廠集控可根據(jù)負(fù)荷調(diào)整、采暖需求,調(diào)整低壓缸投入或者解列:通過sss離合器的嚙合和脫開,本工程汽輪發(fā)電機(jī)組有3種運(yùn)行模式:模式I背壓運(yùn)行:模式Ⅱ純凝運(yùn)行:模式Ⅲ抽凝運(yùn)行。

在純凝工況或抽凝工況下,sss離合器嚙合,汽輪機(jī)高中、低壓缸一起運(yùn)行,驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,這時(shí)可以保證汽輪發(fā)電機(jī)有較高的發(fā)電效率:為使機(jī)組供熱最大化,即汽輪機(jī)背壓運(yùn)行,sss離合器脫開,汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子和低壓轉(zhuǎn)子脫開,此時(shí)只有高中壓轉(zhuǎn)子單獨(dú)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,汽輪機(jī)中壓缸排汽通過供熱閥門系統(tǒng)全部用于熱網(wǎng)供熱,使供熱量達(dá)到最大化,這時(shí)低壓缸不出力做功。

3sss離合器的安裝工藝

sss離合器安裝實(shí)物圖如圖3所示。

(1）將中間軸與高中壓轉(zhuǎn)子連接,同時(shí)低壓轉(zhuǎn)子及高中壓轉(zhuǎn)子調(diào)整到K值位置,裝上臨時(shí)推力塊限制轉(zhuǎn)子移動(dòng),用專用找中百分表及內(nèi)徑千分尺測量兩靠背輪端面的徑向及軸向位置,確保低壓轉(zhuǎn)子和中間軸聯(lián)軸器端面具有正確的分隔距離,同心并相互平行。(2）將離合器水平吊起,調(diào)整離合器,使輸入部件靠近低壓轉(zhuǎn)子靠背輪,然后緩慢將其放下。(3）轉(zhuǎn)動(dòng)低壓轉(zhuǎn)子,使兩個(gè)靠背輪上標(biāo)有編號(hào)的螺栓孔對齊,安裝螺栓并將其均勻擰緊,在連接靠背輪定位套管前,應(yīng)在相對位置裝入兩個(gè)定位銷,以保證正確的旋轉(zhuǎn)和同心條件。擰緊所有螺栓后,安裝其余的定位銷,并將其擰緊。(4）轉(zhuǎn)動(dòng)高中壓轉(zhuǎn)子,使兩個(gè)靠背輪上的螺栓孔對齊。將支撐環(huán)中分面上6個(gè)螺栓松開半圈左右。在兩個(gè)拉緊螺栓上抹少許潤滑脂,并將其通過高中壓轉(zhuǎn)子靠背輪插入輸出離合器環(huán)的兩個(gè)相對位置。將螺栓均勻擰緊,將輸出離合器環(huán)端正地拉向輸出端轉(zhuǎn)子靠背輪。如出現(xiàn)拉緊螺栓變緊(可能主離合器齒未對齊,不能內(nèi)部嚙合）情況,則略微擰緊頂起螺栓,撬動(dòng)離合器輸出部分,使其相對于離合器輸入部分稍微轉(zhuǎn)動(dòng)一下,將兩者對齊,此時(shí)拉緊螺栓應(yīng)松開,然后繼續(xù)拉攏兩靠背輪。(5）在連接靠背輪定位套管前,應(yīng)在相對位置插入至少兩個(gè)定位銷,以保證正確的旋轉(zhuǎn)和同心狀態(tài)。擰緊所有螺栓后,安裝其余的定位銷,并將其擰緊,完畢后拆除起吊環(huán)。(6）離合器的脫開及嚙合程序:離合器在剛安裝好時(shí)處于嚙合狀態(tài)。要讓離合器脫開,應(yīng)向后旋轉(zhuǎn)低壓轉(zhuǎn)子或向前旋轉(zhuǎn)高中壓轉(zhuǎn)子:要讓離合器嚙合,應(yīng)向前旋轉(zhuǎn)低壓轉(zhuǎn)子或向后旋轉(zhuǎn)高中壓轉(zhuǎn)子。盤動(dòng)時(shí)需利用滑動(dòng)部件上的軟膜杠桿提供軸向輔助力。(7）離合器對中:脫開離合器(止鎖環(huán)靠輸出端）,檢查離合器的輸入、輸出部分同心度及法蘭結(jié)合面間隙。將百分表夾緊在固定于低壓轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器頭的對準(zhǔn)工具上,并將百分表表頭置于離合器輸出部件邊緣表面。依次測量高中壓轉(zhuǎn)子頂部0●及180●位置處的對中情況,0●和180●的平均值必須在廠家設(shè)計(jì)值的0.05mm以內(nèi)。(8）液壓伺服裝置安裝:安裝前,確保裝置處于鎖止位置,在兩個(gè)伺服裝置最終定位時(shí),鎖止套上的工作環(huán)與每個(gè)伺服裝置上的滑塊之間的冷態(tài)設(shè)定間隙一般為(0.1590.02）mm,測量此間隙時(shí)低壓轉(zhuǎn)子推力盤貼死工作面,以吸收低壓推力軸承的軸向間隙。

4離合器常見故障

汽輪機(jī)在使用sss離合器的過程中可能會(huì)出現(xiàn)以下故障:如果從動(dòng)機(jī)械加速或盤車裝置電機(jī)關(guān)閉后,低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速卻無法降至低于高中壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,則表明離合器機(jī)構(gòu)損壞并處于嚙合位置無法脫開:如果盤車電動(dòng)機(jī)無法使靜止的從動(dòng)機(jī)械旋轉(zhuǎn)(但其自身可旋轉(zhuǎn)）,或在低速時(shí),其旋轉(zhuǎn)速度不能大于從動(dòng)機(jī)械,則說明棘爪和棘輪機(jī)構(gòu)受損,使得離合器無法嚙合。以上故障是由操作失誤造成的,尤其是操作期間缺乏潤滑油(潤滑油壓力要求在0.3MPp以上,以免滑塊部件過熱）或未對準(zhǔn),均需立即停止機(jī)組運(yùn)行加以處理,以防問題擴(kuò)大。

5結(jié)語

sss離合器在發(fā)電廠的實(shí)際應(yīng)用符合國家節(jié)能環(huán)保的政策要求,在熱負(fù)荷大且穩(wěn)定的情況下可為發(fā)電企業(yè)帶來較大效益。本文根據(jù)筆者基建現(xiàn)場安裝、調(diào)試經(jīng)歷,結(jié)合廠家安裝使用說明書,主要對sss離合器的安裝流程進(jìn)行了闡述,未來將有更多的供熱型機(jī)組推廣應(yīng)用sss離合器。