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摘 要：对于目前国内的单机容量为600MW的大型汽轮机来说，盘车装置的主要任务几乎是完全一致的，本文在这里主要针对发电厂600MW机组调试期间盘车装置的损坏情况进行了简单分析，并且对其改进措施和方法进行了探讨。
关键词：600MW机组；调试；盘车装置；损坏分析
为实现发电厂“即投产、即稳定、即赢利”目标，根据厂部安排，必须要加强同类型机组在调试过程中出现问题的重点调研，并进行举一反三，避免调试中发生类似情况。因此，对发电厂600MW机组调试期间盘车装置的损坏分析的探讨有其现实意义和重要价值。
1.影响因素
在这里我们以某厂首期工程中投入的2台600MW机组为例进行分析，该汽轮机组的机本体主要是由日本三菱重工所制造的，而发电机组以及相关的配套设施和辅助系统则主要是由西屋公司提供，所以对于整个系统而言，主辅机全为进口设备，后经过半年的调试后，2台机组分别投入运行，从总体情况来分析，两台机组的运行情况良好，目前尚没有出现严重的事故的设备损坏问题，但是在调试期间也相应地出现一些异常问题，为此，在这里针对机组调试期间所出现的问题进行简单分析：
盘车装置：本装置为亚临界一次中间再热、反动式、高中压合缸的三缸四排汽凝汽式汽轮机，盘车的启动以及停运主要通过手动或者是自动来完成和实现，当汽轮机起动冲转后，转子的转速高于盘车转速时，使啮合齿轮由原来的主动轮变为被动轮，即盘车齿轮带动啮合齿轮转动，螺旋轴的轴向作用力改变方向，啮合齿轮与螺旋轴产生相对转动，并沿螺旋轴移动退出啮合位置，手柄随之反方向转动至停用位置，断开行程开关，电动机停转，基本停止工作。若需手动停止盘车，可手揿盘车电动机停按钮，电动机停转，啮合齿轮退出，盘车停止。对于盘车装置损坏原因进行全面的分析，大体包括以下几点：
1.1.外观与微观晶粒分析
根据分析结果表明，主动轮与从动轮之间的不同齿轮断面晶粒的状态有所不同，通常均表现为粗断面，为此，在这里可以从根本上排除设备出厂时由于材质缺陷而导致的质量问题，使得盘车发生损坏。
1.2.化学成分检测
为了进一步检测盘车损坏原因，对于盘车的各个断齿的化学成分进行全面的分析与检测，根据其检测结合分析，各项检测结果均符合要求，具体情况如表1所示：
首先，损坏轮齿的C、Si、Mn化学成分组成分析。从动齿轮SCM420的C、Si、Mn分别要求0.19-0.22、0.16-0.34、0.62-0.82，实测为0.21、0.19、0.77；主动齿轮SCM420的C、Si、Mn分别要求0.18-0.22、0.16-0.34、0.61-0.82，实测为0.20、0.22、0.81。
其次，损坏轮齿的P、S、Cr、Mo化学成分组成分析。从动齿轮SCM420的P、S、Cr、Mo分别要求小于等于0.04、小于等于0.04、0.19-0.21、0.16-0.32，实测为0.016、0.015、0.19、0.20；主动齿轮SCM420的P、S、Cr、Mo分别要求小于等于0.04、小于等于0.04、0.18-0.22、0.16-0.34，实测为0.017、0.018、0.20、0.25。
1.3.硬度测量
经过实际的测量分析，盘车的各个地区母质材料硬度均达到了300HV，包括主动齿轮和从动齿轮，并且均达到了设计所要求的设计范围，根据材料强度与硬度成正比的关系，我们可以确定，材料的设计强度是完全符合要求的。
1.4.强度核算
对于盘车装置的强度核算，经过仔细观察发现，损坏最为严重的部分就是第二级主传动轮，为此，在这里对其强度进行了具体的核算：
首先是电机额定轴力矩的计算T0= 60×22×1 000/ （ 2×3114×1 000×918） =2114 kgf·m= 2114×918= 209172 N·m，为此，根据这个计算结果，结合齿面接触的具体情况，就可以得到齿轮处理的应力值，具体的应力值为686MPa。
其次是要计算出启动过程中盘车的电机所需要的力矩以及输出力矩，结合动态特性模拟，启动过程转速、力矩与时间的关系，进行科学处理，确保强度核算的精确度。
2.原因分析
根据以上分析和计算结果可以知道，齿面的设计强度极限为1421 MPa，因此，主动轮齿的所承受的最大力矩并没有超出其所控制的强度极限值。为此，在这里我们可以推测出齿轮损坏的原因具体为：
一是对强度核算的疏忽。在设计时，由于生产制造的机组相对不多，为此，将用于其他机组所制造的盘车装置进行设计，加上缺乏对强度核算没有进行全面分析的情况下，极易造成设计上的疏忽，这样，第二级传动齿轮就会由于设计强度不达标而发生损坏。
二是调试期间试验过多。在进行机组调试的过程中，存在着各种类型的试验同时，其首台机组运行，造成机组的频繁启动，加上，各个轮齿主是要通过摆齿来实现啮合，这样，极易导致盘车在投入运行时出现严重的顶齿现象，从而对其他的轮齿也造成冲击，自然轮齿的强度也会出现不同程度的损伤，在多次启动的情况下，损伤不断累积，产生更为严重的损伤。
三是盘车装置安装问题。在安装盘车装置的过程中，可以由于操作人员对齿轮之间的齿隙调整不合理，包括齿轮冷却、润滑不足，在这样的情况下，齿轮极易发生膨胀受阻，进而引发严重的直接损伤和附加力损伤。
3.预防盘车装置损环的改进措施
盘车在启动电机前，用人力将电机转动几圈，用以判断由电机带动的负荷（即机械或传动部分）是否有存在阻力增大情况，控制电机的启动负荷变大而损坏电机。针对以上对盘装置发生损坏情况的分析，采用以下具体的处理措施和改进措施，具体强调以下几点：
3.1.增加齿轮模数 经过实践研究发现，传动齿轮的模数变化，那么相应的齿轮的其他尺寸也会有怕增加，同时，更为重要的齿轮的强度也得到进一步的增大，为此，使得设计所允许的极限应力和极限力矩增加，从而更好地适应了盘车启动力矩瞬间可以达到的最大工况。为此，必须要重视强度核算，避免设计时的疏忽，需要由生产制造机组的专家和专业人员加强分析与研究，对用于其他机组所制造的盘车装置的设计参数进行强度核算，提高第二级传动齿轮就会由于设计强度值，避免频繁的损坏，同时，还要加强实际的测量分析，要从盘车的各个地区母质材料入手，对其硬度进行综合分析，确保主动齿轮和从动齿轮的硬度系数均达到设计所要求的设计范围，确保材料的设计强度完全符合设计要求，从根本上减少损坏现象的发生率。
3.2.增加啮合配合侧隙
在安装盘车装置时，要适当地增加摆齿与轴系上盘车齿轮啮合轮齿的配合侧隙，据有关人员分析，若是配合间隙每增加0.30mm，其强度系数也会相应的增加，因此，在安装机组盘车装置过程中，要通过各种类型的试验，优化各项设计参数值，尤其是要提高和优化啮合配合侧隙的设计，确保首台机组运行时由于机组的频繁启动所导致的顶齿。另外，通过啮合配合侧隙的增加，还可以提供了配合齿间足够的冷热膨胀补偿间隙和足够的润滑油存储间隙，来实现各个轮齿啮合，有效控制盘车在投入运行时顶齿现象的出现，与此同时，还可最大限度地降低对其他的轮齿的冲击力，降低齿轮损伤。
3.3.改变油温设定值
在启动机组时，可以根据实际要求，适当改变油温的设计值。由于在低速运转下，无法形成正常运行时的油膜润滑，加上油温粘度过大，那么油层厚度相对增大，从而有利于盘车启动时的摩擦力，若是在高速运转下，油温低，阻力也会相应增加，因此，在设定油温值时，要根据实际需要进行调整。
3.4.盘车装置的安装
盘车装置安装时，在增设两个定位鞘，其主要目的就是为确保盘车装置的准确定位，因此，在安装盘车装置时，操作人员除了要对齿轮之间的齿隙调整、齿轮冷却、润滑工作以外，还要通过定位鞘的设定，控制齿轮的相对移动，避免膨胀受阻，避免直接损伤和附加力损伤。
结语：
总而言之，盘车装置要想保证正常良好的使用情况，就要加强每次维修对盘车装置的正确维护与处理，并且严格按照规定例行各项检查，针对具体的情况和问题，采取正确的处理措施和方法控制损坏现象的发生，确保调试期间盘车损坏所采取的防范和改进措施的更加合理和有效。
参考文献：
[1]郭永雄，郭亚. 珠海发电厂700MW机组调试期间盘车装置的损坏分析[J]. 电力科学与工程，2005，（01）：66-68+78.
[2]郭永雄，郭亚. 700MW汽轮机组调试及改进措施[J]. 热力发电，2005，（04）：34-37+50-64.
[3]张新闻，杨娟娟. 印度海萨2×600MW机组调试中的主要问题及分析[J]. 电力建设，2011，（02）：92-95.
[4]张锋锋，焦晓峰，杨晋，程朝辉，范景利. 600MW超临界直接空冷汽轮机组调试期间故障问题分析与处理[J]. 内蒙古电力技术，2011，（03）：89-90+93.
[5]高丽芳，鹿刚，李涛，王涌. 由岱海600MW机组调试论国内外同级机组锅炉的技术特点[J]. 新疆电力技术，2008，（02）：6-9.
[6]. 吴泾第二发电厂2×600MW机组调试概况[J]. 上海节能，2001，（04）：71-76.
作者简介：刘海磊（1985-01），性别：男，籍贯：河北冀州，工作单位：山东电力建设第三工程公司，学历：本科，职称：助理工程师，研究方向：热能与动力工程。
关键词：600MW机组；调试；盘车装置；损坏分析
为实现发电厂“即投产、即稳定、即赢利”目标，根据厂部安排，必须要加强同类型机组在调试过程中出现问题的重点调研，并进行举一反三，避免调试中发生类似情况。因此，对发电厂600MW机组调试期间盘车装置的损坏分析的探讨有其现实意义和重要价值。
1.影响因素
在这里我们以某厂首期工程中投入的2台600MW机组为例进行分析，该汽轮机组的机本体主要是由日本三菱重工所制造的，而发电机组以及相关的配套设施和辅助系统则主要是由西屋公司提供，所以对于整个系统而言，主辅机全为进口设备，后经过半年的调试后，2台机组分别投入运行，从总体情况来分析，两台机组的运行情况良好，目前尚没有出现严重的事故的设备损坏问题，但是在调试期间也相应地出现一些异常问题，为此，在这里针对机组调试期间所出现的问题进行简单分析：
盘车装置：本装置为亚临界一次中间再热、反动式、高中压合缸的三缸四排汽凝汽式汽轮机，盘车的启动以及停运主要通过手动或者是自动来完成和实现，当汽轮机起动冲转后，转子的转速高于盘车转速时，使啮合齿轮由原来的主动轮变为被动轮，即盘车齿轮带动啮合齿轮转动，螺旋轴的轴向作用力改变方向，啮合齿轮与螺旋轴产生相对转动，并沿螺旋轴移动退出啮合位置，手柄随之反方向转动至停用位置，断开行程开关，电动机停转，基本停止工作。若需手动停止盘车，可手揿盘车电动机停按钮，电动机停转，啮合齿轮退出，盘车停止。对于盘车装置损坏原因进行全面的分析，大体包括以下几点：
1.1.外观与微观晶粒分析
根据分析结果表明，主动轮与从动轮之间的不同齿轮断面晶粒的状态有所不同，通常均表现为粗断面，为此，在这里可以从根本上排除设备出厂时由于材质缺陷而导致的质量问题，使得盘车发生损坏。
1.2.化学成分检测
为了进一步检测盘车损坏原因，对于盘车的各个断齿的化学成分进行全面的分析与检测，根据其检测结合分析，各项检测结果均符合要求，具体情况如表1所示：
首先，损坏轮齿的C、Si、Mn化学成分组成分析。从动齿轮SCM420的C、Si、Mn分别要求0.19-0.22、0.16-0.34、0.62-0.82，实测为0.21、0.19、0.77；主动齿轮SCM420的C、Si、Mn分别要求0.18-0.22、0.16-0.34、0.61-0.82，实测为0.20、0.22、0.81。
其次，损坏轮齿的P、S、Cr、Mo化学成分组成分析。从动齿轮SCM420的P、S、Cr、Mo分别要求小于等于0.04、小于等于0.04、0.19-0.21、0.16-0.32，实测为0.016、0.015、0.19、0.20；主动齿轮SCM420的P、S、Cr、Mo分别要求小于等于0.04、小于等于0.04、0.18-0.22、0.16-0.34，实测为0.017、0.018、0.20、0.25。
1.3.硬度测量
经过实际的测量分析，盘车的各个地区母质材料硬度均达到了300HV，包括主动齿轮和从动齿轮，并且均达到了设计所要求的设计范围，根据材料强度与硬度成正比的关系，我们可以确定，材料的设计强度是完全符合要求的。
1.4.强度核算
对于盘车装置的强度核算，经过仔细观察发现，损坏最为严重的部分就是第二级主传动轮，为此，在这里对其强度进行了具体的核算：
首先是电机额定轴力矩的计算T0= 60×22×1 000/ （ 2×3114×1 000×918） =2114 kgf·m= 2114×918= 209172 N·m，为此，根据这个计算结果，结合齿面接触的具体情况，就可以得到齿轮处理的应力值，具体的应力值为686MPa。
其次是要计算出启动过程中盘车的电机所需要的力矩以及输出力矩，结合动态特性模拟，启动过程转速、力矩与时间的关系，进行科学处理，确保强度核算的精确度。
2.原因分析
根据以上分析和计算结果可以知道，齿面的设计强度极限为1421 MPa，因此，主动轮齿的所承受的最大力矩并没有超出其所控制的强度极限值。为此，在这里我们可以推测出齿轮损坏的原因具体为：
一是对强度核算的疏忽。在设计时，由于生产制造的机组相对不多，为此，将用于其他机组所制造的盘车装置进行设计，加上缺乏对强度核算没有进行全面分析的情况下，极易造成设计上的疏忽，这样，第二级传动齿轮就会由于设计强度不达标而发生损坏。
二是调试期间试验过多。在进行机组调试的过程中，存在着各种类型的试验同时，其首台机组运行，造成机组的频繁启动，加上，各个轮齿主是要通过摆齿来实现啮合，这样，极易导致盘车在投入运行时出现严重的顶齿现象，从而对其他的轮齿也造成冲击，自然轮齿的强度也会出现不同程度的损伤，在多次启动的情况下，损伤不断累积，产生更为严重的损伤。
三是盘车装置安装问题。在安装盘车装置的过程中，可以由于操作人员对齿轮之间的齿隙调整不合理，包括齿轮冷却、润滑不足，在这样的情况下，齿轮极易发生膨胀受阻，进而引发严重的直接损伤和附加力损伤。
3.预防盘车装置损环的改进措施
盘车在启动电机前，用人力将电机转动几圈，用以判断由电机带动的负荷（即机械或传动部分）是否有存在阻力增大情况，控制电机的启动负荷变大而损坏电机。针对以上对盘装置发生损坏情况的分析，采用以下具体的处理措施和改进措施，具体强调以下几点：
3.1.增加齿轮模数 经过实践研究发现，传动齿轮的模数变化，那么相应的齿轮的其他尺寸也会有怕增加，同时，更为重要的齿轮的强度也得到进一步的增大，为此，使得设计所允许的极限应力和极限力矩增加，从而更好地适应了盘车启动力矩瞬间可以达到的最大工况。为此，必须要重视强度核算，避免设计时的疏忽，需要由生产制造机组的专家和专业人员加强分析与研究，对用于其他机组所制造的盘车装置的设计参数进行强度核算，提高第二级传动齿轮就会由于设计强度值，避免频繁的损坏，同时，还要加强实际的测量分析，要从盘车的各个地区母质材料入手，对其硬度进行综合分析，确保主动齿轮和从动齿轮的硬度系数均达到设计所要求的设计范围，确保材料的设计强度完全符合设计要求，从根本上减少损坏现象的发生率。
3.2.增加啮合配合侧隙
在安装盘车装置时，要适当地增加摆齿与轴系上盘车齿轮啮合轮齿的配合侧隙，据有关人员分析，若是配合间隙每增加0.30mm，其强度系数也会相应的增加，因此，在安装机组盘车装置过程中，要通过各种类型的试验，优化各项设计参数值，尤其是要提高和优化啮合配合侧隙的设计，确保首台机组运行时由于机组的频繁启动所导致的顶齿。另外，通过啮合配合侧隙的增加，还可以提供了配合齿间足够的冷热膨胀补偿间隙和足够的润滑油存储间隙，来实现各个轮齿啮合，有效控制盘车在投入运行时顶齿现象的出现，与此同时，还可最大限度地降低对其他的轮齿的冲击力，降低齿轮损伤。
3.3.改变油温设定值
在启动机组时，可以根据实际要求，适当改变油温的设计值。由于在低速运转下，无法形成正常运行时的油膜润滑，加上油温粘度过大，那么油层厚度相对增大，从而有利于盘车启动时的摩擦力，若是在高速运转下，油温低，阻力也会相应增加，因此，在设定油温值时，要根据实际需要进行调整。
3.4.盘车装置的安装
盘车装置安装时，在增设两个定位鞘，其主要目的就是为确保盘车装置的准确定位，因此，在安装盘车装置时，操作人员除了要对齿轮之间的齿隙调整、齿轮冷却、润滑工作以外，还要通过定位鞘的设定，控制齿轮的相对移动，避免膨胀受阻，避免直接损伤和附加力损伤。
结语：
总而言之，盘车装置要想保证正常良好的使用情况，就要加强每次维修对盘车装置的正确维护与处理，并且严格按照规定例行各项检查，针对具体的情况和问题，采取正确的处理措施和方法控制损坏现象的发生，确保调试期间盘车损坏所采取的防范和改进措施的更加合理和有效。
参考文献：
[1]郭永雄，郭亚. 珠海发电厂700MW机组调试期间盘车装置的损坏分析[J]. 电力科学与工程，2005，（01）：66-68+78.
[2]郭永雄，郭亚. 700MW汽轮机组调试及改进措施[J]. 热力发电，2005，（04）：34-37+50-64.
[3]张新闻，杨娟娟. 印度海萨2×600MW机组调试中的主要问题及分析[J]. 电力建设，2011，（02）：92-95.
[4]张锋锋，焦晓峰，杨晋，程朝辉，范景利. 600MW超临界直接空冷汽轮机组调试期间故障问题分析与处理[J]. 内蒙古电力技术，2011，（03）：89-90+93.
[5]高丽芳，鹿刚，李涛，王涌. 由岱海600MW机组调试论国内外同级机组锅炉的技术特点[J]. 新疆电力技术，2008，（02）：6-9.
[6]. 吴泾第二发电厂2×600MW机组调试概况[J]. 上海节能，2001，（04）：71-76.
作者简介：刘海磊（1985-01），性别：男，籍贯：河北冀州，工作单位：山东电力建设第三工程公司，学历：本科，职称：助理工程师，研究方向：热能与动力工程。