给水泵汽轮机SSS高速盘车装置.pdf

摘要 ：介绍 了一种给 水泵汽轮机 同步 自动切 换 离( s s s离合 器) 式高速盘 车装置，对其结构及工作原理进行 了详 细阐述 。 该装置能满足给水泵高转速盘 车，避免卡涩的要 求 又可在低速 下实现盘车的 自动啮合 ，成功解决了汽动给水泵组的盘车转 速问题。通过对该装置在现有汽动给水泵组中进行推广应用，验证了其可靠性和先进性。 关键词 ：给水泵汽轮机 ；S S S离合器 ；高速 ；盘车 变置 中图分类号 ： T K 2 6 9 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 ( 0 1 9 ( ) ( 1 f ( 2 0 1 ) o 4 一 ) 0 2 3 0 4 S S S C l u t c h T y p e Hi gh s p e e d T u r n i n g Ge a r o f F e e d P u mp T u r b i n e YU A N Xi u ku n ，CHEN Hu i ( D o n g f a n g S t e a m F m -h i n e C o 1 n t D e v a n g ， S i c h u a n 6 1 8 0 0 0 C h i n a ) Abs t r act ： Th i s pa p e r i n t r o du c e s a n SS S e l ut e h t y p e h i g h s p e e d t ur n i n g o f f e e d p ump t u r bi n e ，d e s c r i b e s i t s s t r uc t ur e a n d o p e r a t i o n a l p rin c i pl e i n d e t a i l s The dm i c e c a n me e t t h e d ema n d o f h i g h s pe e d t u rni n g g e a r a n d av ol d g e t t i n g s t r u c kI t c a n a l s o a c h i e v e t h e d e ma n d o f me s h i n g a u t o ma t i e a l l y U 1 l d e r t h e c o n d i t i o n o f l o w s p e e d T h e d e v i c e s o l v e s t h e p r o b l e m o t t u r n i n g g e a r s r e v o h , i n g s p e e d T h r o u g h e x p l o i t a t i o n i n f e e d p u mp s ，t h e d e v i c e i s i d e n t i f i e d t o b e r e l i a b l e a n d a d v a n c e d Ke y wo r d s ： f e e d p u mp t u r b i n e ； S S S c l u t c h ； h i g h s p e e d ； t u r n i n g g e a r 3 0 0 6 0 0 MW 机组 的锅炉 给水 泵 汽轮 机 盘 车装 置 是用 户 最 为 关心 的问 题 之一 其 原 冈 主要 是 汽动 给 水泵轴 经 常卡 塞 盘 车装 置无 法正 常 _ l I 作 、 防 止 泵 轴 卡 塞 的措 施 主 要 有两 方 面 一 是 在 保 证 给 水 品质 符 合 要 求 的 同 时还 需 水 流 有 一 定 的 冲 刷能 力 以防止 水 巾 的微 粒 停 留在 级 问间 隙 中 ： 二是使泵 中的水流搅 动避免泵壳上下 因温差而 变形 要达到这两方面 的要求 就必须使汽动给 水泵组 的盘车装置具有较高 的盘车转速和动态投 入 的 能力 本 文 设 计 采 用 了带 有 自动 同步 离 合 器 结 构 的盘 车 装 置 能 够 避 免 泵 的 卡 塞 同 时 保 证 汽轮 机均 衡冷却 ， 1 s s s 高速 盘车装置的獭 该 盘 车 装 置 由盘 车 电动 机 、减 速 器 和 自动 同 步 离 合 器 i大 部 分 组 成 电 机 驱 动 减 速 齿 轮 箱 传递 转 矩 到 同步 自动切 换 离 合 器( s s s离 合 器1 从 而 实现 盘车 自动 投脱 自动 同步离合器主要 由 3个部分组成f 如 图 l 所 示1 ：与 减 速 器 输 出轴 相 连 的输 入 部 件 1 、中 间 体 2和 与汽 轮机转 子 相连 的输 出部 件 7 中间体 2内壁加 成渐 开 线螺 旋 内花 键齿 1 1 外 壁 上加 丁 有 渐 开 线 花键 齿 1 2 还 有 周 向分 步 的 棘齿 构成棘轮 8 输入部件 1 与中间体 2配合段 的柱面上 加 T有 渐开 线 螺旋 外 花键 齿 9 与 中问体 2的 内花键 齿 l 1 配 合 输 出部 件 7内壁 上 加工 的 渐开线 花键齿 l 0与 中间体 2的花键齿 1 2配合 输出部件 7内壁上通过销轴 4安装有棘爪 5 对应 中间体 2上的棘轮 8 销轴 4上套 有扭 力弹簧 6 其一 端 顶住 输 出部件 7 另一 端 压住 棘 爪 5 使 之 与 棘 轮 8啮合 盘 车 电机 的驱 动 力通 过 减 速 器 及 内 、外渐开线花键齿传递到 汽轮机转子上并带动 转 子旋转 收稿 日期 ：2 0 1 O - 0 7 2 5 作者简介： 袁秀坤( 1 9 7 0 一 ) ， 男， 1 9 9 4 年毕业于合肥T业大学机制工艺专业， 岛级工程师， 副主任T程师， 长 期从事非标准设备研制工作。 2 3 图1 自动同步离合器结构图 2 l s s 8 高 速 盘 车 装 置 的 工 作 原 理 当启 动 盘 车 电机 时 ，输 入 轴 开始 转 动 由于 扭转弹簧的作用 使盘车轴上 的棘爪推出 与 中 间体上的棘轮相啮合f 如图 2所示) ，使 内、外渐开 线花键齿相对齐 由棘轮棘爪机构提供的小扭矩使 中间 体沿 螺旋 渐 开线 花键 槽做 轴 向移 动 ，驱 使 内 、 外渐开线 轮齿相 啮合 并带 动输 出部件 转动 至此 24 6 图 2 棘 轮 棘 爪 啮合 图 盘车装置完成了静态投入机组处于盘车状态 当机 组 冲转 时 离 合 器 输 出部 件 的转 速 超 越 了输 入部 件 的转 速f 即盘 车转 速) ，此时 ，中间体 受 到了一个反向力矩 这个反 向力矩驱使 中间体沿 螺旋渐开线花键槽做轴向运动 使得中间体上的 外渐开线齿与输出部件上的内渐开线齿脱离啮合 。 当 汽轮 机组 转 速 达 到 正 常 的盘 车 转 速 时 棘 爪 受 离 心 力 的 作 用 而 缩 进 盘 车 装 置 处 于甩 开 状 态 机组运 行 当机组 打闸停机 、转速下 降至盘车转 速时 ， 此时输 出部件上 的棘爪由于离心力的减小而落人 中间体上的棘轮槽 内。当输出部件的转速f 即转子 的转速1 滞后于输入部件转速的瞬间 中间体接受 棘轮 棘爪 机 构 提 供 的小 扭 矩 作 用 沿 螺旋 槽 做 轴 向 滑动 使内外渐开线轮齿相 啮合 并带动输 出部 件转动 完成盘车装置的动态投入 。机组进入盘 车状态 3 s 含 瓢 虫 翼 璧 S S S离 合器式 盘 车装置 由盘 车 电动机 减速 器 和 S S S离合器等部分组成 每一个 部分对整个 装 置的性能都起着至关重要的作用 ，因此对每个部 分都应进行合理的设计，必要时应进行校核。 3 1 盘车电动机 盘车电动机 的作用是为整个盘车装置提供动 力来源 的其效率取决于所要驱动的汽轮机组轴 系的摩擦力矩及传动系统的传动效率 ，用式f 1 ) 进 行计算 ： P = T电 n ( 9 5 4 9 r ) ( 1 ) 其 中 ，盘车 电机 的启 动 力 矩 T = 1 4 T阻，T阻 为阻力力矩 ， 7 为系统的总传动效率 ， 为电机过 载 系数 3 2 减速器 减速器的选择需要考虑传动形式 、电机 的输 入功 率 、减 速器 的输 出 力矩 以及 输 入输 出转 速 等 因素，根据机械传动的具体特点加 以取舍 。此外， 还要 考 虑结 构 的空 间 位 置 是否 满 足 减 速 器 以及 盘 车 电动机 的安装 和 布置 3 3 渐开线螺旋花键传动 渐 开线 螺 旋 花 键 传 动 的 承载 能 力 比相 同尺 寸 和头数的梯形螺纹 的螺旋传动要大 ，且加工方便 。 根据 安 装 尺 寸 以及 加 工 刀 具 的要 求 确 定 其 结 构 设 计参数 由于花键传动需要承受较大 的载荷 ，为 了避免使用过程 中失效 设计好之后需要对其强 度进行 校 核 渐 开线 螺 旋 花 键 轴 的强 度 按 滑 动 螺 旋 副 的强 度要求 按 照式f 2 1 进行 校核 ： 盯 轮齿 剪切强 度按 照式 f 3 ) 进 行校 核 ： 7 - ： F 丁 ( 3 ) 7 - = 丁 I j J l b z 、 齿 面挤 压强 度按 照式 f 4 1 进 行校 核 ： ， ，r ， 1 【 ( 4 ) ” z h pm 3 4 棘轮棘爪机构 棘 轮棘 爪 机 构 的作 用 是 使 盘 车 装 置 在 静 态 或 动态 投 入 时 保 证 中 间 滑 动 体 上 的 外 齿 和 与 转 子 相连 的输 出轴上的内齿相互对齐 并提供小扭矩 使 中间滑动体做轴向移动至 内外齿进入啮合 。因 此 在 机 构 设 计 时 首 先 根 据 整 个 离 合 器 的传 动 、安 装 结 构 限 制 来 选 择 标 准 的设 计 参 数 然 后 对 棘 爪 结 构 尺 寸 、重 心 与 棘 爪 轴 的 相 对 位 置 按 棘 爪 在 离 心 力作 用下 的脱 开转 速进 行设 计 3 5 驱动轮齿 驱动齿轮的作用是传递扭矩 、带动转子旋转 。 其 结 构 设 计 采用 渐 开 线 花 键 联 接 。 为 保 证 内 、外 齿 啮人 时 不 干 涉 必 须 使 驱 动 齿 轮 的 齿 数 为 棘 轮 齿 数 的倍 数 且 与 棘 轮 齿 相 对 齐 。 为便 于 啮入 ， 在 轮 齿 的 啮入 端 部 进 行 修缘 。 同样 ，为 了 避 免齿 轮 失效 ，需按 照式 f 4 )对齿 面挤 压强 度进 行校 核 。 3 6 缓冲结构及润滑 在 自动 同步离合器啮合和脱开过程 即将结束 时 为防止中间体 与输入轴 因角速 度的差 异而产 生 剧 烈 碰撞 在 螺 旋 花键 的两 端 均 设 置有 用 于缓 冲驻退阻尼油腔 以免中间体 与输 入轴剧烈碰撞 而损坏离合器 从花键轴 中心 引入 润滑油 ，一部 分进入阻尼油腔 另一部分 由端部流出润滑啮合 齿 轮 。 3 7控制逻辑 为 了实现盘车装置合理 的 自动控 制 ，应根据 如下要求设计控制逻辑 ：静态投人远程控制； 机组冲转 自动停止 ；机组转速到达设定转速 时 自动投入 ；手动盘车时 自动盘车禁止投入。 按 照 此 要 求 设 计 的控 制 逻 辑 原 理 图 如 图 3所 - 一 图 3 控 制 逻 辑 图 示 当盘车装置因信号或其他故障无法 自动盘车 时 可 人 工 手 动 盘 车 此 时 整 个 控 制 系 统 不起 作 用 防止了意外事故的发生 机组冲转前可根据 远 程 控 制 信 号 使 盘 车装 置 自动 投 入 运 行 。 机组 冲 转 后 盘 车 装 置 自动脱 开 并 根 据转 子 转速 信 号 n ： 1 4 0 r m i n 延 时 3 0 S后 使 盘 车 装 置 停 止 运 行 当机组转速降低至 1 4 0 r mi n时 盘车装置 自动启 动 当盘车装 置润滑油压力过低时 盘车装置将 自动停 止 同 时给 出报 警 信号 无论 任 何 情况 下 ， 按 D C S或 L B停 止按 钮都 将停 止盘 车装 置 S S S离合器式 的高速盘车装 置 其原理先进 ， 结构 紧凑 ，运行 自动化程度高 具有动态投入f 设 定所 需 的转 速 下投 入 而 非零 转 速 1 、 自动 甩 开 的结 构 彻底解决 了给水泵 能建立水膜且不卡泵所需 的转 速 要 求 更 有 利 于 盘 车 的 自动 啮合 及 安 全 运 行 S S S高 速盘 车装 置 不仅 应用 在 新机 组上 而且 可用 于 已有机 组盘 车装 置 的改造 图 4所示 就 是 为电厂配备的汽轮机盘车装置 25 图 4为 电厂 配 备 的 汽轮 机 盘 车 装置 ；15 ；11i! ilil结 语 iil；i iii!iii !ii ll j j 南于传统 的给水泵汽轮机盘车装置存在着卡 泵 的问 题 。本 文 介 绍 了一 种 S S S离 合 器 式 高 速盘 车 装 置 的结 构 和 工作 原 理 。这 种盘 车 装 置 很好 地 解 决 了长 期 困扰 汽 动 给 水 泵 组 的盘 车 转 速 问题 满 足 了给 水 泵 的 盘车 要 求 避 免给 水 泵 卡 涩 更 有利于盘车的 自动 啮合及安全运行 新的盘车装 置可提供 自动 、手动 、点 动等不 同的控制手段 还 可 实现远 程遥控功 能 东方电气评论)征稿征订 简则 一 、刊物简 介 1 东方电气评论 由中国东方电气集团有限公司、四川省动力工程学会联合主办，国内外公开发行 国际标 准 刊号 ：I S S N 1 0 0 1 9 O 0 6 ，国 内统 一刊 号 ：C N 5 l l 3 3 3 T M，邮发 代号 ：6 2 1 8 7 2 东 方 电气评 论 致力 于介 绍 国 内外 电气领域 先 进科 学技 术 ， 是发 电成套设 备 主 、辅机 电力控 制 设备 节能环 保设 备 交 、直 流 电动机 专 业技 术期 刊 重 点刊 登发 电设 备行 业科 研开 发成 果和 先进 制造 技术论 文 3 东方电气评论 是科技期刊 出版业首届 C A J C D规范 执行优秀奖荻奖期刊 ， 已先后成为中国核心 期刊 ( 遴 选 ) 数据 库 、 中国学 术期 刊综 合评 价数 据 库 、 中国期刊 网、 中文 科技 期 刊数据 库 、万方 数据 数字化 期刊群 等专 业 网的收录期 刊 具 有较高 的知 名度 和影 响力 、 二 、征稿 1来 稿 以著 作稿 为主 ，总 6 0 0 0字左 右 为宜 ，论 点 明确 ，论 据 充分 ，结 构严 谨 ，层 次分 明。 数据 、 量及单位符号准确无误，在正确的位置清楚标注 插图清晰一参考文献著录项 目齐全 2凡 为国 家 、省 、部 级各 类科 学研 究基 金资助 项 目学术论 文 ，本 刊优先发表 3文章须 同时提供 中文和 英 文相 对 应 的文题 、摘要 、关键 词及 工 作单 位 名称 文章 标题 不超 过 1 8 个 字。摘 要 以提 供 文献 内容梗 概 为 目的，不加评 论和 补充解 释 ，具 有独立 性和 自明性 并拥有 与 文献 同等 量 的主要信 息 ，限 2 0 0字 以 内 关键 词 3 8 、 4 投稿 时除 了提 供纸 质稿 件外 还 需将 稿件 的电子版本 发给 我刊， 、 5 请勿 一稿 二投 投 稿三个 月后 无审稿 意见可 电话查询 审 阅结果 6 标 明全 部作 者 的工作单位 全称 、所在省 市名 及邮政编 码 、作者姓 名 的汉语 拼 音 、第 一作者 的性别 、 出生年 、籍 贯 、职称职 务 、研 究方 向及 成 绩 注 明联 系电话 、传 真或 E m a 7 作者署 名保 留到 第 4位 其他作 者可 文后标注 或致谢 8 本刊未 收取版 面 费。论 文发表后 按规定 付给作 者稿酬 ，赠送 杂志 2本 、 9 稿件从 发表之 日起其 专有 出版 权 和 网络传 播权 即授于本 刊 三 、征 订 东 方 电气评 论 为季刊 ， 国际标 准 大 1 6开本 ，7 6页 ，每逢 季末 月下 旬 出版 发行 。每 期定价 8 0 0 元，全年定价 3 2 O 0元，整定或零定均可 ，欢迎随时到当地邮局征订 该刊国外发行：北京 7 8 2信箱中 国出皈 对外 贸易 总 公司 本 刊通讯 地址 ：成都 市高 新西 区西芯大道 l 8号 ，邮政 编码 ：6 1 1 7 3 l E ma1 ：df d q P d 0 ng f a ng C 0 m 电话 ：[phone] 传 真 ： 0 2 8 8 7 89 8 2 6 7 2 6