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        汽輪機(jī)超速原因分析及預(yù)防措施

        2015-05-30 01:09:01李樂
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年17期
        關(guān)鍵詞:預(yù)防措施汽輪機(jī)

        摘 要:汽輪機(jī)超速嚴(yán)重威脅發(fā)電廠設(shè)備和人身安全,特別是發(fā)生嚴(yán)重超速造成的事故,更會(huì)引起整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行癱瘓,導(dǎo)致重大的經(jīng)濟(jì)損失,是能夠造成汽輪發(fā)電機(jī)組毀滅性事故之一。汽輪機(jī)超速是汽輪機(jī)運(yùn)行過程中的重大故障。文章旨在通過對(duì)汽輪機(jī)超速的原因分析,提出對(duì)應(yīng)的預(yù)防措施,防止超速事故的發(fā)生。

        關(guān)鍵詞:汽輪機(jī);超速原因;預(yù)防措施

        汽輪機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)過程中,轉(zhuǎn)子、葉片等轉(zhuǎn)動(dòng)部分所受的離心力和轉(zhuǎn)速的平方成正比,轉(zhuǎn)速即使升高不大,但轉(zhuǎn)子所承受的離心力成幾何倍數(shù)增長(zhǎng)。超速會(huì)使轉(zhuǎn)子承受的離心力超過設(shè)計(jì)值,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致葉輪、葉片及圍帶等部件松動(dòng)脫落,造成軸承損壞、動(dòng)靜摩擦甚至斷軸。在發(fā)電廠生產(chǎn)過程中,應(yīng)高度重視預(yù)防汽輪機(jī)超速,進(jìn)行及時(shí)的故障處理,杜絕發(fā)生嚴(yán)重超速事故。

        1 產(chǎn)生超速的主要原因

        一般來說,汽輪機(jī)超速主要是由于汽輪機(jī)調(diào)保系統(tǒng)故障及本身的缺陷、運(yùn)行操作維護(hù)不當(dāng)引起的。按上述不同的事故起因和故障環(huán)節(jié),進(jìn)行具體的分析和討論如下。

        1.1 調(diào)速系統(tǒng)自身缺陷

        汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的主要任務(wù)首先是要能夠保證汽輪機(jī)維持在額定轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行,并且還能保證機(jī)組甩負(fù)荷以后轉(zhuǎn)速升高不超過規(guī)定的允許值,因而調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠是防止汽輪機(jī)超速的首要措施。機(jī)組在甩負(fù)荷時(shí)后汽輪機(jī)應(yīng)能維持額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行,否則就可能引發(fā)超速問題。

        (1)調(diào)速系統(tǒng)遲緩率超出規(guī)定值或調(diào)節(jié)系統(tǒng)部件發(fā)生卡澀。

        (2)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速不等率或局部轉(zhuǎn)速不等率超出規(guī)定值。

        (3)調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性不當(dāng)。

        (4)調(diào)速系統(tǒng)整定不當(dāng),如同步器調(diào)整范圍、配汽機(jī)構(gòu)膨脹間隙、DEH控制參數(shù)整定不符合要求等。

        (5)調(diào)速汽閥不能完全關(guān)閉到位或泄露量大。

        (6)抽汽逆止門未動(dòng)作或泄漏。

        1.2 危急保安器動(dòng)作轉(zhuǎn)速值過高或者不動(dòng)作

        危急保安器的動(dòng)作轉(zhuǎn)速應(yīng)設(shè)定為額定轉(zhuǎn)速的109%-111%。這一動(dòng)作轉(zhuǎn)速的設(shè)定充分考慮了轉(zhuǎn)動(dòng)部件設(shè)計(jì)機(jī)械強(qiáng)度,并留有一定的安全裕度,在該轉(zhuǎn)速下可靠動(dòng)作不會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)部分造成危害。但由于保安器自身機(jī)械部件卡澀或調(diào)整不當(dāng),將會(huì)發(fā)生拒動(dòng)而失去應(yīng)有的保護(hù)功能。

        (1)重錘或飛環(huán)的導(dǎo)桿發(fā)生卡澀。

        (2)重錘或飛環(huán)動(dòng)靜部件不同心。

        (3)彈簧徑向變形,以致與孔壁產(chǎn)生磨擦。

        (4)重錘或飛環(huán)與保安器掛鉤之間間隙過大,撞擊子飛出后不能與掛鉤有效接觸使危急保安器滑閥動(dòng)作。

        (5)重錘或飛環(huán)與保安器掛鉤軸向安裝位置偏差。

        (6)重錘或飛環(huán)彈簧剛度不符合設(shè)計(jì)要求。

        1.3 危急保安器滑閥卡澀,無(wú)法動(dòng)作

        (1)危急保安器滑閥閥芯與閥套配合間隙不符合安裝要求。

        (2)閥芯光潔度不夠。

        (3)油質(zhì)不良,含有機(jī)械雜質(zhì)。

        1.4 自動(dòng)主汽閥和調(diào)速汽閥卡澀

        (1)門桿彎曲或密封套阻汽片間隙太小。

        (2)汽水品質(zhì)不良,門桿結(jié)垢或積有氧化皮。

        (3)油動(dòng)機(jī)油質(zhì)不良,有機(jī)械雜質(zhì)或部件銹蝕。

        1.5 汽閥嚴(yán)密性試驗(yàn)不合格(包括主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥)

        2 預(yù)防汽輪機(jī)超速事故的措施

        2.1 運(yùn)行操作方面采取的防范措施

        (1)在以下情況下,嚴(yán)禁機(jī)組啟動(dòng):a.超速保護(hù)不能有效可靠動(dòng)作;b.EH油和保安油油質(zhì)不合格;c.重要監(jiān)測(cè)表計(jì)(如轉(zhuǎn)速測(cè)量表)顯示異常;d.調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作異?;蛘{(diào)節(jié)部件卡澀。

        (2)在機(jī)組大修后,甩負(fù)荷試驗(yàn)前,應(yīng)先進(jìn)行閥門嚴(yán)密性試驗(yàn)且符合要求。

        (3)在機(jī)械超速試驗(yàn)前應(yīng)先帶負(fù)荷暖機(jī)(冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)需帶10%-25%負(fù)荷運(yùn)行4h以上),以使轉(zhuǎn)子溫度滿足廠家要求。

        (4)在按規(guī)程定期進(jìn)行閥門活動(dòng)性試驗(yàn)。

        (5)在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)主汽閥、調(diào)速汽閥、抽汽逆止門卡澀時(shí),要及時(shí)消除,在消除前應(yīng)做好防止超速的安全措施,在消除時(shí)應(yīng)密切注意轉(zhuǎn)速。主汽閥發(fā)生卡澀且無(wú)法解決時(shí)應(yīng)停機(jī)處理。嚴(yán)禁帶病運(yùn)行。

        (6)機(jī)組正常啟、停時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)程規(guī)定要求投入旁路系統(tǒng),尤其是低壓旁路;在機(jī)組甩負(fù)荷或事故狀態(tài)下,旁路系統(tǒng)必須開啟。在機(jī)組再次啟動(dòng)時(shí),再熱蒸汽壓力不得大于制造廠規(guī)定的壓力值。

        (7)在機(jī)組停機(jī)時(shí),應(yīng)先將發(fā)電機(jī)有功、無(wú)功功率減至零,并經(jīng)檢查確認(rèn)后解列發(fā)電機(jī),嚴(yán)禁帶負(fù)荷解列。

        2.2 設(shè)備與檢修技術(shù)管理方面采取的防范措施

        (1)機(jī)械液壓型調(diào)節(jié)系統(tǒng)的汽輪機(jī)應(yīng)有兩套,分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子不同位置的就地轉(zhuǎn)速表,并有各自獨(dú)立的變送器。汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)有在轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)故障情況下的判斷和限制功能。轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)必須采用冗余配置,應(yīng)具有當(dāng)?shù)?次采樣與第2次采樣的轉(zhuǎn)速差大于設(shè)定的轉(zhuǎn)速差值(一般為500r/min)時(shí),即可判斷出為轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)故障,并立即作出停機(jī)處理功能。

        (2)電液伺服閥的性能應(yīng)良好可靠,否則不得投入使用。在運(yùn)行時(shí)無(wú)卡澀、無(wú)泄漏,當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題時(shí)應(yīng)立即處理。在大修時(shí)做好清洗保養(yǎng)工作。

        (3)主油泵軸與汽輪機(jī)主軸間具有齒型聯(lián)軸器或類似聯(lián)軸器的機(jī)組,在安裝時(shí)按廠家要求調(diào)整兩軸中心標(biāo)高、左右偏差,在運(yùn)行過程中定期檢查聯(lián)軸器潤(rùn)滑是否良好。

        (4)抽汽機(jī)組的抽汽管道上應(yīng)設(shè)有快關(guān)功能的截止門,可調(diào)整抽汽逆止門動(dòng)作可靠、嚴(yán)密無(wú)泄漏,防止抽汽倒流。

        (5)新建機(jī)組和調(diào)節(jié)系統(tǒng)經(jīng)重大改造后的機(jī)組應(yīng)進(jìn)行甩負(fù)荷試驗(yàn)以考驗(yàn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)特性。

        2.3 化學(xué)技術(shù)監(jiān)督方面采取的防范措施

        (1)加強(qiáng)對(duì)汽水品質(zhì)的監(jiān)督,防止因汽水品質(zhì)不合格使主汽閥、調(diào)節(jié)汽閥和抽汽逆止門閥桿積鹽結(jié)垢,導(dǎo)致閥門卡澀。

        (2)加強(qiáng)對(duì)潤(rùn)滑油和EH油油質(zhì)的監(jiān)督,定期抽樣化驗(yàn),防止因油中帶水或雜物導(dǎo)致調(diào)節(jié)部件卡澀和腐蝕。

        (3)在機(jī)組長(zhǎng)期停運(yùn)時(shí)應(yīng)做好保養(yǎng)工作,每月干燥一次,防止因汽水或其它腐蝕物質(zhì)進(jìn)入或殘留在汽機(jī)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)中,導(dǎo)致汽閥和調(diào)節(jié)部件腐蝕。

        3 結(jié)束語(yǔ)

        為保障汽輪機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行,防止因汽輪機(jī)超速造成重大事故,需要從啟動(dòng)前的檢查準(zhǔn)備,運(yùn)行中的監(jiān)控和故障處理以及停運(yùn)后的保養(yǎng)等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行落實(shí)預(yù)防措施。

        參考文獻(xiàn)

        [1]河南省電力公司編.火電工程調(diào)試技術(shù)手冊(cè).汽輪機(jī)卷[M].北京:中國(guó)電力出版社,2002.

        [2]趙常興.汽輪機(jī)組技術(shù)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2007.

        [3]付忠廣.電廠汽輪機(jī)運(yùn)行與事故處理[M].北京:中國(guó)電力出版社,2007.

        作者簡(jiǎn)介:李樂(1984-),男,民族:漢,職稱:工程師,學(xué)歷:本科,畢業(yè)院校:長(zhǎng)沙理工大學(xué)。

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