一、超速試驗的目的
汽輪機是高速轉動的裝置,轉動部件的離心力與轉速的平方成正比,當汽輪機轉速超過額定轉速的20%時,離心應力接近額定轉速下應力的1.5倍,此時轉動部件將發生鬆動,同時離心力將超過材料所允許的強度極限使部件損壞,為此,汽輪機均設定超速保護裝置,它能在汽輪機轉速超過額定轉速的10-12%時動作,迅速切斷汽輪機進汽停機。嚴格的超速試驗,能夠準確判斷汽輪機各個超速保護動作的準確性,可靠性,靈活性。及時發現超速保護迴路中存在的問題,機組投入執行前必須解決。最終目的是以保證汽輪機組不發生嚴重的超速故障。
二、超速保護分類
1、OPC電超速:動作轉速103%額定轉速(OPC電磁閥動作,帶電開啟),當汽輪機轉速達到3090轉/分時OPC電磁閥自動開啟,將高、中壓調速汽門關閉,防止轉速快速上升;汽輪機轉速上升的第一級超速保護。
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2、DEH 110%超速:動作轉速110%額定轉速(AST電磁閥動作,失電開啟) ,通過電訊號的測速裝置,測定的電磁訊號,在汽輪機的保護邏輯控制迴路的轉換,在EH油系統中通過AST電磁閥控制油壓訊號,來關閉汽門。與機械超速保護不同的地方為測速方式不同。
TSI 110%超速:動作轉速110%額定轉速(AST電磁閥動作,失電開啟),
該超速保護與AST電超速保護的性質是一致的。動作邏輯通過測速裝置進行電訊號的邏輯運算,達到防止汽輪機超速的目的。只是該保護控制油壓迴路的切入口不同,保護動作的途徑不一致。
3、機械超速:動作轉速111~112%額定轉速和手動脫扣(薄膜閥動作),直接從汽輪機大軸上的飛錘或飛環上感受汽輪機轉速,通過危急遮斷器位移訊號轉換成油壓訊號,控制高、中壓自動主汽門及調速汽門的關閉。故稱為機械超速保護。
三、超速保護設定及動作過程
1、汽輪機轉速測量
2、機組超速保護中飛錘或飛環測速裝置
飛錘的工作原理:飛錘工作離心力隨機組轉速的升高成平方級的上升,機組轉速升高至3240-3300轉/分時,離心力克服了飛錘上的彈簧力的作用時,飛錘出擊,打擊碰勾,使危急遮斷滑閥動作,卸掉隔膜閥油壓,機組停機。
3、危急遮斷器滑閥
將低油壓控制系統中的保安油壓洩掉以使隔膜閥開啟卸掉油壓。
4、隔膜閥
用來連線低油壓系統與EH高油壓系統的一個油壓控制閥門,也是汽輪機進行機械超速保護一個控制閥門。
5、OPC電磁閥、AST電磁閥:
103%超速保護,當汽輪機轉速上升至3090轉/分時保護動作,關閉調速汽門,同時使空氣引導閥關閉,關閉各抽汽逆止門。
當汽輪機轉速上升至3300轉/分時,AST電磁閥動作,電超速保護動作,關閉高中壓主汽門、調門、各抽汽逆止門。
四、超速試驗方法
1、下列情況應做超速試驗:
a) 汽輪機新安裝或A/B修後;
b) 停機超過一個月再次啟動前;
c) 甩負荷試驗前;
d) 危急保安器解體或調整後。
2、試驗規定:
a) 試驗由總工程師主持,在汽輪機執行專業負責人指導下進行;
b) 試驗前應配備足夠的試驗人員,試驗儀表及工具,通訊工具應事先偵錯正常;
c) 試驗期間,手動跳閘手柄必須始終有專人負責,以備必要時能及時手動脫扣機組;
d) 試驗期間,應安排專人負責升速和對機組振動、偏心度、軸向位移、瓦溫、油溫等重要參數的監視,並負責緊急情況下遠方打閘。試驗期間不得進行交接班和其他重要操作;
e) 試驗期間,應安排專人在現場對機組執行情況進行監測;
f) 試驗中,應嚴密監視機組轉速、振動、軸向位移、低壓缸排汽溫度等參數變化;
g) 試驗時主、再熱蒸汽參數穩定。
3、試驗前應具備條件:
a) 調速系統靜態試驗合格;
b) OPC電磁閥靜態試驗合格;
c) 高中壓主汽門、調門嚴密試驗應合格;
d) 注油試驗動作壓力正常(小於0.22MPa);
e) 機組併網帶20%負荷,再熱汽溫不低於400℃執行7小時以上解列進行;
f) 在額定轉速下任一軸振應小於0.125mm;
g) 主蒸汽壓力應小於10MPa。
4、手動脫扣試驗方法:
a) 按正常降負荷步驟降機組負荷至5%額定負荷;
b) 確認DEH在“自動”方式;
c) 確認主蒸汽壓力、溫度正常;
d) 就地手動打閘;
e) 檢查汽輪機高、中壓主汽閥、調閥應迅速關閉,無卡澀現象,機組實際轉速下降;
f) 就地或遠方掛閘;
g) 將機組升速至3000r/min。
5、OPC(103%)超速試驗方法:
a) 檢查主機DEH“OPC方式“畫面,確認“103%”在投入位置;
b) 設目標轉速3100r/min,速率50r/min,按“進行”鍵;
c) 當轉速升至3090r/min,檢查高中壓調門(GV、IV)應快速關閉,抽汽逆止門關閉;
d) 試驗完畢恢復3000r/min執行。
6、TSI 110%超速試驗方法:
a) 檢查主機DEH“OPC方式“畫面,確認“110%”在切除位置;
b) 指定專人將超速試驗手柄打至“試驗”位,未得到命令前不得放開,並要加強聯絡。在做試驗過程中,如果機頭的轉速顯示超過3330/min,可不用任何請示,立即放開超速試驗手柄至“正常”位將跳閘手柄打至“跳閘”位,使機組安全停機;
c) 設目標轉速3310r/min,速率50r/min,按“GO”鍵;
d) 當轉速升至3300r/min時,TSI 110%電超速保護應動作,檢查高中壓主汽門、調速汽門應關閉,記錄動作轉速值及最大轉速;
e) 將就地機械超速試驗手柄放正常位置;
f) 試驗完畢重新掛閘,維持3000r/min。
7、DEH 110%超速試驗方法:
a) 聯絡熱工解除“TSI 110%超速”保護;
b) 指定專人將超速試驗手柄打至“試驗”位,未得到命令前不得放開,並要加強聯絡。在做試驗過程中,如果機頭的轉速顯示超過3330/min,可不用任何請示,立即放開超速試手柄至“正常”位將跳閘手柄打至“跳閘”位,使機組安全停機;
c) 設目標轉速3310r/min,速率50r/min,按“GO”鍵;
d) 當轉速升至3300r/min時,DEH 110%電超速保護應動作,檢查高中壓主汽門、調速汽門應關閉,記錄動作轉速值及最大轉速;
e) 將就地機械超速試驗手柄放正常位置;
f) 試驗完畢重新掛閘,維持3000r/min。
8、機械超速試驗方法:
a) 聯絡熱工解除“TSI 110%超速”、“DEH 110%超速”保護。(“DEH 110%超速”保護亦可在“OPC方式“畫面中解除);
b) 設目標轉速3330r/min,速率50r/min;
c) 按“進行”鍵,升速至3270~3330r/min時,機械超速應動作,記錄動作轉速值及最大轉速。若未動作,應手動打閘;
d) 重新掛閘,維持3000r/min;
e) 試驗結束後,投入所解除的超速保護。
9、注意事項:
a) 超速試驗必須制定試驗方案,試驗前組織有關人員認真學習、落實措施,試驗期間總工程師、檢修、執行、安監等有關人員必須到場;
b) 機械超速動作轉速為3270~3300r/min範圍內,若轉速達3330r/min而危急保安器未動作時,應立即打閘停機;
c) 機械超速試驗應做二次,二次轉速差不超過18r/min;
d) 機械超速保護動作後,轉速降至2900r/min以下時方可重新掛閘;
e) 當OPC保護動作後應迅速設目標轉速3000r/min,防止OPC保護再次動作;
f) 在超速試驗過程中應密切注意機組振動、軸向位移、差脹、低壓缸排汽溫度等,若機組發生強烈振動或聲音異常時應立即手動打閘停機;
g) 發電機解列後應迅速進行超速試驗,以防第一級金屬溫度下降過快,試驗時間應控制在30分鐘內;
h) 超速試驗結束後應快速併網帶負荷。