發(fā)電機(jī)汽輪機(jī)為什么不能超速？
一、為什么不能超速
1)汽輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，葉片所受的離心力和轉(zhuǎn)速的平方成正比，即是說(shuō)，轉(zhuǎn)速雖然上升不大，但轉(zhuǎn)子上所承受的離心力就成幾何倍的增長(zhǎng)，這在汽輪機(jī)設(shè)計(jì)的時(shí)候就考慮到的，所以超速現(xiàn)象對(duì)汽輪機(jī)是極為危險(xiǎn)的。
2）轉(zhuǎn)機(jī)的轉(zhuǎn)子在設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中，都會(huì)有一個(gè)自身的自震頻率，也就是我們沖轉(zhuǎn)的時(shí)候要注意的臨界轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的頻率。所以，汽輪機(jī)正常的工作轉(zhuǎn)速都不在臨界轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。但當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)工作轉(zhuǎn)速，達(dá)到轉(zhuǎn)子自身頻率的兩倍，這時(shí)機(jī)組的震動(dòng)將大大增加，甚至比機(jī)組過(guò)臨界轉(zhuǎn)速的震動(dòng)還要大的多，由于機(jī)組震動(dòng)大所造成的動(dòng)靜部分的摩擦，使得機(jī)組震動(dòng)繼續(xù)增大，這就導(dǎo)致了一個(gè)惡性的循環(huán)。嚴(yán)重時(shí)，會(huì)使汽輪機(jī)徹底的報(bào)廢。
3）如果是用于發(fā)電的機(jī)組，由于我國(guó)的電網(wǎng)頻率定為50Hz，那么對(duì)應(yīng)的，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速也應(yīng)該是3000rpm，如果機(jī)組不在額定轉(zhuǎn)速下工作，那么將無(wú)法與電網(wǎng)并列運(yùn)行。即使是孤網(wǎng)運(yùn)行，如果頻率升高，將直接導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的轉(zhuǎn)速也對(duì)應(yīng)升高，破壞電機(jī)的正常工作，造成泵或風(fēng)機(jī)的出力異常增加，使電機(jī)發(fā)熱，泵或風(fēng)機(jī)震動(dòng)增大，容易導(dǎo)致燒瓦事故。同時(shí)還會(huì)影響濾波器的正常工作，降低用電質(zhì)量。
二、汽輪機(jī)超速的主要原因
汽輪機(jī)超速事故是由于汽輪機(jī)在調(diào)速和保護(hù)系統(tǒng)故障及本身的缺陷造成的，但往往和運(yùn)行操作維護(hù)有著直接的關(guān)系，按不同的事故起因和故障環(huán)節(jié)，分析討論。
1. 調(diào)速系統(tǒng)有缺陷：
汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)任務(wù)，不但要保證汽輪機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下正常運(yùn)行，而且還保證在汽輪機(jī)甩負(fù)荷以后轉(zhuǎn)速升高不超過(guò)規(guī)定的允許值，所以調(diào)速系統(tǒng)是防止汽輪機(jī)超速的第一措施。如果在汽輪機(jī)甩掉負(fù)荷以后不能保持空載運(yùn)行，就可能引起超速。汽輪機(jī)甩負(fù)荷后，轉(zhuǎn)速飛升過(guò)高的原因有以下幾個(gè)方面。
（1）調(diào)速汽門(mén)不能關(guān)閉或漏汽量大。
（2）抽汽逆止門(mén)不嚴(yán)或拒絕動(dòng)作。
（3）調(diào)速系統(tǒng)遲緩率過(guò)大或調(diào)節(jié)部件卡澀。
（4）運(yùn)行方式不合理或調(diào)整不當(dāng)。
（5）調(diào)速系統(tǒng)不等率過(guò)大。
（6）調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性不當(dāng)。
（7）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)膨脹間隙不符合要求等。
2. 汽輪機(jī)超速保護(hù)系統(tǒng)故障：
（1）危急保安器不動(dòng)作或動(dòng)作轉(zhuǎn)速過(guò)高
危急保安器的動(dòng)作轉(zhuǎn)速一般規(guī)定在高于額定轉(zhuǎn)速的10-12%,這是保護(hù)汽輪機(jī)使其轉(zhuǎn)速不臻過(guò)分升高的主要保護(hù)設(shè)備，另外不同的機(jī)組還沒(méi)有規(guī)定動(dòng)作轉(zhuǎn)速稍高于危急保安器的附加保護(hù)或電超速裝置。如果在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，造成危急保安器不動(dòng)作或動(dòng)作過(guò)尺原因主要有：
① 重錘或飛環(huán)導(dǎo)桿卡澀。
② 重錘或飛環(huán)動(dòng)靜部件不同心，在運(yùn)行時(shí)憋勁。
③ 彈簧在受力產(chǎn)生過(guò)大的徑向變形，以致與孔壁產(chǎn)生磨擦。
④ 接吻扣或打擊板間隙過(guò)大，撞擊子飛出后不能使危急保安器滑閥動(dòng)作。
（2）危急保安器滑閥卡澀，無(wú)法動(dòng)作。
（3） 自動(dòng)主汽門(mén)和調(diào)速汽門(mén)卡澀。
3. 運(yùn)行中操作調(diào)整不當(dāng)：
（1）油質(zhì)管理不善，進(jìn)油時(shí)是劣質(zhì)油或標(biāo)號(hào)不同，領(lǐng)回時(shí)未化驗(yàn)加入主油箱運(yùn)行，再者是檢修質(zhì)量不良，軸封間隙調(diào)整未在標(biāo)準(zhǔn)范疇內(nèi)，調(diào)整不當(dāng)，運(yùn)行中軸封壓力調(diào)得過(guò)大，漏汽到油檔，造成油中進(jìn)水，引起調(diào)速和保護(hù)部件卡澀。
（2）運(yùn)行中同步器手動(dòng)或電動(dòng)時(shí)，加、減負(fù)荷超過(guò)規(guī)定調(diào)整范圍，不但會(huì)造成機(jī)組甩負(fù)荷后轉(zhuǎn)速飛升高,而且還會(huì)使調(diào)節(jié)部套失去脈動(dòng)，從而造成卡澀，引起超速事故。
（3）運(yùn)行中蒸汽品質(zhì)不良，化學(xué)監(jiān)未執(zhí)行部頒標(biāo)準(zhǔn)，長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)造成主汽門(mén)和調(diào)速汽門(mén)卡澀。
（4）大、小修后或2000小時(shí)后和調(diào)速系統(tǒng)解體后，開(kāi)機(jī)做超速試驗(yàn)，升速未執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，操作不當(dāng)，造成轉(zhuǎn)速飛升過(guò)快。
三、防止汽輪機(jī)超速事故的措施：
1. 在停機(jī)時(shí)，采用先打危急保安器關(guān)閉主汽門(mén)和調(diào)速汽門(mén)，確保發(fā)電機(jī)有功，功率為零，電流倒送后，再解列發(fā)電機(jī)，這樣就可避免發(fā)電機(jī)解列時(shí)間不能拖延得太長(zhǎng)，因這時(shí)機(jī)組處于無(wú)法運(yùn)行，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，在鼓風(fēng)作用下會(huì)使排汽溫度升高,低差脹會(huì)增大，造成對(duì)電網(wǎng)影響大。
2. 化學(xué)嚴(yán)格執(zhí)行部汽水標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對(duì)汽水的品質(zhì)監(jiān)督化驗(yàn)，防止汽水品質(zhì)不合格，運(yùn)行中蒸汽帶鹽使主汽門(mén)桿，調(diào)速汽門(mén)桿，各段抽汽逆止門(mén)桿結(jié)垢,開(kāi)、關(guān)不靈活、卡澀。
3. 化學(xué)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)油質(zhì)的監(jiān)督，執(zhí)行部頒標(biāo)準(zhǔn)，定期抽樣化驗(yàn)，有報(bào)告，防止油中帶水或雜物造成調(diào)節(jié)部套卡澀和腐蝕。
4. 自動(dòng)主汽門(mén)，調(diào)速汽門(mén)要開(kāi)、關(guān)靈活，嚴(yán)密性合格，每天定期自動(dòng)主汽門(mén)桿活動(dòng)。每周變負(fù)荷30%，以便活動(dòng)調(diào)速汽門(mén)及油動(dòng)機(jī)滑閥。機(jī)組大修后，甩負(fù)荷試驗(yàn)前，必須進(jìn)行主汽門(mén)、調(diào)速汽門(mén)嚴(yán)密性試驗(yàn)，保證符合技術(shù)要求，執(zhí)行法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)及制造廠的要求，主汽門(mén)和調(diào)速汽門(mén)單獨(dú)關(guān)閉時(shí)，在額定參數(shù)下，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速最高不得超過(guò)1000轉(zhuǎn)/分，但試驗(yàn)汽壓在額定汽壓下進(jìn)行，以求得甩負(fù)荷時(shí)或事故情況甩負(fù)荷后主汽門(mén)、調(diào)速汽門(mén)關(guān)閉的嚴(yán)密性。
運(yùn)行中，當(dāng)汽、水品質(zhì)不合格時(shí)，要適當(dāng)增加活動(dòng)主汽門(mén)、調(diào)速汽門(mén)活動(dòng)次數(shù)和范圍，做好安全措施。
5. 運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)主汽門(mén)、調(diào)速汽門(mén)、抽汽逆止門(mén)卡澀時(shí)，要及時(shí)消除，消除前要有防止超速的安全措施，必要時(shí)要加裝快速關(guān)斷閥，主汽門(mén)卡澀不能立即消除時(shí)，要停機(jī)處理。
6. 運(yùn)行中定期抄表和巡回檢查及微機(jī)監(jiān)視儀表變化時(shí)，密切注意調(diào)速汽門(mén)開(kāi)度和負(fù)荷關(guān)系，根據(jù)調(diào)速汽門(mén)的壓力變化情況，防止門(mén)座升起或瓦拉下移，使調(diào)速汽門(mén)不能?chē)?yán)密關(guān)閉，發(fā)生甩負(fù)荷時(shí)超速。
7. 運(yùn)行人員要熟知超速時(shí)的征象（負(fù)荷到零或僅帶廠用電，聲音突變異常，轉(zhuǎn)速表連續(xù)上升，油壓升高，振動(dòng)增大等），遇到超速情況時(shí),果斷采取措施，嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程打閘停機(jī)，防止事故擴(kuò)大。
8. 機(jī)組長(zhǎng)期停運(yùn)時(shí)，做好停機(jī)中保養(yǎng)工作，每月進(jìn)行干燥一次，防止汽水或其它腐蝕物質(zhì)進(jìn)入或殘留在汽機(jī)及調(diào)節(jié)供油系統(tǒng)引起汽門(mén)及調(diào)節(jié)部套腐蝕。
9. 在機(jī)組滑參數(shù)起動(dòng)過(guò)程中，或采用滑壓運(yùn)行的機(jī)組，調(diào)速汽門(mén)開(kāi)度要留有富裕度，不應(yīng)開(kāi)度過(guò)大，以防止同步器超過(guò)正常調(diào)節(jié)范圍或使甩負(fù)荷時(shí)飛升轉(zhuǎn)速升高。
10. 堅(jiān)持調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)特性試驗(yàn)，汽輪機(jī)大修后或處理調(diào)速系統(tǒng)缺陷更換調(diào)速部套和重新整定以后均應(yīng)做汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)試驗(yàn)，調(diào)速系統(tǒng)的速度變動(dòng)率和遲緩率應(yīng)符合技術(shù)要求，一般規(guī)定速度變動(dòng)率為額定轉(zhuǎn)速的3-6%，遲緩率不大于額定轉(zhuǎn)速的的0.5%。
11. 合理地整定同步器的調(diào)整范圍，上限富裕行程不宜過(guò)大，一般要求高限能升高速度變動(dòng)率&=(1-2)%的富裕行程，在低限能降低3-5%的額定轉(zhuǎn)速，配汽機(jī)構(gòu)凸輪間隙，要保證汽輪機(jī)在熱態(tài)下能?chē)?yán)密關(guān)閉調(diào)速汽門(mén)。
12. 汽輪機(jī)的各項(xiàng)附加保護(hù)，如電超速保護(hù)、磁力斷路油門(mén)等，要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查試驗(yàn)，保證符合技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)，正常正常投入運(yùn)行，不得在運(yùn)行中隨意切除，如因設(shè)備存在缺陷，需要處理時(shí)，應(yīng)經(jīng)主管領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)，制定出切實(shí)可行的安全措施和技術(shù)措施，處理好后加入運(yùn)行。
13. 對(duì)新安裝機(jī)組和對(duì)機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造以后，進(jìn)行調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)，保證汽輪機(jī)甩負(fù)荷后，動(dòng)態(tài)飛升轉(zhuǎn)速不超過(guò)規(guī)定值，汽輪機(jī)甩負(fù)荷后應(yīng)能保持空負(fù)荷運(yùn)行，一般要求甩掉額定負(fù)荷后的飛升轉(zhuǎn)速不超過(guò)額定轉(zhuǎn)速的8%，發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷要及時(shí)消除。
14. 機(jī)組大修后，甩負(fù)荷試驗(yàn)前，危急保安器解體檢查以后或運(yùn)行2000小時(shí)以后，危急保安器試驗(yàn)，但在注油試驗(yàn)不合格時(shí)，仍應(yīng)做危急保安器試驗(yàn)，超速試驗(yàn)要嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行，高速下不宜停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，超速試驗(yàn)次數(shù)要力求減少，注油試驗(yàn)應(yīng)在超速試驗(yàn)后進(jìn)行，以免影響危急保安器的動(dòng)作轉(zhuǎn)速，在做超速試驗(yàn)時(shí)，升速應(yīng)平穩(wěn)，注意防止轉(zhuǎn)速突然升高，并應(yīng)事先采取防止超速的技術(shù)措施和安全措施。
為了防止大軸在冷脆溫度下增加大軸的綜合應(yīng)力，沿長(zhǎng)轉(zhuǎn)子的使用壽命，超速試驗(yàn)最好在轉(zhuǎn)子的熱狀態(tài)下進(jìn)行，如規(guī)程沒(méi)有規(guī)定溫度要求，一般在高壓缸內(nèi)壁金屬溫度高于150℃時(shí)再做超速試驗(yàn)。
15. 加強(qiáng)運(yùn)行崗位的責(zé)任制和技術(shù)培訓(xùn)，為了提高運(yùn)行人員的技術(shù)素質(zhì)和應(yīng)變能力，應(yīng)采取如下措施，擇優(yōu)競(jìng)爭(zhēng)上崗，使那些技術(shù)素質(zhì)高，處理事故能力臺(tái)盟的人能在主要崗位上發(fā)揮作用。
（1） 加強(qiáng)培訓(xùn)，嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)考核。
（2） 結(jié)合設(shè)備大、小修時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)速系統(tǒng)部件構(gòu)造進(jìn)行講解，使運(yùn)行人員掌握其設(shè)備特性和性能，避免人為造成不安全因素。
（3） 每班要進(jìn)行事故預(yù)想，以提高處理事故的能力。
（4） 每月進(jìn)行一次反事故演習(xí)，車(chē)間領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員參加，進(jìn)行模擬事故和處理事故的演習(xí)，然后進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，找出不足之處，以便在運(yùn)行中避免超速事故的發(fā)生，使大家從中受益。
（5）司機(jī)及機(jī)組人員切實(shí)履行自己的職責(zé)，當(dāng)班一定要認(rèn)真監(jiān)盤(pán)，認(rèn)真檢查，根據(jù)運(yùn)行方式，設(shè)備健康善及天氣變化，機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，密切注意轉(zhuǎn)速上升，必須判斷準(zhǔn)確，處理果斷，樹(shù)立確保主設(shè)備不損壞的思想，以保證機(jī)組安全運(yùn)行。
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