發(fā)電機汽輪機為什么不能超速？
一、為什么不能超速
1)汽輪機在運行過程中，葉片所受的離心力和轉速的平方成正比，即是說，轉速雖然上升不大，但轉子上所承受的離心力就成幾何倍的增長，這在汽輪機設計的時候就考慮到的，所以超速現(xiàn)象對汽輪機是極為危險的。
2）轉機的轉子在設計、制造過程中，都會有一個自身的自震頻率，也就是我們沖轉的時候要注意的臨界轉速所對應的頻率。所以，汽輪機正常的工作轉速都不在臨界轉速范圍內(nèi)。但當汽輪機轉速超過工作轉速，達到轉子自身頻率的兩倍，這時機組的震動將大大增加，甚至比機組過臨界轉速的震動還要大的多，由于機組震動大所造成的動靜部分的摩擦，使得機組震動繼續(xù)增大，這就導致了一個惡性的循環(huán)。嚴重時，會使汽輪機徹底的報廢。
3）如果是用于發(fā)電的機組，由于我國的電網(wǎng)頻率定為50Hz，那么對應的，汽輪機轉速也應該是3000rpm，如果機組不在額定轉速下工作，那么將無法與電網(wǎng)并列運行。即使是孤網(wǎng)運行，如果頻率升高，將直接導致轉動機械的轉速也對應升高，破壞電機的正常工作，造成泵或風機的出力異常增加，使電機發(fā)熱，泵或風機震動增大，容易導致燒瓦事故。同時還會影響濾波器的正常工作，降低用電質(zhì)量。
二、汽輪機超速的主要原因
汽輪機超速事故是由于汽輪機在調(diào)速和保護系統(tǒng)故障及本身的缺陷造成的，但往往和運行操作維護有著直接的關系，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：
汽輪機調(diào)速系統(tǒng)任務，不但要保證汽輪機在額定轉速下正常運行，而且還保證在汽輪機甩負荷以后轉速升高不超過規(guī)定的允許值，所以調(diào)速系統(tǒng)是防止汽輪機超速的第一措施。如果在汽輪機甩掉負荷以后不能保持空載運行，就可能引起超速。汽輪機甩負荷后，轉速飛升過高的原因有以下幾個方面。
（1）調(diào)速汽門不能關閉或漏汽量大。
（2）抽汽逆止門不嚴或拒絕動作。
（3）調(diào)速系統(tǒng)遲緩率過大或調(diào)節(jié)部件卡澀。
（4）運行方式不合理或調(diào)整不當。
（5）調(diào)速系統(tǒng)不等率過大。
（6）調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)特性不當。
（7）調(diào)速系統(tǒng)整定不當，如同步器調(diào)整范圍、配汽機構膨脹間隙不符合要求等。
2. 汽輪機超速保護系統(tǒng)故障：
（1）危急保安器不動作或動作轉速過高
危急保安器的動作轉速一般規(guī)定在高于額定轉速的10-12%,這是保護汽輪機使其轉速不臻過分升高的主要保護設備，另外不同的機組還沒有規(guī)定動作轉速稍高于危急保安器的附加保護或電超速裝置。如果在汽輪機轉速升高時，造成危急保安器不動作或動作過尺原因主要有：
① 重錘或飛環(huán)導桿卡澀。
② 重錘或飛環(huán)動靜部件不同心，在運行時憋勁。
③ 彈簧在受力產(chǎn)生過大的徑向變形，以致與孔壁產(chǎn)生磨擦。
④ 接吻扣或打擊板間隙過大，撞擊子飛出后不能使危急保安器滑閥動作。
（2）危急保安器滑閥卡澀，無法動作。
（3） 自動主汽門和調(diào)速汽門卡澀。
3. 運行中操作調(diào)整不當：
（1）油質(zhì)管理不善，進油時是劣質(zhì)油或標號不同，領回時未化驗加入主油箱運行，再者是檢修質(zhì)量不良，軸封間隙調(diào)整未在標準范疇內(nèi)，調(diào)整不當，運行中軸封壓力調(diào)得過大，漏汽到油檔，造成油中進水，引起調(diào)速和保護部件卡澀。
（2）運行中同步器手動或電動時，加、減負荷超過規(guī)定調(diào)整范圍，不但會造成機組甩負荷后轉速飛升高,而且還會使調(diào)節(jié)部套失去脈動，從而造成卡澀，引起超速事故。
（3）運行中蒸汽品質(zhì)不良，化學監(jiān)未執(zhí)行部頒標準，長期運行會造成主汽門和調(diào)速汽門卡澀。
（4）大、小修后或2000小時后和調(diào)速系統(tǒng)解體后，開機做超速試驗，升速未執(zhí)行標準，操作不當，造成轉速飛升過快。
三、防止汽輪機超速事故的措施：
1. 在停機時，采用先打危急保安器關閉主汽門和調(diào)速汽門，確保發(fā)電機有功，功率為零，電流倒送后，再解列發(fā)電機，這樣就可避免發(fā)電機解列時間不能拖延得太長，因這時機組處于無法運行，時間過長，在鼓風作用下會使排汽溫度升高,低差脹會增大，造成對電網(wǎng)影響大。
2. 化學嚴格執(zhí)行部汽水標準，加強對汽水的品質(zhì)監(jiān)督化驗，防止汽水品質(zhì)不合格，運行中蒸汽帶鹽使主汽門桿，調(diào)速汽門桿，各段抽汽逆止門桿結垢,開、關不靈活、卡澀。
3. 化學應加強對油質(zhì)的監(jiān)督，執(zhí)行部頒標準，定期抽樣化驗，有報告，防止油中帶水或雜物造成調(diào)節(jié)部套卡澀和腐蝕。
4. 自動主汽門，調(diào)速汽門要開、關靈活，嚴密性合格，每天定期自動主汽門桿活動。每周變負荷30%，以便活動調(diào)速汽門及油動機滑閥。機組大修后，甩負荷試驗前，必須進行主汽門、調(diào)速汽門嚴密性試驗，保證符合技術要求，執(zhí)行法規(guī)標準及制造廠的要求，主汽門和調(diào)速汽門單獨關閉時，在額定參數(shù)下，穩(wěn)定轉速最高不得超過1000轉/分，但試驗汽壓在額定汽壓下進行，以求得甩負荷時或事故情況甩負荷后主汽門、調(diào)速汽門關閉的嚴密性。
運行中，當汽、水品質(zhì)不合格時，要適當增加活動主汽門、調(diào)速汽門活動次數(shù)和范圍，做好安全措施。
5. 運行中發(fā)現(xiàn)主汽門、調(diào)速汽門、抽汽逆止門卡澀時，要及時消除，消除前要有防止超速的安全措施，必要時要加裝快速關斷閥，主汽門卡澀不能立即消除時，要停機處理。
6. 運行中定期抄表和巡回檢查及微機監(jiān)視儀表變化時，密切注意調(diào)速汽門開度和負荷關系，根據(jù)調(diào)速汽門的壓力變化情況，防止門座升起或瓦拉下移，使調(diào)速汽門不能嚴密關閉，發(fā)生甩負荷時超速。
7. 運行人員要熟知超速時的征象（負荷到零或僅帶廠用電，聲音突變異常，轉速表連續(xù)上升，油壓升高，振動增大等），遇到超速情況時,果斷采取措施，嚴格執(zhí)行規(guī)程打閘停機，防止事故擴大。
8. 機組長期停運時，做好停機中保養(yǎng)工作，每月進行干燥一次，防止汽水或其它腐蝕物質(zhì)進入或殘留在汽機及調(diào)節(jié)供油系統(tǒng)引起汽門及調(diào)節(jié)部套腐蝕。
9. 在機組滑參數(shù)起動過程中，或采用滑壓運行的機組，調(diào)速汽門開度要留有富裕度，不應開度過大，以防止同步器超過正常調(diào)節(jié)范圍或使甩負荷時飛升轉速升高。
10. 堅持調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)特性試驗，汽輪機大修后或處理調(diào)速系統(tǒng)缺陷更換調(diào)速部套和重新整定以后均應做汽輪機調(diào)速系統(tǒng)試驗，調(diào)速系統(tǒng)的速度變動率和遲緩率應符合技術要求，一般規(guī)定速度變動率為額定轉速的3-6%，遲緩率不大于額定轉速的的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大，一般要求高限能升高速度變動率&=(1-2)%的富裕行程，在低限能降低3-5%的額定轉速，配汽機構凸輪間隙，要保證汽輪機在熱態(tài)下能嚴密關閉調(diào)速汽門。
12. 汽輪機的各項附加保護，如電超速保護、磁力斷路油門等，要進行嚴格的檢查試驗，保證符合技術要求和標準，正常正常投入運行，不得在運行中隨意切除，如因設備存在缺陷，需要處理時，應經(jīng)主管領導批準，制定出切實可行的安全措施和技術措施，處理好后加入運行。
13. 對新安裝機組和對機組調(diào)速系統(tǒng)進行技術改造以后，進行調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)特性試驗，保證汽輪機甩負荷后，動態(tài)飛升轉速不超過規(guī)定值，汽輪機甩負荷后應能保持空負荷運行，一般要求甩掉額定負荷后的飛升轉速不超過額定轉速的8%，發(fā)現(xiàn)設備缺陷要及時消除。
14. 機組大修后，甩負荷試驗前，危急保安器解體檢查以后或運行2000小時以后，危急保安器試驗，但在注油試驗不合格時，仍應做危急保安器試驗，超速試驗要嚴格按照規(guī)定進行，高速下不宜停留時間過長，超速試驗次數(shù)要力求減少，注油試驗應在超速試驗后進行，以免影響危急保安器的動作轉速，在做超速試驗時，升速應平穩(wěn)，注意防止轉速突然升高，并應事先采取防止超速的技術措施和安全措施。
為了防止大軸在冷脆溫度下增加大軸的綜合應力，沿長轉子的使用壽命，超速試驗最好在轉子的熱狀態(tài)下進行，如規(guī)程沒有規(guī)定溫度要求，一般在高壓缸內(nèi)壁金屬溫度高于150℃時再做超速試驗。
15. 加強運行崗位的責任制和技術培訓，為了提高運行人員的技術素質(zhì)和應變能力，應采取如下措施，擇優(yōu)競爭上崗，使那些技術素質(zhì)高，處理事故能力臺盟的人能在主要崗位上發(fā)揮作用。
（1） 加強培訓，嚴格執(zhí)行技術考核。
（2） 結合設備大、小修時，現(xiàn)場實際調(diào)速系統(tǒng)部件構造進行講解，使運行人員掌握其設備特性和性能，避免人為造成不安全因素。
（3） 每班要進行事故預想，以提高處理事故的能力。
（4） 每月進行一次反事故演習，車間領導和技術人員參加，進行模擬事故和處理事故的演習，然后進行分析、評價，找出不足之處，以便在運行中避免超速事故的發(fā)生，使大家從中受益。
（5）司機及機組人員切實履行自己的職責，當班一定要認真監(jiān)盤，認真檢查，根據(jù)運行方式，設備健康善及天氣變化，機組甩負荷時，密切注意轉速上升，必須判斷準確，處理果斷，樹立確保主設備不損壞的思想，以保證機組安全運行。
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