螺桿膨脹異步發(fā)電機(jī)組調(diào)試與運(yùn)行技術(shù)

閆瑞超

摘 ?要：螺桿膨脹機(jī)是一種低品位熱能動(dòng)力機(jī)，它能夠回收低品位熱能并直接轉(zhuǎn)換成電能，可以大幅度降低廠用電量，是一種在當(dāng)前能源利用領(lǐng)域重大突破性的新型動(dòng)力機(jī)。文章詳細(xì)介紹了螺桿膨脹異步發(fā)電機(jī)組的調(diào)試方法及調(diào)試過程中易出現(xiàn)的問題，以供其他同類型機(jī)組借鑒。

關(guān)鍵詞：螺桿膨脹機(jī);異步發(fā)電機(jī)組;調(diào)試技術(shù)

中圖分類號(hào)：TK11+5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）32-0154-02

Abstract： Screw expander is a kind of low-grade thermal power machine， which can recover low-grade thermal energy and convert it directly into electric energy， which can greatly reduce power consumption. It is a new type of power engine with great breakthrough in the field of energy utilization. In this paper， the debugging method of screw expansion asynchronous generator set and the problems easy to occur in the process of debugging are introduced in detail， which can be used as a reference for other units of the same type.

Keywords： screw expander; asynchronous generator set; debugging technology

1 螺桿膨脹機(jī)組運(yùn)行基本原理

螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是由一對螺旋轉(zhuǎn)子和殼體組成，其工作原理：蒸汽經(jīng)過進(jìn)汽口A進(jìn)入陰陽螺桿前端面齒槽，開始推動(dòng)陰陽螺桿轉(zhuǎn)子向相反的方向旋轉(zhuǎn)，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，熱流體沿前端面齒槽開始向后端面擴(kuò)容（B、C、D），熱流體的容積增加、壓力降低，實(shí)現(xiàn)膨脹做功，做完功的蒸汽通過螺桿膨脹機(jī)的排汽口E排出進(jìn)入熱網(wǎng)加熱器加熱熱網(wǎng)循環(huán)水，螺桿膨脹機(jī)的主軸陽轉(zhuǎn)子帶動(dòng)異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)輸出電能并入廠用6kV系統(tǒng)（參見附圖1）。

2 調(diào)試方法

2.1 調(diào)試前應(yīng)具備的條件

（1）機(jī)組試運(yùn)范圍內(nèi)清理干凈，腳手架已拆除，場地平整，道路暢通，現(xiàn)場照明充足，事故照明能正常投運(yùn)。（2）試運(yùn)現(xiàn)場的溝道及孔洞的蓋板齊全，臨時(shí)孔洞裝好護(hù)欄或蓋板，危險(xiǎn)區(qū)設(shè)有圍欄和警告標(biāo)志。（3）消防系統(tǒng)處于可靠備用狀態(tài)。（4）排水系統(tǒng)及設(shè)施正常。（5）廠房封閉完成，機(jī)組的試運(yùn)行區(qū)域劃分明確，并作出標(biāo)記。在冬季寒冷氣候下進(jìn)行試運(yùn)，應(yīng)做好廠房、設(shè)備防凍措施。（6）調(diào)試現(xiàn)場電話等通訊設(shè)備齊全，可以方便使用。（7）所有需要調(diào)試的設(shè)備、系統(tǒng)均按圖紙施工完畢，并經(jīng)各方驗(yàn)收完成。設(shè)備和閥門掛牌結(jié)束，管道保溫工作完成。與試運(yùn)有關(guān)的系統(tǒng)管道經(jīng)水壓試驗(yàn)合格。（8）各系統(tǒng)分部試運(yùn)完畢，螺桿膨脹機(jī)進(jìn)汽管道已吹掃合格。（9）所涉及的熱控表計(jì)經(jīng)校驗(yàn)合格，安裝齊全（包括就地表計(jì)）。（10）熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)已正常投運(yùn)。（11）螺桿膨脹機(jī)潤滑油系統(tǒng)油循環(huán)結(jié)束，并應(yīng)有油質(zhì)合格報(bào)告。油箱油位正常。（12）主、輔機(jī)的聯(lián)鎖保護(hù)、程控試驗(yàn)合格。（13）螺桿膨脹機(jī)主汽閥、調(diào)節(jié)閥閥位整定試驗(yàn)完成。（14）螺桿膨脹機(jī)聯(lián)鎖保護(hù)試驗(yàn)完成。（15）與本次螺桿膨脹機(jī)組整套啟動(dòng)有關(guān)的電氣一次設(shè)備，二次設(shè)備均已安裝、試驗(yàn)完成，經(jīng)驗(yàn)收完畢，具有相應(yīng)的安裝、試驗(yàn)、驗(yàn)收報(bào)告。（16）與本次螺桿膨脹機(jī)組整套啟動(dòng)有關(guān)的電氣分系統(tǒng)調(diào)試均已試驗(yàn)完畢，確認(rèn)已具備整套試運(yùn)條件。（17）與本次螺桿膨脹機(jī)組整套啟動(dòng)有關(guān)的熱工DCS系統(tǒng)調(diào)試完畢，各種控制、測量功能正常，顯示準(zhǔn)確。（18）螺桿膨脹機(jī)組PLC調(diào)試完畢，具備投入條件。（19）所有涉及的設(shè)備、系統(tǒng)的分部試運(yùn)簽證工作全部結(jié)束。

2.2 啟動(dòng)步驟

（1）啟動(dòng)螺桿膨脹機(jī)組潤滑油泵，對潤滑油系統(tǒng)進(jìn)行檢查。檢查潤滑油壓，軸承油流量，油路嚴(yán)密性和油箱油位，潤滑油溫不低于30℃;投入機(jī)封冷卻水系統(tǒng)，確認(rèn)機(jī)封冷卻水壓力0.15-0.3MPa范圍內(nèi)，機(jī)封冷卻水溫度正常。（2）投入熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)，注水前和注水過程中，系統(tǒng)內(nèi)各空氣門（包括熱網(wǎng)加熱器水側(cè)空氣門）應(yīng)在全開位置，微開熱網(wǎng)加熱器出口電動(dòng)門，向熱網(wǎng)加熱器注水，排氣手動(dòng)門連續(xù)出水后關(guān)閉。（3）全開加熱器水側(cè)出入口電動(dòng)門，水側(cè)投入運(yùn)行。（4）打開熱網(wǎng)加熱器汽側(cè)注水手動(dòng)門，對熱網(wǎng)加熱器汽側(cè)進(jìn)行注水至正常液位600mm。（5）投入熱網(wǎng)加熱器抽真空系統(tǒng)，維持背壓65kPa（a）。（6）手動(dòng)盤車至少3 圈檢查轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)無摩擦、卡澀現(xiàn)象，嚴(yán)禁在盤不動(dòng)車的情況下強(qiáng)行開機(jī)。（7）投入螺桿機(jī)潤滑油冷卻水系統(tǒng)，調(diào)節(jié)潤滑油溫度在30℃～40℃范圍內(nèi)。（8）投入機(jī)械密封冷卻水系

統(tǒng)，控制溫度在20℃～50℃范圍內(nèi)。（9）檢查確認(rèn)螺桿機(jī)進(jìn)汽管道各疏水門開啟，打開螺桿機(jī)進(jìn)汽快關(guān)閥暖管。（10）螺桿發(fā)電機(jī)組進(jìn)汽母管壓力達(dá)到0.10MPa，進(jìn)汽母管溫度240℃。（11）啟動(dòng)螺桿膨脹機(jī)組，緩慢升速。同時(shí)注意監(jiān)視熱網(wǎng)加熱器液位及真空情況。通過操作面板上的“（開進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥）和（關(guān)進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥）”按鈕，控制調(diào)節(jié)閥緩慢調(diào)節(jié)開度（5%-8%），使適量蒸汽進(jìn)入螺桿膨脹機(jī)，沖動(dòng)轉(zhuǎn)子并穩(wěn)定螺桿膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速在400r/min，這時(shí)檢查機(jī)封冷卻水回水溫度不超過65℃;打開機(jī)封引流孔管的閥門看是否有水滲出，泄漏量在10ml/h以內(nèi)為正常;用聽棒檢查軸承和陰、陽轉(zhuǎn)子是否有異常的聲音;主機(jī)殼體檢查振動(dòng)小于80μm;檢查潤滑油各回油點(diǎn)的油溫不超過70℃為正常。（12）逐步增加調(diào)節(jié)閥開度，再進(jìn)行螺桿膨脹機(jī)全面檢查，一切正常后繼續(xù)開大調(diào)節(jié)閥開度，使螺桿膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。（13）轉(zhuǎn)速升至2800r/min暖機(jī)完成后，通過控制進(jìn)汽微調(diào)旁路閥開度將轉(zhuǎn)速升至2950-3000r/min并網(wǎng)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。（14）并網(wǎng)條件滿足的情況下，手動(dòng)合上并網(wǎng)開關(guān)。此時(shí)螺桿膨脹異步發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速迅速升至3000r/min，迅速調(diào)節(jié)調(diào)門開度，使發(fā)電機(jī)帶200kW負(fù)荷。異步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)成功，關(guān)閉進(jìn)汽微調(diào)旁路閥。（15）打開熱網(wǎng)疏水沖洗外排手動(dòng)

門，對熱網(wǎng)疏水系統(tǒng)進(jìn)行熱態(tài)沖洗。（16）機(jī)組升負(fù)荷至

50%額定負(fù)荷暖機(jī)1小時(shí)。這時(shí)檢查機(jī)組振動(dòng)、潤滑油壓、油溫、軸承溫度、真空、熱網(wǎng)加熱器水位、進(jìn)汽溫度、進(jìn)汽壓力、機(jī)封冷卻水壓力、機(jī)封冷卻水溫度、排汽溫度、排汽壓力是否正常。（17）檢查一切正常后升負(fù)荷至額定負(fù)荷。對機(jī)組進(jìn)行全面的檢查。定期對熱網(wǎng)疏水進(jìn)行取樣化驗(yàn)，水質(zhì)合格后，熱網(wǎng)疏水通過熱網(wǎng)疏水母管回收至2號(hào)機(jī)組除氧器。（18）注意調(diào)節(jié)機(jī)組負(fù)荷及排汽溫度，以滿足供熱的需求。

2.3 正常停機(jī)

正常停機(jī)時(shí)，逐步關(guān)小進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥，功率接近50kW 時(shí)，操作分閘按鈕，調(diào)節(jié)閥自動(dòng)減少轉(zhuǎn)速，閥位接近0時(shí)，快速關(guān)斷閥動(dòng)作（慢關(guān)），設(shè)備停機(jī)。停機(jī)后保持潤滑油和冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行，需螺桿膨脹機(jī)本體溫度低于60℃以下才能停止?jié)櫥捅煤蜋C(jī)封冷卻水泵。

3 事故處理措施

3.1 防止機(jī)組超速措施

（1）試運(yùn)前超速保護(hù)應(yīng)先投入運(yùn)行，超速保護(hù)不能正常動(dòng)作時(shí)，禁止機(jī)組啟動(dòng)。（2）在額定蒸汽參數(shù)下，調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)能維持螺桿膨脹機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行。（3）運(yùn)行中的機(jī)組，在無任何有效監(jiān)視手段的情況下，應(yīng)立即停止運(yùn)行。（4）潤滑油的油質(zhì)應(yīng)符合設(shè)備制造廠的要求。油質(zhì)不合格，嚴(yán)禁機(jī)組啟動(dòng)。（5）運(yùn)行人員，必須熟知控制系統(tǒng)的控制邏輯、功能及運(yùn)行操作，確保系統(tǒng)實(shí)用、安全、可靠。

3.2 防止?jié)櫥拖到y(tǒng)斷油措施

（1）螺桿膨脹機(jī)的交流潤滑油泵，應(yīng)定期進(jìn)行切換試驗(yàn)，以保證潤滑油系統(tǒng)工作正常。機(jī)組啟動(dòng)前必須做油泵低油壓聯(lián)鎖試驗(yàn)，低油壓試驗(yàn)正常后方可啟動(dòng)。（2）進(jìn)行冷油器、濾油器切換操作時(shí)，應(yīng)對要切換的冷油器、濾油器進(jìn)行注油，注油過程中嚴(yán)密監(jiān)視潤滑油油壓的變化，嚴(yán)防切換操作過程中斷油，注油完成后，再切換。（3）機(jī)組啟動(dòng)、停運(yùn)過程中要嚴(yán)密監(jiān)視各軸承回油溫度。當(dāng)任一軸承回油溫度超過85℃，應(yīng)停機(jī)檢查。（4）在運(yùn)行中發(fā)生了可能引起軸承損壞（如水沖擊、瞬時(shí)斷油）的異常情況下，應(yīng)在確認(rèn)軸承未損壞之后，方可重新啟動(dòng)。（5）油系統(tǒng)相關(guān)測點(diǎn)及信號(hào)報(bào)警裝置，按規(guī)程規(guī)定必須定期進(jìn)行校驗(yàn)。（6）油系統(tǒng)油質(zhì)要定期進(jìn)行化驗(yàn)，在油質(zhì)及清潔度超標(biāo)的情況下，嚴(yán)禁機(jī)組啟動(dòng)。安裝和檢修時(shí)要徹底清理油系統(tǒng)雜物，并經(jīng)各方驗(yàn)收合格，防止遺留雜物堵塞潤滑油系統(tǒng)管道。（7）禁止機(jī)組的振動(dòng)超標(biāo)的情況下運(yùn)行。

3.3 防止螺桿膨脹機(jī)嚴(yán)重磨損

（1）啟動(dòng)運(yùn)行中，注意監(jiān)視軸承振動(dòng)和軸承回油溫度變化趨勢，并與類似穩(wěn)定啟動(dòng)過程相比較，變化較大時(shí)，應(yīng)查明原因。（2）螺桿膨脹機(jī)殼體或發(fā)電機(jī)內(nèi)有明顯的金屬磨擦聲或異常噪音，應(yīng)立即打閘停機(jī)。（3）手動(dòng)盤車，轉(zhuǎn)子卡澀盤不動(dòng)時(shí)，嚴(yán)禁強(qiáng)行盤車。（4）機(jī)組發(fā)生劇烈振動(dòng)，軸承瓦振超過120μm時(shí)而保護(hù)未動(dòng)時(shí)，立即打閘停機(jī)。（5）嚴(yán)格按照制造廠運(yùn)行維護(hù)說明書等說明，控制機(jī)組各項(xiàng)參數(shù)在要求范圍內(nèi)。

4 結(jié)束語

本文詳細(xì)的介紹了螺桿膨脹異步發(fā)電機(jī)組的調(diào)試步驟、安全注意事項(xiàng)及控制措施， 從而保證調(diào)試工作能安全、快捷的完成，為以后其它同類型機(jī)組奠定了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。

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