调速系统的试验

调速系统的试验调节系统常见的缺陷与调节系统的各项特性有关，为了了解调节系统的工作性能，测取它的各项特性，以便从中分析故障原因，消除缺陷，就必须进行调节系统的试验。调节系统的试验主要有以下几项：1）、静态保护装置试验：在机组静止状态下，手动检查各保护装置动作的可靠性2）、超速试验：提升机组转速，检验危急保安器动作的准确性3）、空负荷试验：测取感应机构及传动机构特性曲线，判定调节系统的空转特性4）、带负荷试验：测取配汽机构的特性曲线及调节系统的静态特性曲线，判定调节系统工作的稳定性。5）、甩负荷试验：测取甩负荷性能，判定调节系统的动态特性要注意在进行每一项试验时，都必须在试验前做好充分准备，包括人员安排，职责分工及表计校验、安装等，试验结束后，应进行试验结果的整理与分析，有的还必须绘制曲线。一、静态保护装置试验此试验时再汽轮机处于静止状态下进行的，一般每次启动前均应进行，其目的主要是手动检查危急保安器、轴向位移遮断器、磁力遮断油门等保护装置动作的可靠性。1、危急保安器手动试验1）、启动交流油泵，开启出口油阀，调速油压正常2）、将危急保安器挂闸，调速汽阀应全开3）、将自动主汽阀开启到1/3位置4）、手打危急保安器，自动主汽阀应迅速关闭，调速汽阀也应迅速关闭5）、重新挂闸，开启自动主汽阀2、低油压保护试验1）、启动盘车装置，投入连锁开关2）、将自动主汽阀关至1/3位置3）、联系热工人员，拨动联动油压表指针，当油压降至0.054Mpa，应发低油压信号。当降至0.039Mpa，直流油泵应联动起来，立即合上直流油泵电源开关。当降至0.019Mpa，磁力断路电磁阀应动作，自动主汽阀及调整汽阀都应关闭。当降至0.014Mpa，盘车应自动停止，手动切下盘车电源开关和连锁开关。4）、试验结束后，停止直流油泵5）、重新挂闸，开启自动主汽门3、低真空保护试验1）、将自动主汽阀关至1/3位置2）、联系热工人员，投入低真空保护开关，拨真空联动表表针至60Kpa时，保护应动作，自动主汽阀应关闭3）、试验结束后，切除该保护，重新挂闸，开启自动主汽阀4、轴向位移保护试验1）、将自动主汽阀关至1/3位置2）、联系热工人员，投入窜轴保护3）、由热工人员拨动轴向位移表指针窜轴1.0mm时，发出窜轴警报信号。窜轴1.4mm时，磁力断路电磁阀动作，自动主汽阀应自动关闭。4）、试验结束后，将轴向位移指针拨至正常数值，自动主汽阀恢复至开启位置。5、抽汽逆止阀手动试验1）、启动一台凝结水泵，缓慢开放出口水阀2）、开放凝结水泵至联动装置的总水阀3）、开放各抽汽逆止阀进水阀，这时逆止阀应开启4）、手动关闭抽汽逆止阀开关，逆止阀应都关闭5）、手动开启抽汽逆止阀开关，逆止阀应都开启6、自动主汽阀联动水压逆止阀试验1）、将自动主汽阀关至1/3位置2）、合上表盘的自动主汽阀关闭开关，这时，自动主汽阀应关闭，各抽汽逆止阀应关闭3）、切开表盘上的自动主汽阀关闭开关，自动主汽阀恢复至开启位置4）、关闭凝结水泵出口阀，停止凝结水泵7、活动中低压调节器1）、将保安操纵箱钥匙扭向“投入”位置2）、拨动中、低压调压器“投入”按钮，调压器投入3）、缓慢开启2、3号脉冲油节流孔阀门（手轮）4）、缓慢旋转中、低压调压器手轮（逆时针），启用调压器。此时中、低压油动机滑阀缓慢下降，中、低压旋转隔板应动作灵活，无卡涩，油压变化正常，再反方向（顺时针）旋转调压器手轮，中、低压油动机滑阀缓慢上升，中、低压旋转隔板应动作灵活，无卡涩。5）、试验结束后，按动调压器“解除”按钮，调压器解除，关闭2、3号脉冲油节流孔阀门，并将钥匙从保安操纵箱上拔出。二、额定转速后的试验1、手动危急保安器按钮试验1）、将自动主汽阀关至1/3位置2）、手动危急保安器按钮，自动主汽阀、调速汽阀应迅速关闭，主机转速应下降3）、手动关闭自动主汽阀4）、拉出危急保安器拉杆，重新挂闸，缓慢开启自动主汽阀，保持主机转速为3000r\min2、自动主汽阀严密性试验新装机组或自动主汽阀、调速汽阀分解检修后第一次启动时，必须对自动主汽阀和调速汽阀进行严密性试验，以确保机组在事故情况下能切断汽源，一般在额定主蒸汽参数和汽轮机空负荷运行时进行试验。1）、汽轮机保持3000r\min的空负荷运行状态2）、全关自动主汽阀（调速汽阀全开状态），记录起始时间3）、随着主机的转速下降，油压下降，随时准备启动交流电动油泵4）、主机转速下降到1000r\min为合格，记录终止时间5）、试验结束后，缓慢开启自动主汽阀，提升转速至3000r\min，适时停止交流电动油泵3、调速汽阀严密性试验1）、汽轮机保持3000r\min的空负荷运行状态2）、手摇同步器，将调速汽阀全关闭（自动主汽阀全开状态），记录起始时间3）、随着主机的转速下降，油压下降，随时准备启动交流电动油泵4）、主机转速下降到1000r\min为合格，记录终止时间5）、试验结束后，缓慢开启自动主汽阀，提升转速至3000r\min，适时停止交流电动油泵三、超速试验1、为了确保汽轮机运行的安全，必须定期试验危急保安器，检查其动作是否正确，一般规定，下列情况下都要进行超速试验:1）、设备大修后2）、检修中拆卸过调节系统后3）、运行2000h以上4）、停机一个月后再启动5）、在机组正常运行状态下，危急保安器误动作2、禁止做超速试验的条件1）、未经手动试验或手动试验不合格2）、自动主汽阀或调速汽阀关闭不严或卡涩3）、调节系统不能使机组维持空负荷运行4）、高压缸的下汽缸温度在150°以下，或汽轮机转子未达到热态之前，汽缸未膨胀开3、超速试验前的准备超速试验是在与系统解列的情况下用提升转速的方法来进行的，并必须在进行危急保安器手动试验正常以及主汽门迅速关闭且严密不漏后，方可进行，另外应设专人监视，其任务是待危急保安器动作后发出信号，或超过动作转速仍不动作时手打危急保安器停机，以防造成事故。4、试验可按下述步骤进行：1）、汽轮机启动达额定转速后，稳定1-2min，检查机组运行情况，并进行危急保安器手动试验，确认一切正常后，由主持人发出信号，开始做超速试验。2）、先用同步器缓慢提升转速，当同步器已达到高限位置时，改用旋紧错油门上端的螺丝（对全液压系统而言）或旋紧随从弹簧的调整螺丝（对于半液压系统而言），来继续缓慢地提升汽轮机转速，直到危急保安器都能够做，记录动作时的转速，若机组转速已超过动作转速而危急保安器仍未动作，则应迅速手打危急保安器停机，以保障设备安全。一般超速试验应连续进行两次，两次动作转速差不应超过0.6%，新装机和大修后的汽轮机，超速试验应进行三次，除前两次动作的转速差不应超过0.6%外，第三次动作转速和前两次的平均值相差不应超过1%。危急保安器应校正在超过额定转速的10%-12%时动作，若动作转速偏高或偏低，均应进行调整，这可通过改变危急保安器调整套筒（全液压式）或调整螺栓（半液压式）的旋入圈数来实现，具体旋入圈数可按以下两种方法来确定：1）、第一种方法:若第一次动作转速为n1，则在拧紧或放松套筒的旋入圈数L0圈（L0<1）后再做试验，得到第二次动作转速n2,若规定的危急保安器动作转速为nx，则应调整的圈数Lx应为：计算结果，若L0>0，则应朝增大动作转速的方向调整，反之，若L0<0，则应朝减少动作转速的方向调整，调整完毕后应再做一次试验，如仍未达到要求，应再按上述方法重复试验，直至完全符合要求为止。2）、第二种方法：这种方法是根据厂家资料中提供的每调整一圈（螺栓或套筒）所能改变的动作转速的数值来求出应调整的圈数：式中：Lx---危急保安器的调整套筒或调整螺栓所应调整的圈数n----做超速试验时所测得的动作转速nx---危急保安器的规定动作转速nm—厂家提供的，每调整螺栓或套筒一圈，所能改变的动作转速的平均值四、空负荷试验此试验是在汽轮机处在无励磁空转的情况下进行的，其目的主要是测取主油泵进出口压差（或副油压）与转速的变化关系---感应机构特性曲线，和主油泵进出口压差（或副油压）与油动机行程的变化关系---传动机构特性曲线，检验同步器的上下限是否合适，检查汽轮机空负荷运转是否正常，测定感应机构的迟缓率。1、试验要求试验应在危急保安器手动及超速试验合格后方可进行，试验中转速的改变只能朝一个方向进行，并应用精确的手提转速表测定转速。应注意，蒸汽参数、真空尽可能保持额定值不变。2、试验方法与步骤1）、将同步器置于下限位置，全开主汽门，待转速稳定后发出第一次记录信号，按表3-1进行第一次记录。应该指出，这一稳定转速就是汽轮机并入电网或自电网解列的最低周波所对应的转速，即在此转速下，汽轮机还能够在主汽门全开的情况下减负荷到零。2）、逐渐关小主汽门使转速下降，下降的速度一般不应超过100r/min。每到达一个测点时，由主持人发出信号，各处同时进行记录，测点以保证在油动机单一行程内记录不少于8次为原则。要注意，在每一测点位置都需稳定一段时间，以便记录转速稳定后的各项数值。这是因为，当转速很快变化时，油动机由于油室充油需一段时间而追不上转速变化。3）、降速试验完毕后，按上述方法再逐渐开启主汽门作升速试验4）、同步器在低限位置试验完毕后，用同样的办法进行同步器在中限及高限位置的试验，在做高限位置的试验时，要注意因升速出现超速致使危急保安器动作的可能。3、试验结果的整理1）、根据所测数据，绘出同步器在不同位置时主油泵进出口油压差（副油压）与转速，以及主油泵进出口油压差（副油压）与油动机行程的关系曲线（即感应机构和传动放大机构的特性曲线）。图3-61中的第2、3象限的曲线即为一半液压调节的机组空负荷试验实测曲线。表3-1空负荷试验记录转速（r/min）油动机行程上行下行主油泵进出口油压（副油压）上行下行2）、由实测结果，确定下列性能数据：A、同步器在高低限之间的调速范围，以便由此对高低限位置是否合适作出评价。B、感应机构的迟缓率。由图3-61可见，升速（上行）与降速（下行）所测得的感应机构的特性曲线不相重合，这是因迟缓率所致，迟缓率反映感应机构动作的灵敏性，其大小可按下式确定：-----同一输出量（P2）时升降速过程的转速差额定转速感应机构的迟缓率一般应不大于0.2%五、带负荷试验此试验是汽轮发电机在系统内运行时进行的，最好选择在电网负荷较稳定的时间内进行。其目的是测取油动机行程与负荷、油动机行程和各调速汽门开度之间的关系，从而确定调速汽门的重叠度，检查调节系统工作的稳定性。1、试验要求试验前应在调速汽门后加装压力表，试验过程中，蒸汽参数、真空及电网供电频率等参数尽量维持在额定值，因为这些参数的变化对试验结果有较大影响。2、方法步骤1）、试验从汽轮机带额定负荷开始（也可从空负荷开始），在此负荷下稳定3-5min后，试验主持人发出第一次信号，各记录员按表3-2的要求同时作第一次记录。表3-2带负荷试验记录增（减）负荷顺序负荷N主油泵进、出口压差或副油压油动机行程调速汽门升程调速汽门前压力调速汽门后汽压1234522）、第一次记录完毕后，通知主控制室开始降负荷，当降至第二测点时稳定3-5min，发出第二次信号，作第二次记录，以后各点的测量均按此法进行，直至负荷到零为止。测点不能过少，最少不得少于12个。3）、降负荷试验完毕后，进行升负荷试验，方法与降负荷时相同。3、试验结果的整理1）、根据试验中所测数据整理并绘出油动机行程Z和负荷n之间的关系曲线，再结合空负荷试验中求得的感应机构和传动放大机构的特性曲线，利用第三节所介绍的投影关系，绘出调节系统的静态特性曲线，即n=f（N），图3-61是一实例。2）、利用试验数据绘出调速汽门升程（开度）H与各汽门后压力Po的关系曲线，图3-62为一实例，根据此曲线可进一步分析各调速汽门的重叠度是否合适。六、甩负荷试验此试验是在带负荷状态下进行的，其目的在于测定甩负荷后的瞬间最大转速和最后稳定转速，以及检查飞升转速是否仍在危急保安器动作转速以内，从而判定调节系统的动态特性是否合适。1、试验要求甩负荷试验中，若稍有操作不当或系统工作不良未被发现，都会导致汽轮机组发生超速事故。因此，试验应在确信调节系统能维持空转以及危急保安器手动和超速试验合格后才能进行。同时，为防止发生超速事故，在危急保安器及主汽门处应设有专人看管，以便在必要时迅速手动切断汽轮机的进汽。2、方法与步骤1）、甩负荷试验应分阶段按甩去额定负荷的50%、75%和100%几步进行，试验开始时，应和主控室联系，将负荷调整至预定负荷（额定负荷的50%）稳定运转一段时间后，各记录员按表3-3的要求开始记录。表3-3甩负荷试验记录负荷N主油泵出口油压P副油压P2转速n50%N75%N100%N2）、向主控制室发出甩负荷信号，主盘应立即将电机解列，同时各记录员进行记录。负责记录转速的记录员，在转速变化过程中，应特别注意将瞬间最高转速和最后稳定转速记录准确，因为这是本试验中计算速度变动率及求出甩负荷特性的唯一依据，也是鉴定调节系统在甩负荷后能否保持不超过危急保安器动作转速的唯一依据。3）、当第一次甩负荷试验正常后，再按上法进行第二次甩去额定负荷N0的75%及第三次甩100%额定负荷的试验。3、试验结果的整理1）、若试验过程采用录波仪等时标式（它们可以将试验中任一瞬间的转速记录下来），则可根据这些表计测得的数据绘制出甩全负荷过程中转速随时间变化的关系曲线。如图3-63所示。2）、测定最大飞升转速，判定调节系统的动态特性（即能否经得起甩全负荷考验）。由图3-63可看出，在甩全负荷过程中，汽轮机转速的瞬间最大值（即最大飞升转速）Mmax要比静态时的最大转速N0大，也就是说甩负荷所引起的转速变动率要比静态速度变动率S大，这一升高现象称为动态升转，按要求，这一动态升转不引起危急保安器动作，并且转速的最大升高值与额定转速之比应不大于静态速度变动率的1.5倍，即：3）测定速度变动率0，因为在甩负荷全过程中，没有任何人为的调整（同步器位置没有变动），因此，最后稳定转速n0等于带全负荷时额定转速n0加上由于速度变动率0而增加的转速，即，因此，调节系统的速度变动率可由下式求出：甩全负荷后，汽轮机组的最后稳定转速甩全负荷前，汽轮机组带全负荷时的额定转速七、测定速度变动率的简易试验（四点法）此试验应在危急保安器手动及超速试验合格后，在无励磁空转的情况