Технология действий персонала при определённых неполадках в работе турбины для предотвращения аварийного останова
Существует целый ряд возможных и даже вероятных аварийных ситуаций при работе паротурбинной установки. Если при возникновении каждой из них сразу же останавливать весь блок, то обеспечить нормальную работу турбины не просто трудно, а невозможно! Следовательно персонал, обслуживающий турбину, должен иметь представление о возможных проблемах, возникающих в процессе эксплуатации и, что не менее важно, способах их устранения без останова ПТУ.
Рассмотрим некоторые аварийные ситуации и модели поведения персонала станции в них.
1. Увеличена вибрация
Существует несколько нормируемых значений вибрации, при которых действия персонала прописаны в ПТЭ.
Если вибрация не превышает 4,5 мм/сек – турбина работает в нормальном режиме и эксплуатация допускается без всяких ограничений.
Если вибрация лежит в пределах от 4,5 до 7,1 мм/сек – эксплуатация турбины допускается, но не более, чем на 30 дней. За указанный срок необходимо вызвать специалиста по вибрации, который проведет анализ данных и предоставит заключение и рекомендации по дальнейшей работе.
Если вибрация лежит в пределах от 7,1 до 11,2 мм/сек – эксплуатация турбины допускается, но не более, чем на 7 дней. За указанный срок также необходимо вызвать специалиста по вибрации. Специалист соответствующей квалификации должен либо присутствовать в штате станции, либо быть прислан с завода-изготовителя, либо из другой организации, занимающейся обслуживанием/ремонтом/эксплуатацией и т.п. турбин.
В любом из двух предыдущих случаев необходимо начать внимательно следить за уровнем вибрации до приезда специалиста. Цель наблюдения – постараться установить взаимосвязь между величиной вибрации и любыми другими параметрами работы турбины. Ими могут оказаться: режим работы, вырабатываемая мощность, расход свежего пара, расход пара в теплофикационные отборы, включение в работу и отключение различных подсистем, изменения давления масла в системе маслоснабжения и многие-многие другие!
Помимо наблюдения за параметрами работы, представляется возможным специальными устройствами послушать вибрацию турбины в районе каждого из подшипников. Если вибрация особенно отчетливо слышна около одного определенного подшипника, значит есть вероятность, что он разрушен.
2. Увеличение качания регулирования
При увеличении качания регулирования необходимо первым делом проверить давление в системе регулирования. Есть вероятность, что оно упало, что свидетельствует о неполадках этой системы и необходимости ее проверки и принятия необходимых мер.
Также необходимо проверить работу всех маслонасосов. Как известно, существуют три типа маслонасосов: основной, резервный и аварийный. Если давление в системе смазки упало, скорее всего проблема именно в работе основного маслонасоса. В этом случае к нему в работу подключается резервный насос. Теоретически, есть возможность включить также и аварийный насос, но нужно иметь в виду, что в отличие от резервного, запитанного от переменного тока (от сети), аварийный насос запитан от постоянного тока (от аккумулятора), а, следовательно, его использование менее предпочтительно!
Есть вероятность, что увеличение качания регулирования связано с мощностью которую в данный момент вырабатывает турбина. Для проверки этого предположения, необходимо попробовать изменить мощность. Так как увеличение мощности опасно, рекомендуется попробовать уменьшить мощность путем уменьшения расхода свежего пара на турбину.
Рекомендуется проверить наличие воды в масле (взять пробу масла из системы регулирования), т.к. из-за протечек по шейке ротора пар нередко попадает в маслосистему подшипников и оттуда в систему регулирования. А наличие воды в масле значительно влияет на скорость и качество работы системы регулирования, не говоря уже о ее надежности и долговечности!
Последняя рекомендация – вызов специалиста по регулированию. Также как и специалист по вибрации он может находиться в персонале станции либо быть вызван со стороны. Вызов рекомендуется всегда, в целях профилактики, даже если неполадка была устранена самостоятельно либо исчезла.
3. Ухудшение вакуума в конденсаторе
Ухудшение вакуума в конденсаторе может быть связано как непосредственно с работой конденсационной установки и её вспомогательных подсистем, так и с работой турбомашины в целом. Рассмотрим различные варианты.
Первое, что имеет смысл сделать – это увеличить расход циркуляционной воды, идущей в конденсатор. Так как вакуум в конденсаторе поддерживается в том числе и самим процессом конденсации пара (значительным уменьшением объёма). С помощью увеличения расхода циркуляционной воды мы улучшим конденсацию пара, чем немного увеличим вакуум (уменьшим давление) в конденсаторе.
Кроме того, мы можем уменьшить мощность турбины, изменяя расход свежего пара, подаваемого на турбину. Таким образом, пара в конденсатор поступать будет меньше и при неизменном расходе циркуляционной воды, мы получим положительный результат, как и в прошлом способе.
Ещё одной причиной падения вакуума может быть загрязнённость конденсатора. Она не может появиться мгновенно, но, накапливаясь со временем, также ухудшает качество работы конденсационной установки. Для определения загрязнённости необходимо проверить температурный напор и давление охлаждающей воды перед входной камерой.
Также рекомендуется проверить качество работы эжекторов, т.к. при уменьшении производительности эжектора (может быть вызвано неисправностями, малым расходом рабочего пара эжектора либо несовпадением максимальной производительности эжектора и количеством присосов воздуха в конденсатор) давление в конденсаторе также может увеличиться.
Необходимо наблюдать за режимом работы турбины и помнить, что хорошие показатели вакуума в несколько кПа достигаются наверняка только при номинальном режиме работы ПТУ. Например, при включении системы байпасирования, когда весь свежий пар из котла сбрасывается в конденсатор, количество пара в конденсаторе естественно возрастётв разы, как и его параметры, а следовательно давление значительно повысится (в несколько раз).
4. Перегрев выхлопного патрубка
При перегреве выхлопного патрубка выше допустимого значения защита должна как и в других случаях резко останавливать турбину в аварийном режиме. Однако, до этого, если машинист замечает повышение температуры, рекомендуется осуществить следующие действия:
- проверить вакуум в конденсаторе. При повышении давления в конденсаторе, давление перед ним, т.е. как раз в выхлопном патрубке увеличится и это может стать причиной перегрева. Бороться в этом случае с проблемой необходимо исходя из вышеописанной инструкции.
- проверить систему впрыска. Специально для охлаждения выхлопного патрубка существует система впрысков конденсата в рабочий пар, чтобы понизить его температуру. Это производится автоматически, а значит если патрубок перегрет, то система вероятно не работает совсем, либо не справляется.
5. Повышение температуры подшипников
Первым делом в случае повышения температуры подшипников необходимо проверить давление в системе смазки. Возможно, проблемы связаны именно с падением давления и невозможностью маслосистемы достаточно охлаждать подшипник.
Также рекомендуется посмотреть уровень вибрации на этом подшипнике (не разрушен ли он). Производится это путём прослушивания корпуса турбины специальными аппаратами для определения повышенной вибрации на одном определённом подшипнике.
Согласно ПТЭ, останов турбины вследствие повышения температуры подшипников производится если температура выше указанной в паспорте турбины. Для некоторых турбин эта температура - 80°С, для других немного выше. Например, для турбин Т-100 Уральского турбинного завода эта температура составляет 95°С.
6. Увеличение осевого сдвига
Увеличение осевого сдвига недопустимо, т.к. может привести к осевым задеваниям роторной части о статорную и серьёзным разрушениям или даже аварии.
Главное, что нужно сделать – это уменьшить мощность турбины с помощью уменьшения расхода свежего пара. Величина осевого сдвига напрямую связана с расходом пара, следовательно она должна уменьшится.
Также рекомендуется проверить давление в регулирующей ступени (до и после), если оно не соответствует расчётному, это и может являться причиной неисправности. Если давление повышено – значит проточная часть турбины чересчур загрязнена, в этом случае необходимо готовиться к промывке проточной части. Промывка осуществляется как при ремонте, так и во время работы турбины специальной системой впрысков.
7. Увеличенное ОРР (относительное расширение ротора)
Опасно опять же задеваниями подвижной части о неподвижную. ОРР меряется относительно статора турбины.
Необходимо проверить уровень вибрации в опорно-упорном подшипнике, т.к. если упорная часть разрушена, то это и является причиной увеличения ОРР, а если нет, то она наоборот может быть разрушена в будущем.
Способы бороться с нерасчётным ОРР – охлаждение или наоборот нагрев ротора. Если ротор недостаточно расширился, его нагревают путём увеличения расхода пара на уплотнения, если же наоборот слишком расширен, расход пара на уплотнения сокращают и дают ротору немного остыть.
Кроме того, необходимо проверить величину абсолютных расширений цилиндров. Если по этой величине мы не дошли до норматива, то причиной может быть либо перекос в шпонках, либо заедание на продольной шпонке, либо повышенная сила трения, либо трубопроводы, которые недостаточно прогреты не расширены и не дают расширяться цилиндру («держат» его).
Описанные выше ситуации не являются единственными, помимо них существует также множество других, более сложно предугадываемых. В некоторых других ситуациях можно действовать по аналогии с описанными.
В любом случае, рекомендуется вызов специалиста из соответствующей области (вибрация, регулирование, термодинамика) для проведения исследований и дачи заключения.
А вообще, если смотреть на ситуацию глазами опытного машиниста, то первым действием должно быть – «сообщить руководству»!