① 汽輪機低壓缸防爆門動作如何處理
汽輪機調節安保系統可以對機組啟停、負荷運行和故障問題進行控制,屬於自動控制裝置,可以滿足不同運行工況的要求,對汽輪機功率進行調節,滿足外界負荷變化需求。汽輪機組發生異常故障時,會導致運行工況改變,從而降低事故影響。
1、汽輪機調門擺動成因分析
利用調節機組進汽量大小可以有效控制汽輪機的功率和轉速,通過調閥開度能影響機組進汽量的大小,調門接受控制信號後,可以將信號轉化為油動機相應開度,通過對游動機開度大小調節,可以控制汽輪機進汽門開度,從而調節機組進汽量大小,控制汽輪機負荷與轉速。右門的運行時間比較長,且核心部位長期運行會產生磨損問題,從而導致機組故障發生率較高,影響機組運行安全與穩定。在汽輪機常見故障中,調門擺動屬於復雜故障問題。該故障問題會受到多種因素影響,與吊門相關的設備和部件都會引發機組震動,所以必須深入分析調門擺動原因,並採取針對措施予以處理。
2、汽輪機調門擺動的分析與處理
導致汽輪機組吊門擺動的原因比較多,例如調速系統遲緩率大、油壓波動大以及油品質不良等,因此需要針對上述原因展開深入分析。
2.1油品質不良原因
汽輪機在長時間運行下,會導致機械部件磨損。若油品酸度高或者水分比較大時,汽輪長時間運行溫度比較高,極易導致機械部件腐蝕,產生雜質和污質,致使調速部件卡澀,特別表現在油動機滑閥與套筒中,極易導致掉門擺動。所以在機組運行過程中,必須定期檢驗油質,若油質不合格,則應當更換新的油品。
2.2油壓波動
當高壓油泵出口油壓波動時,會對調門油動機波動造成影響,導致調節閥擺動。導致油壓波動的原因,可能是由於油泵故障所致,也有可能是高壓蓄能器皮囊破損所致。及時隔離蓄能器,對蓄能器皮囊壓力進行測量,若壓力低於標准值時,則應當補充氮氣。如果壓力沒有達到標准值,皮囊可能損壞,需要對蓄能器進行拆解檢查,主要檢查皮囊狀態。若出現損壞問題,則應當更換新的皮囊。如果蓄能器不存在故障問題,則應當將油泵進行拆解檢查,如果油泵存在故障,則應當進行針對處理。
2.3調速系統遲緩率大
調速系統遲緩率會受到調節部件中機械連接件的松動與卡澀問題,當遲緩率過高時,會導致游動機反應遲緩,從而導致調門擺動。此時需要測量和檢修不同部件和伺服閥,若存在故障,則應當及時更換和維修。
2.4伺服閥故障
伺服閥接受指令信號後,由於內部震盪故障,從而引發游動機擺動,從而出現調門擺動問題。伺服閥故障主要包括機械故障和熱控故障。熱控故障多,由於線路端子和程序故障所致,該類故障會導致油動機誤動。當游動機誤動時,會引發調門擺動,此時需要聯合熱控人員進行處理。若為機械故障多,由於滑閥磨損、濾網堵塞和過封度過大等問題所致,需要更換新部件或者返廠檢修。
2.5油動機滑閥卡澀
油動機連桿和調門門桿連接,當游動機滑閥卡澀,會引發調門擺動。導致游動機卡澀的原因,主要是油污中存在雜質、滑閥和套筒磨損等。此時需要對游動機進行解體檢修與清理處理,如果磨損問題嚴重,則應當更換新部件或者送回生產廠進行維修。
2.6LVDF連桿與信號接線松動
LVDF為調門位移感測器,能夠接收到調門開關位移信號,同時將該信號轉化為電信號,傳輸到伺服放大器中,從而調節調門的開關量。如果連桿松動或出現信號線松動時,則會導致位移感測器所接收的開關位移信號偏差,進一步導致伺服放大器電信號存在誤差,出現掉門擺動問題,此時需要聯系熱控檢修人員進行處理。
2.7閥門特性曲線設計不合理
閥門特性曲線主要是指流量與開度關系,若閥門特性曲線設計不合理,將會導致調門擺動,此時需要聯系生產廠家予以處理。
2.8蒸汽參數波動
蒸汽參數波動大也會引發調門擺動故障,蒸汽參數波動成因主要是由於鍋爐運行期間的參數調節不適宜所致。
3、汽輪機高壓調門擺動的實踐分析
3.1故障案例
某電廠1號與2號機組均為670MW,汽輪機為超臨界、單軸、三缸四排氣式汽輪機。該汽輪機的高壓進汽部分由主汽門與調速汽門組成,包括單閥與順序閥運行方式。相比於單閥來說,順序閥的節流損失小,可以提升汽輪機運行效率,因此被廣泛應用於發電廠中。機組控制系統採用分散控制系統與數字電調一體化模式,在正常運行狀態下採用自動發電量控制方式,數字電調系統利用用線信號接收來自於分散控制系統所給予的設定值,轉化為每個高壓調節門所對應的開度指令,對汽輪機運行進行控制。
該電廠機組在投入順序閥控制之初,汽輪機調門控制平穩,偶爾會出現由於伺服閥卡澀所致異常狀況,處理難度比較小。在機組長時間運行過程中,3號高調門出現大幅度擺動問題,數字電調閥門總指令在順序閥連接閥門的交點上的波動,擺動出現比較頻繁,導致機組負荷同步波動。該種波動問題極易導致調門機械彈簧斷裂,還會影響電網頻率。
3.2擺動成因分析
當機組處於正常運行工況時,數字電調系統採用遙控方式,可以接收,來自於分散控制汽機主控制器所給予的負荷設定點,疊加上次調頻所產生的負荷偏差,從而轉化為總流量指令。總流量指令主要是按照順序閥開啟順序要求,通過函數轉化為每個高壓調門的流量指令,從而對高壓調門動作進行控制。
機組在初期運行中,主氣壓力控制良好,所以數字電調系統在負荷質量穩定狀態下,可以形成穩定的閥門總指令。在負荷相同情況下,分散到不同閥門的開度指令變化比較小。機組運行過程中,負荷點很少落在順序法所控制的連接閥門交叉點上。
機組一次調頻之後,機組電負荷指令不在處於穩定狀態,數字電調系統所接收的設定點也不再穩定,會出現小范圍波動情況。該工行就會導致電負荷,對應的閥門開度不相同,時常出現變化問題。由於該電廠所應用的汽輪機高壓調門數量為4個,順序閥方式下,GV1和GV2開滿,其他閥門則按照GV3和GV4順序進行調節,不同閥門之間出現交叉重疊現象,此時就會產生交叉點。如果閥門曲線配合度不佳,將會導致交叉點閥門擺動發生率過大。
3.3處理方案
主汽壓力是影響負荷對應閥門總開度的重要因素,通過修改局部滑壓曲線方式,可以有效處理初期設計方案所存在的問題。氣機閥門總開度會導致高壓調門處於擺動狀態,如果主汽壓力設定點疊加偏置量,將會改變主汽壓力,進一步導致汽機閥門開關總指令變化,造成擺動閥門遠離原有的特性曲線放大區域。在超出設定死區之後,將主汽壓力恢復到原設計曲線。由於電場所燃燒的每種經常變化,從而導致主汽壓力控制穩定性較差,如果將偏置量疊加在主汽壓力設定點上,極易導致主氣壓力波動幅度加大,所以需要修改閥門流量曲線函數的修正方案,改變閥門流量曲線函數拐點值,以此確保機組運行穩定性。
② 煤礦通風知識
《煤礦安全規程》
通 風
第一百條 井下空氣成分必須符合下列要求:
(一)採掘工作面的進風流中,氧氣濃度不低於
20
%,二氧化碳濃度不超過 0.5%。
(二)有害氣體的濃度不超過表1規定。
表 1礦井有害氣體最高允許濃度
名 稱
一氧化碳 CO 0.0024
氧化氮(換算成二氧化氮 NO 2) 0.00025
二氧化硫 SO 2 0.0005
硫化氫H2S 0.00066
氨N H 3 0.004
最高允許濃度(%)
瓦斯、二氧化碳和氫氣的允許濃度按本規程的有關規定執行。
礦井中所有氣體的濃度均按體積的百分比計算。
第一百零一條 井巷中的風流速度應符合表
2要求。
設有梯子間的井筒或修理中的井筒,風速不得超過 8m/s;梯子間四周經封閉後,井筒
中的最高允許風速可按表
2規定執行。
無瓦斯湧出的架線電機車巷道中的最低風速可低於表
2的規定值,但不得低於
0.5m
/s。
綜合機械化採煤工作面,在採取煤層注水和採煤機噴霧降塵等措施後,其最大風速可
高於表
2的規定值,但不得超過 5m/s。
第一百零二條 進風井口以下的空氣溫度(干球溫度,下同)必須在 2℃以上。
生產礦井採掘工作面空氣溫度不得超過 26℃,機電設備硐室的空氣溫度不得超過
30℃;當空氣溫度超過時,必須縮短超溫地點工作人員的工作時間,並給予高溫保健待
遇。
採掘工作面的空氣溫度超過 30℃、機電設備硐室的空氣溫度超過 34℃時,必須停止作
業。
新建、改擴建礦井設計時,必須進行礦井風溫預測計算,超溫地點必須有製冷降溫設
計,配齊降溫設施。
第一百零三條礦井需要的風量應按下列要求分別計算,並選取其中的最大值:
(一)按井下同時工作的最多人數計算,每人每分鍾供給風量不得少於4m
3。
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表 2井巷中的允許風流速度
井 巷 名 稱
允許風速 /(m/s)
最低 最高
無提升設備的風井和風硐
專為升降物料的井筒
風橋
升降人員和物料的井筒
主要進、回風巷
架線電機車巷道
運輸機巷,采區進、回風巷
採煤工作面、掘進中的煤巷和半煤岩巷
掘進中的岩巷
其他通風人行巷道
1.0
0.25
0.25
0.15
0.15
151210888
6
4
4
(二)按採煤、掘進、硐室及其他地點實際需要風量的總和進行計算。各地點的實際
需要風量,必須使該地點的風流中的瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體的濃度,風速
以及溫度,每人供風量符合本規程的有關規定。
按實際需要計算風量時,應避免備用風量過大或過小。煤礦企業應根據具體條件制定
風量計算方法,至少每 5年修訂1次。
第一百零四條礦井每年安排採掘作業計劃時必須核定礦井生產和通風能力,必須按
實際供風量核定礦井產量,嚴禁超通風能力生產。
第一百零五條礦井必須建立測風制度,每 10天進行 1次全面測風。對採掘工作面和
其他用風地點,應根據實際需要隨時測風,每次測風結果應記錄並寫在測風地點的記錄牌
上。
應根據測風結果採取措施,進行風量調節。
第一百零六條礦井必須有足夠數量的通風安全檢測儀表。儀表必須由國家授權的安
全儀表計量檢驗單位進行檢驗。
第一百零七條礦井必須有完整的獨立通風系統。改變全礦井通風系統時,必須編制
通風設計及安全措施,由企業技術負責人審批。
第一百零八條貫通巷道必須遵守下列規定:
(一)掘進巷道貫通前,綜合機械化掘進巷道在相距
50m前、其他巷道在相距
20m前,
必須停止一個工作面作業,做好調整通風系統的准備工作。
(二)貫通時,必須由專人在現場統一指揮,停掘的工作面必須保持正常通風,設置
柵欄及警標,經常檢查風筒的完好狀況和工作面及其回風流中的瓦斯濃度,瓦斯濃度超限
時,必須立即處理。掘進的工作面每次爆破前,必須派專人和瓦斯檢查工共同到停掘的工
作面檢查工作面及其回風流中的瓦斯濃度,瓦斯濃度超限時,必須先停止在掘工作面的工
作,然後處理瓦斯,只有在2個工作面及其回風流中的瓦斯濃度都在1.0%以下時,掘進的
工作面方可爆破。每次爆破前,2個工作面入口必須有專人警戒。
(三)貫通後,必須停止采區內的一切工作,立即調整通風系統,風流穩定後,方可
恢復工作。
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間距小於
20m的平行巷道的聯絡巷貫通,必須遵守上款各項規定。
第一百零九條 進、回風井之間和主要進、回風巷之間的每個聯絡巷中,必須砌築永
久性風牆;需要使用的聯絡巷,必須安設2道聯鎖的正向風門和2道反向風門。
第一百一十條箕斗提升井或裝有帶式輸送機的井筒兼作風井使用時,應遵守下列規
定:
(一)箕斗提升井兼作回風井時,井上下裝、卸載裝置和井塔(架)必須有完善的封
閉措施,其漏風率不得超過15%,並應有可靠的防塵措施。裝有帶式輸送機的井筒兼作回
風井時,井筒中的風速不得超過 6m/s,且必須裝設甲烷斷電儀。
(二)箕斗提升井或裝有帶式輸送機的井筒兼作進風井時,箕斗提升井筒中的風速不
得超過 6m/s、裝有帶式輸送機的井筒中的風速不得超過 4m/s,並應有可靠的防塵措施,井
筒中必須裝設自動報警滅火裝置和敷設消防管路。
第一百一十一條 進風井口必須布置在粉塵、有害和高溫氣體不能侵入的地方。已布
置在粉塵、有害和高溫氣體能侵入的地點的,應制定安全措施。
第一百一十二條 礦井開拓新水平和准備新采區的回風,必須引入總回風巷或主要回
風巷中。在未構成通風系統前,可將此種回風引入生產水平的進風中;但在有瓦斯噴出或
有煤(岩)與瓦斯(二氧化碳)突出危險的礦井中,開拓新水平和准備新采區時,必須先
在無瓦斯噴出或無煤(岩)與瓦斯(二氧化碳)突出危險的煤(岩)層中掘進巷道並構成
通風系統,為構成通風系統的掘進巷道的回風,可以引入生產水平的進風中。上述
2種回
風流中的瓦斯和二氧化碳濃度都不得超過 0.5%,其他有害氣體濃度必須符合本規程第一百
條的規定,並制訂安全措施,報企業技術負責人審批。
第一百一十三條 生產水平和采區必須實行分區通風。
准備采區,必須在采區構成通風系統後,方可開掘其他巷道。採煤工作面必須在采區
構成完整的通風、排水系統後,方可回採。
高瓦斯礦井、有煤(岩)與瓦斯(二氧化碳)突出危險的礦井的每個采區和開采容易
自燃煤層的采區,必須設置至少 1條專用回風巷;低瓦斯礦井開採煤層群和分層開采採用
聯合布置的采區,必須設置 1條專用回風巷。
采區進、回風巷必須貫穿整個采區,嚴禁一段為進風巷、一段為回風巷。
第一百一十四條采、掘工作面應實行獨立通風。
同一采區內,同一煤層上下相連的2個同一風路中的採煤工作面、採煤工作面與其相
連接的掘進工作面、相鄰的2個掘進工作面,布置獨立通風有困難時,在制定措施後,可
採用串聯通風,但串聯通風的次數不得超過 1次。
采區內為構成新區段通風系統的掘進巷道或採煤工作面遇地質構造而重新掘進的巷
道,布置獨立通風確有困難時,其回風可以串入採煤工作面,但必須制定安全措施,且串
聯通風的次數不得超過1次;構成獨立通風系統後,必須立即改為獨立通風。
對於本條規定的串聯通風,必須在進入被串聯工作面的風流中裝設甲烷斷電儀,且瓦
斯和二氧化碳濃度都不得超過 0.5%,其他有害氣體濃度都應符合本規程第一百條的規定。
開采有瓦斯噴出或有煤(岩)與瓦斯(二氧化碳)突出危險的煤層時,嚴禁任何2個
工作面之間串聯通風。
第一百一十五條 有煤(岩)與瓦斯(二氧化碳)突出危險的採煤工作面不得採用下
行通風。
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第一百一十六條採掘工作面的進風和回風不得經過采空區或冒頂區。
無煤柱開采沿空送巷和沿空留巷時,應採取防止從巷道的兩幫和頂部向采空區漏風的
措施。
礦井在同一煤層、同翼、同一采區相鄰正在開採的採煤工作面沿空送巷時,採掘工作
面嚴禁同時作業。
水采工作面由采空區回風時,工作面必須有足夠的新鮮風流,工作面及其回風巷的風
流中的瓦斯和二氧化碳濃度必須符合本規程第一百三十六條、第一百三十八條和第一百三
十九條的規定。
第一百一十七條采空區必須及時封閉。必須隨採煤工作面的推進逐個封閉通至采空
區的連通巷道。采區開采結束後
45天內,必須在所有與已采區相連通的巷道中設置防火牆,
全部封閉采區。
第一百一十八條控制風流的風門、風橋、風牆、風窗等設施必須可靠。
不應在傾斜運輸巷中設置風門;如果必須設置風門,應安設自動風門或設專人管理,
並有防止礦車或風門碰撞人員以及礦車碰壞風門的安全措施。
開采突出煤層時,工作面回風側不應設置風窗。
第一百一十九條 新井投產前必須進行 1次礦井通風阻力測定,以後每 3年至少進行
1次。礦井轉入新水平生產或改變一翼通風系統後,必須重新進行礦井通風阻力測定。
第一百二十條 礦井通風系統圖必須標明風流方向、風量和通風設施的安裝地點。必
須按季繪制通風系統圖,並按月補充修改。多煤層同時開採的礦井,必須繪制分層通風系
統圖。
礦井應繪制礦井通風系統立體示意圖和礦井通風網路圖。
第一百二十一條礦井必須採用機械通風。
主要通風機的安裝和使用應符合下列要求:
(一)主要通風機必須安裝在地面;裝有通風機的井口必須封閉嚴密,其外部漏風率
在無提升設備時不得超過 5%,有提升設備時不得超過15%。
(二)必須保證主要通風機連續運轉。
(三)必須安裝 2套同等能力的主要通風機裝置,其中 1套作備用,備用通風機必須
能在 1 0min內開動。在建井期間可安裝 1套通風機和 1部備用電動機。生產礦井現有的 2
套不同能力的主要通風機,在滿足生產要求時,可繼續使用。
(四)嚴禁採用局部通風機或風機群作為主要通風機使用。
(五)裝有主要通風機的出風井口應安裝防爆門,防爆門每6個月檢查維修 1次。
(六)至少每月檢查 1次主要通風機。改變通風機轉數或葉片角度時,必須經礦技術
負責人批准。
(七)新安裝的主要通風機投入使用前,必須進行 1次通風機性能測定和試運轉工作,
以後每 5年至少進行 1次性能測定。
第一百二十二條生產礦井主要通風機必須裝有反風設施,並能在 1 0min內改變巷道
中的風流方向;當風流方向改變後,主要通風機的供給風量不應小於正常供風量的 40%。
每季度應至少檢查 1次反風設施,每年應進行 1次反風演習;礦井通風系統有較大變
化時,應進行 1次反風演習。
第一百二十三條 嚴禁主要通風機房兼作他用。主要通風機房內必須安裝水柱計、電
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流表、電壓表、軸承溫度計等儀表,還必須有直通礦調度室的電話,並有反風操作系統圖、
司機崗位責任制和操作規程。主要通風機的運轉應由專職司機負責,司機應每小時將通風
機運轉情況記入運轉記錄簿內;發現異常,立即報告。
第一百二十四條因檢修、停電或其他原因停止主要通風機運轉時,必須制定停風措
施。
變電所或電廠在停電以前,必須將預計停電時間通知礦調度室。
主要通風機停止運轉時,受停風影響的地點,必須立即停止工作、切斷電源,工作人
員先撤到進風巷道中,由值班礦長迅速決定全礦井是否停止生產、工作人員是否全部撤出。
主要通風機停止運轉期間,對由 1台主要通風機擔負全礦通風的礦井,必須打開井口
防爆門和有關風門,利用自然風壓通風;對由多台主要通風機聯合通風的礦井,必須正確
控制風流,防止風流紊亂。
第一百二十五條 礦井通風系統中,如果某一分區風路的風阻過大,主要通風機不能
供給其足夠風量時,可在井下安設輔助通風機,但必須供給輔助通風機房新鮮風流;在輔
助通風機停止運轉期間,必須打開繞道風門。
嚴禁在煤(岩)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井中安設輔助通風機。
第一百二十六條 礦井開拓或准備采區時,在設計中必須根據該處全風壓供風量和瓦
斯湧出量編制通風設計。掘進巷道的通風方式、局部通風機和風筒的安裝和使用等應在作
業規程中明確規定。
第一百二十七條掘進巷道必須採用礦井全風壓通風或局部通風機通風。
煤巷、半煤岩巷和有瓦斯湧出的岩巷的掘進通風方式應採用壓入式,不得採用抽出式
(壓氣、水力引射器不受此限);如果採用混合式,必須制定安全措施。
瓦斯噴出區域和煤(岩)與瓦斯(二氧化碳)突出煤層的掘進通風方式必須採用壓入
式。
第一百二十八條安裝和使用局部通風機和風筒應遵守下列規定:
(一)局部通風機必須由指定人員負責管理,保證正常運轉。
(二)壓入式局部通風機和啟動裝置,必須安裝在進風巷道中,距掘進巷道回風口不
得小於
10m;全風壓供給該處的風量必須大於局部通風機的吸入風量,局部通風機安裝地
點到回風口間的巷道中的最低風速必須符合本規程第一百零一條的有關規定。
(三)必須採用抗靜電、阻燃風筒。風筒口到掘進工作面的距離以及混合式通風的局
部通風機和風筒的安設,應在作業規程中明確規定。
(四)低瓦斯礦井掘進工作面的局部通風機,可採用裝有選擇性漏電保護裝置的供電
線路供電,或與採煤工作面分開供電。
(五)瓦斯噴出區域、高瓦斯礦井、煤(岩)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井中,掘進
工作面的局部通風機應採用三專(專用變壓器、專用開關、專用線路)供電;也可採用裝
有選擇性漏電保護裝置的供電線路供電,但每天應有專人檢查1次,保證局部通風機可靠
運轉。
(六)嚴禁使用3台以上(含3台)的局部通風機同時向
1個掘進工作面供風。不得
使用1台局部通風機同時向2個作業的掘進工作面供風。
使用局部通風機供風的地點必須實行風電閉鎖,保證停風後切斷停風區內全部非本質
安全型電氣設備的電源。使用2台局部通風機供風的,2台局部通風機都必須同時實現風
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電閉鎖。
第一百二十九條 使用局部通風機通風的掘進工作面,不得停風;因檢修、停電等原
因停風時,必須撤出人員,切斷電源。
恢復通風前,必須檢查瓦斯。只有在局部通風機及其開關附近
10m以內風流中的瓦斯
濃度都不超過 0.5%時,方可人工開啟局部通風機。
第一百三十條 井下爆炸材料庫必須有獨立的通風系統,回風風流必須直接引入礦井
的總回風巷或主要回風巷中。新建礦井採用對角式通風系統時,投產初期可利用采區岩石
上山或用不燃性材料支護和不燃性背板背嚴的煤層上山作爆炸材料庫的回風巷。必須保證
爆炸材料庫每小時能有其總容積4倍的風量。
第一百三十一條 井下充電室必須有獨立的通風系統,回風風流應引入回風巷。
井下充電室,在同一時間內,5t及其以下的電機車充電電池的數量不超過 3組、5t
以上的電機車充電電池的數量不超過1組時,可不採用獨立的風流通風,但必須在新鮮風
流中。
井下充電室風流中以及局部積聚處的氫氣濃度,不得超過 0.5%。
第一百三十二條 井下機電設備硐室應設在進風風流中。如果硐室深度不超過 6m、入
口寬度不小於
1.5m而無瓦斯湧出,可採用擴散通風。
井下個別機電設備硐室,可設在回風流中,但此回風流中的瓦斯濃度不得超過 0.5%,
並必須安裝甲烷斷電儀。
采區變電所必須有獨立的通風系統。