崔立達(dá)
(哈爾濱電氣股份有限公司,黑龍江 哈爾濱 150028)
調(diào)節(jié)與控制單元預(yù)警由兩個(gè)條件激活調(diào)節(jié)器停止運(yùn)行;頻率低于約58.5 Hz。在某些條件下,當(dāng)系統(tǒng)維護(hù)或重新建立可以保持大約5%的低輔助負(fù)載,系統(tǒng)頻率小于58.5 Hz。在這種情況下蒸汽流量略大于正常流量,經(jīng)驗(yàn)表明葉片共振不是限制因素,而是因?yàn)檎羝ふ窳π?,葉片激勵(lì)從無(wú)負(fù)載增加到5%輔助負(fù)載水平。增長(zhǎng)微不足道,在這種條件下運(yùn)行對(duì)刀片疲勞程度沒(méi)有什么影響。但是在滿(mǎn)功率運(yùn)行一段時(shí)間后,輔助負(fù)載運(yùn)行輸出引入了另一個(gè)不相關(guān)的考慮因素導(dǎo)致頻率偏低,即渦輪一級(jí)溫度降低,導(dǎo)致的瞬態(tài)渦輪轉(zhuǎn)子中的熱應(yīng)力負(fù)載下降。第一階段溫度瞬間下降約250F,隨后在大約15 min內(nèi)進(jìn)一步降低2000 ℉,過(guò)熱器出口溫度調(diào)整至新設(shè)定燃燒速率。穩(wěn)態(tài)溫度在10~15 min內(nèi)下降最大,刀片槽應(yīng)力減弱,在大約一小時(shí)內(nèi)將轉(zhuǎn)子緩慢冷卻至零,達(dá)到新的平衡狀態(tài)。后續(xù)重新加載低負(fù)荷下的延長(zhǎng)時(shí) 間,應(yīng)保持適中避免在相反的方向施加較大的熱應(yīng)力。對(duì)于典型的3600 r/min轉(zhuǎn)子峰值熱應(yīng)力預(yù)期在100-400個(gè)循環(huán)后會(huì)在轉(zhuǎn)子中引發(fā)裂紋。因此,如此大的單個(gè)完整周期約占總疲勞強(qiáng)度的1/4。由于材料強(qiáng)度的關(guān)系,轉(zhuǎn)子直徑受到嚴(yán)格的限制,一般不能超過(guò)1.2米。而轉(zhuǎn)子本體的長(zhǎng)度又受到臨界速度的限制,當(dāng)本體長(zhǎng)度達(dá)到直徑的6倍以上,轉(zhuǎn)子的第二臨界速度將接近于電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度,運(yùn)行中可能發(fā)生較大的振動(dòng)。
機(jī)組從滿(mǎn)負(fù)荷跳到輔助負(fù)荷會(huì)造成轉(zhuǎn)子疲勞能力的損失,影響相對(duì)較小,但在緊急情況下,這種操作是必不可少的。如果系統(tǒng)頻率仍然在所有的減載動(dòng)作后下降很有可能造成系統(tǒng)崩潰。如果某些關(guān)鍵單元跳閘脫離輔助負(fù)載,它們將可用于電源啟動(dòng)力量。由于在這種跳閘之前會(huì)出現(xiàn)一段頻率不足的情?況因此在最后的減載步驟設(shè)置的低頻繼電器可以用于啟動(dòng)跳閘,允許手動(dòng)跳到輔助負(fù)載。這樣的設(shè)計(jì)方案必要時(shí)可以承受這種熱應(yīng)力,且可以避免不必要的暴露。發(fā)電機(jī)過(guò)激持續(xù)干擾系統(tǒng),期間施加的高電流和相關(guān)的無(wú)功損耗對(duì)系統(tǒng)發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率需求很大。端子電壓的小幅降低將產(chǎn)生強(qiáng)大的補(bǔ)償作用,同時(shí)激勵(lì)器輸出將增加。如果激勵(lì)上限,電壓系統(tǒng)持續(xù)受到干擾則將達(dá)到最大的場(chǎng)強(qiáng)。這種情況可能會(huì)伴隨在低頻條件下。即使頻率是正常的在異常負(fù)載下系統(tǒng)無(wú)功損耗更高,流動(dòng)條件也可能會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)受力。由于大多數(shù)勵(lì)磁系統(tǒng)提供最高電壓為至少125%的滿(mǎn)載最長(zhǎng)強(qiáng)制時(shí)間為一分鐘。每個(gè)發(fā)電機(jī)的具體值應(yīng)根據(jù)峰值電壓和曲線(xiàn)確定,響應(yīng)速度高于正常速度的系統(tǒng)具有較高的峰值電壓并且減少了在峰值上的允許時(shí)間。
發(fā)電機(jī)(變壓器)會(huì)由于電壓升高或者頻率降低而出現(xiàn)過(guò)激磁,如與系統(tǒng)并列運(yùn)行的變壓器,由于分接頭連接不正確,使變壓器的電壓過(guò)高引起過(guò)激磁。對(duì)于升壓變壓器的過(guò)激磁,大多數(shù)在未與系統(tǒng)并列的情況下發(fā)生,主要原因有:發(fā)變組在與系統(tǒng)并列之前,由于操作上的過(guò)失,誤加了較大的勵(lì)磁電流;發(fā)電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中,轉(zhuǎn)子在低速下預(yù)熱時(shí),由于操作上的過(guò)失,誤將發(fā)電機(jī)電壓上升到額定值,使變壓器由于頻率低而產(chǎn)生過(guò)激磁。提供某些基本激勵(lì)是系統(tǒng)保護(hù)行業(yè)慣例以防止調(diào)節(jié)器內(nèi)部或電壓互感器發(fā)生故障。這些包括電壓和互感器的兩組平衡比較,如果電壓互熔斷器出現(xiàn)警報(bào),可能使調(diào)節(jié)器跳閘。監(jiān)控內(nèi)部穩(wěn)壓器偏置,調(diào)壓器跳閘以防止失控操作限制。
強(qiáng)制保護(hù)功能是通過(guò)檢測(cè)磁場(chǎng),強(qiáng)迫主發(fā)電機(jī)或勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流輸出,有時(shí)間延遲條件下,由特性曲線(xiàn)確定勵(lì)磁系統(tǒng)自動(dòng)回切到安全值。無(wú)時(shí)間延遲的情況下,操作員警報(bào)指示字段強(qiáng)制條件立即存在。從調(diào)節(jié)器的簡(jiǎn)單行程到基本激勵(lì)的復(fù)位調(diào)節(jié)器從普通電壓調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)換到勵(lì)磁電流限制模式可以減少消耗。
正常發(fā)電機(jī)運(yùn)行,通過(guò)渦輪轉(zhuǎn)子上的主油泵提供潤(rùn)滑油。對(duì)于啟動(dòng)和關(guān)閉交流和直流或蒸汽驅(qū)動(dòng)油泵提供系統(tǒng)潤(rùn)滑。交流軸承油泵的特性足夠確保在啟正常發(fā)電機(jī)運(yùn)行,通過(guò)渦輪轉(zhuǎn)子上的主油泵提供潤(rùn)滑油。對(duì)于啟動(dòng)和關(guān)閉交流和直流或蒸汽驅(qū)動(dòng)油泵提供系統(tǒng)潤(rùn)滑。交流軸承油泵的特性足夠確保在啟動(dòng)和關(guān)閉期間進(jìn)行適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑。但是泵的性能將受到以下因素的影響感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 的特性如果交流電源頻率)有所不同。頻率降低5% 將導(dǎo)致軸承供應(yīng)壓力降低大約10%。這考慮到正常壓力保持壓力在68947.6/Pa。
緊急直流電的主要目的是:當(dāng)沒(méi)有其他潤(rùn)滑源時(shí),軸承油泵提供潤(rùn)滑,在某些地方提供了蒸汽驅(qū)動(dòng)的輔助油泵。通常它們的容量大約與交流軸承油泵相同。這些泵取決于蒸汽源是否充足。如果這個(gè)來(lái)源有限并且蒸汽壓力降低將影響泵值。如果發(fā)生這種情況,建議蒸汽在每個(gè)單元上測(cè)試泵潤(rùn)滑系統(tǒng),以確定維持足夠所需的最低蒸汽壓力和軸承供應(yīng)壓力。對(duì)于緊急情況下得跳閘和華星,水發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁系機(jī)和密封油冷卻器的電源核能跳閘時(shí)關(guān)閉。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試表明,潤(rùn)滑后的供水油冷卻器也可能在脫機(jī)和安全溫度下關(guān)閉,在滑行期間將保持不變。穿過(guò)泵體末端的熱傳導(dǎo)率軸頸的渦輪轉(zhuǎn)子很低。密封油控制裝飾應(yīng)布置在發(fā)電機(jī)零米層,真空油箱布置在6.3 m層,密封油擴(kuò)大槽應(yīng)盡量靠近發(fā)電機(jī)底部安裝,它應(yīng)比空氣抽出槽的標(biāo)高至少高出380 mm,而空氣抽出槽的安裝標(biāo)高應(yīng)該高于潤(rùn)滑油回油管至少30 mm。只要發(fā)電機(jī)軸系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)或機(jī)內(nèi)有需要密封的氣體,密封油系統(tǒng)均需要密封瓦供油。
如果使用潤(rùn)滑油關(guān)閉后,軸頸溫度將以一定速率升高渦輪內(nèi)部溫度,氣溫高于375 ℉可能會(huì)損壞軸承巴氏合金。如果裝置很熱(平均內(nèi)部溫度為800~850 ℉),油可能會(huì)在溫度升高過(guò)多之前關(guān)閉2~3 h,如果允許渦輪冷卻至4000 ℉,機(jī)油供應(yīng)可能回2關(guān)閉約10 h。