Инструкция по предупреждению и ликвидации аварийных ситуаций на энергоблоке Комсомольской ТЭЦ 3 страница 14
Часто задаваемые вопросы
При измерении колебаний элементов конструкции различают 2 вида измерений:
Измерение абсолютной вибрации
Измеряются колебания поверхности объекта относительно абсолютной системы отсчета, т.е. относительно рядом «висящей» инертной массы. Для таких измерений лучше всего подходит пьезоэлектрический вибропреобразователь, который измеряет виброускорение поверхности, на которой закреплен датчик (м/с 2 ). Датчик называют акселерометр. Путем последовательного интегрирования из сигнала виброускорения получают сигнал виброскорости (мм/с) и виброперемещения (мкм).
Если требуется защитить агрегат от повышенной вибрации таким способом, чаще всего измеряют колебания крышек подшипников. Датчик может быть закреплен на любой поверхности и будет измерять виброускорение этой поверхности.
Этот способ измерения используется в Аппаратуре Топаз-138 (исполнение А) в составе: Топаз-117/х; Топаз-138 А/6-х.
Измерение относительных перемещений.
Измеряется зазор между чувствительным элементом вихретокового датчика и металлической деталью (например, валом). Датчик устанавливается на корпус агрегата или корпус подшипника с первоначальным зазором 1,3-2,0 мм. Зазор измеряется с большой частотой (до 10000 раз в секунду).
Переменная составляющая сигнала зазора (выделяемая фильтрами) называется относительным виброперемещением – измеряется в микрометрах. Постоянная составляющая зазора (выделяется фильтрами) может означать осевой сдвиг или всплытие вала на масляном клине при начале работы агрегата или просто «постоянную составляющую зазора между концом датчика и какой то электропроводной поверхностью».
Измеряемые перемещения называются относительными, так как зазор измеряется не относительно неподвижной системы отсчета (инертной массы), а относительно конструкции, на которой закреплен датчик и которая сама вибрирует так же как и вал, возможно немного меньше и с другими характеристиками.
Этот способ измерения используется в Аппаратуре Топаз-138 (исполнение О) в составе: Топаз-128; Топаз-138 О/6-х.
Особенностью этого способа является его «достоверность» т.е. наблюдается непосредственно вал, а именно он, чаще всего, является причиной вибрации и самой дорогостоящей частью агрегата. Но, с другой стороны, необходимо создать условия для наблюдения вала, т.е. близко к сенсору на исходном расстоянии 1,3-2,0 мм должен находиться только проводящий материал вала, Весь остальной («чужой») металл (корпус подшипника, элементы крепления датчика и т.п.) должны быть удалены больше, чем на 12 мм от края сенсора.
Таким способом можно непосредственно измерить характеристики траектории центра вала в подшипнике или контролировать правильность «всплытия» вала при пуске (т.е. на одну ли величину всплывает вал в каждом из подшипников, параллельно сам себе или с перекосом).
Примеры применения метода измерения относительных перемещений
Применение двух датчиков для каждого сечения подшипника нужно для измерения движения центра шейки подшипника при вращении, так называемой кинетической траектории движения вала — орбиты. Каждый датчик измеряет траекторию вибрации вала в направлении своей продольной оси. Сумма векторов этих вибраций S1(t) и S2(t) определяет траекторию вала в данной плоскости измерения. Единицей измерения виброперемещения является микрон.
На следующем рисунке показан измерительный диск с обозначением критических положений вала ротора:
1 — состояние покоя;
2 -нормальное рабочее положение;
3,4 — положения при срабатывании быстродействующего затвора.
Пример отображения траектории движения вала и соответствующих составляющих вибрации приведен ниже на рисунке.
Пример возможной конфигурации измерительных каналов для контроля энергетических агрегатов при помощи вихретоковых датчиков приведен ниже.
Для традиционной защиты агрегата достаточно аппаратной части в составе первичный преобразователь (т-117/х,т-128) и вторичный преобразователь (т-138 А/6-х,т-138 О/6-х). Обеспечивается сравнение с уставками, управление сигнализацией и защитой, программируются задержки, но если нужно сделать «разбор полетов» по нештатной ситуации или планировать ремонты и режим эксплуатации – то желательно иметь систему мониторинга, где в базе данных накапливается история работы агрегата.
2. Применение многокомпонентных датчиков с преобразователями Т-117/х
Измерение абсолютной вибрации производится в трех направлениях под 90 градусов друг к другу в пространстве: поперек вала вертикально и горизонтально и в осевом направлении. Чувствительный элемент пьезоакселерометра измеряет виброускорение в одном направлении (т.е. измеряет одну компоненту вибрации из трех возможных.
Есть два способа виброконтроля. 1 способ: взять три отдельных однокомпонентных акселерометра и разместить их на подшипниковой опоре так, чтобы оси чувствительности датчиков проходили через центр вала в поперечном направлении, а в осевом направлении ось чувствительности датчика должна быть как можно ближе к параллельной ей оси вала. Такой способ применяют всегда, если скорость вращения вала больше 3000 об/мин, т.к. в этом случае подшипниковая опора не всегда колеблется как одно целое.
Если же скорость вращения вала агрегата меньше 3000 об/мин , то существует второй способ: для большинства типов подшипниковых опор можно сказать, что они колеблются примерно как одно целое (не «волнообразно»). В этом случае появляется возможность упростить монтаж и обслуживание датчиков. Это достигается тем, что два или три чувствительных элемента помещаются в единый конструктив под углами 90 градусов. В этом случае говорят о двухкомпонентном или трехкомпонентном акселерометре. Такой датчик монтируется в одной точке конструкции опоры, из него выходят три кабеля в общем металлорукаве. С многокомпонентным датчиком применяется один первичный преобразователь: Т-117/2 или Т-117/3 для двухкомпонентного или трехкомпонентного датчика, соответственно.
3. Что будет показывать Т-138 О, если шейка вала имеет дефекты поверхности металла (можно ли это обнаружить)?
Показания приборов с вихретоковыми датчиками пропорциональны расстоянию между сенсором и «целью», только в случае электрически однородного материала «цели». При прохождении зоны с трещинами, посторонними включениями и просто с зонами термического влияния (рядом с сварочным швом не прошедшим термообработку) показания могут отличаться значительно. Так как дефектные места следуют мимо датчика с частотой вращения — на дисплее фиксируется повышенная вибрация.
Отделить сигнал от неоднородностей от сигнала, возникающего при вибрации вала (при включенном агрегате) — принципиально невозможно. Существует специальный метод дефектоскопии, при котором похожими приборами определяют дефекты металла в поверхностном слое — примерно до глубины 2 мм.
Если есть основания считать, что вал дефектный, то с помощью прибора Топаз-138 О это можно обнаружить. Техническая сторона этого способа выглядит следующим образом:
Если используется датчик, «наблюдающий» шейку вала (радиальный) — то на задней панели прибора Топаз-138 О нужно отсоединить разъем соответствующего канала и присоединить его разъему канала №6 (обычно свободному и отключенному на дисплее). Это канал измерения осевого сдвига и на нем измеряется непосредственно статический зазор между датчиком и валом. Для наглядности величину «ЦЕНТР» для этого канала желательно поставить равной нулю (см. руководство по эксплуатации) тогда на дисплее будет индицироваться не «центрированное» значение зазора, а абсолютное. После этого — наблюдать (записывать) показания канала №6 на дисплее при медленном (не быстрее, чем 1 оборот за 10-15 секунд) вращении вала. Лучше всего показания записывать в состоянии покоя вала (принимая меры, чтобы вал занимал одно и тоже положение в подшипнике) и только после того, как показания на дисплее окончательно установятся. Обобщив данные, полученные за 3-5 оборотов, можно судить о дефекте вала: неоднородность металла, изгиб вала (в зависимости от положения датчика относительно опорной шейки вала).
Если используется датчик осевого сдвига — то разъем переключать не нужно. Таким образом можно определить дефекты упорной поверхности (неоднородность металла, «восьмерка», кривизна упорной поверхности).
Для сравнения, такую работу можно сделать для остальных датчиков.
4. Рекомендации по монтажу индуктивных датчиков аппаратуры для контроля вибропараметров работающего оборудования «Топаз-138»(исполнение О):
1. Цель – обеспечить величину начального зазора между торцом датчика и поверхностью вала в пределах от 1300 до 2000 мкм.
1.1. Если имеется возможность непосредственного контроля зазора с помощью щупа:
1.2. Если возможность непосредственного контроля начального зазора с помощью щупа – отсутствует:
МОНТАЖ РАДИАЛЬНОГО ДАТЧИКА ЗАКОНЧЕН.
2. Если монтировался датчик контроля осевых перемещений, то НЕОБХОДИМО ВЫБРАТЬ ОДНУ ИЗ ДВУХ СТРАТЕГИЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ОСЕВОГО СДВИГА:
2.1. «Контроль величины осевого сдвига вала относительно начального («нулевого») положения неподвижного вала».
Соответственно, относительно этого «нуля» будет формироваться токовый сигнал осевого сдвига и пороговые значения «Предупреждение» и «Авария». В этом случае назначается величина «ЦЕНТР» равная (как указано в примере) – 1734 мкм. При этом в основном окне дисплея, в четвертой строке, вместо величины абсолютного зазора – 1734 мкм – появится величина «центрированного» зазора – 0 мкм. Относительно этого «нуля» будут формироваться токовый сигнал осевого сдвига, и назначаться пороговые уровни «Предупреждение» и «Авария».
После запуска и выхода компрессора на режим близкий к стационарному – положение вала изменится и на дисплее постоянно будет число (например минус 74 мкм) отличное от «нуля». Т.о. при задании пороговых уровней «Предупреждение» и «Авария» желательно учитывать возникшую «несимметрию» при формировании выходного токового сигнала.
2.2. «Контроль величины осевого сдвига вала относительно начального («нулевого») положения вращающегося вала, когда компрессор вышел на режим близкий к стационарному».
В этом случае необходимо изменить число «ЦЕНТР» таким образом, чтобы в четвертой строке вместо числа «минус» 74 мкм (как в примере) появилось число «ноль».
В этом случае формирование токового сигнала осевого сдвига, а значит и величин уставок, происходит с учетом начального («нулевого») положения вала, вращающегося в режиме, приближенном к стационарному.
Источник
Настройка реле осевого сдвига
Реле и электроконтактный манометр настраивают до пуска машины. Реле служит для защиты ротора компрессора от аварийного сдвига в осевом направлении и разрушения при этом упорных колодок опорно-упорного подшипника вследствие срыва на них планки масляного клина (рис. 55). При его срыве уменьшается зазор между соплом 4 реле и буртом упорного диска 6 ротора, возрастает давление масла в напорной линии (так называемого силевого масла), которое регистрируется электроконтактным манометром 1, подключенным к электрической схеме остановки электродвигателя компрессора. Для настройки снимают крышку опорно-упорного подшипника, ротор при помощи приспособления 8 сдвигают до упора в направлении всасывающего патрубка так, чтобы упорный диск 6 до предела был прижат к колодкам вкладыша 3, и проверяют прекращение сдвига по индикатору 7.
Между упорным диском 6 и соплом 4 реле должен быть зазор 0,4±0,05 мм, который регулируют прокладкой 5 и проверяют щупом. Этим имитируется явление осевого сдвига при неработающей машине. Щуп вводят в зазор между отверстием сопла и диском при включенном пусковом насосе и вскрытой крышке опорно-упорного подшипника. Подъем давления масла в силовой линии дает импульс на электроконтактный манометр.
55. Схема настройки гидравлического реле осевого сдвига:
1 — электроконтактный манометр; 2 — дроссельная шайба; 3 — вкладыш подшипника; 4 — сопло; 5 — прокладка; 6 — упорный диск ротора; 7 — индикатор; 8 — нажимное винтовое приспособление
После установки на место крышки и пуска маслонасоса давление в линии силового масла регулируют редукционным клапаном на 0,5 МПа. Масло должно быть подогрето до 35—40°С. Подвижной контакт манометра 1 ставят на указанные в инструкции давление срабатывания, которое отмечают на шкале красной чертой. По окончании настройки снимают приспособление 8. При работе показания манометра отмечают в вахтенном журнале. Изменение давления масла на напорной линии (дроссельная шайба — сопло) указывает на неисправность колодок, неотрегулированность редукционного клапана или пропуски в подшипнике.
Источник
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Датчики осевого сдвига обычно монтируются на специальном разъемном кольце в комплекте с датчиками эксцентрицитета. Однако в отдельных случаях возможно их индивидуальное размещение внутри крышки упорного подшипника. [2]
При перемещении датчика осевого сдвига с помощью лимба в сторону регулятора на 1 мм должен загореться предупредительный сигнал; при возрастании сдвига до 1 3 мм должен загореться сигнал, при котором происходит аварийный останов турбины. Аналогичные сигналы должны быть при сдвиге датчика в сторону генератора на 0 5 и 0 8 мм. [4]
Затем проводят контроль работы всех систем и узлов компрессора, уделив особое внимание показаниям датчиков осевого сдвига ротора и температуры подшипников. Убедившись в надежности работы всех систем и узлов компрессора, последний переводят на рабочий режим. [5]
Для предотвращения аварии при недопустимом осевом сдвиге ротора турбины, вызванном ненормальной работой опорно-упорного подшипника, применяется специальный прибор — указатель положения ротора, являющийся одновременно датчиком реле осевого сдвига , воздействующего на клапан автоматического затвора турбины. [7]
Смазочная система 11 мультипликатора и электродвигателя ( см. рис. 32) служит для охлаждения ( нагрева), очистки и подачи под давлением масла к местам смазывания мультипликатора и электродвигателя, зубчатым муфтам и датчику осевого сдвига , а также для хранения необходимого количества масла. [8]
Смазочная система 11 мультипликатора и электродвигателя ( см. рис. 31) предназначена для охлаждения ( нагрева), очистки и подачи под давлением масла к местам смазывания мультипликатора и электродвигателя, зубчатым муфтам и датчику осевого сдвига , а также для хранения необходимого количества масла. Система открытая, принудительная, циркуляционная; состоит из рабочего 5 и пускового маслонасосов, маслоохладителя 7, фильтра 3, маслобака 14, обратного и перепускного клапанов, трубопроводов. [9]
Смазочная система 11 мультипликатора и электродвигателя ( см. рис. 50) служит для охлаждения ( нагрева), очистки и подачи под давлением масла к местам смазывания мультипликатора 12 и электродвигателя 13, зубчатым муфтам и датчику осевого сдвига , а также для хранения необходимого количества масла. [10]
ЛМЗ: го, — w, — обмот-v ки датчика; РЯ — реле промежуточное; В, Ss — мост выпрямительный; Я, — В4 — резисторы регулировочные; РОС-1, РОС-2 — реле осевого сдвига; УП — указатель положения; ИЗ — переключатель защиты; б — датчик конструкции ХТГЗ: tc, — юа — обмотки датчика; Д, Д, — диоды; В, — Л, — резисторы; РОС-1, РОС-2 — реле осевого сдвига; УП — указатель положения; ПЗ — переключатель защиты; в — датчик конструкции УТЗ: ДОС — датчик осевого сдвига ; iCi — I, — обмотки датчика; 9ИВ или ВМД — вторичные электронные приборы. [12]
Масло всасывается из маслобака шестеренным маслонасосом, прокачивается последовательно через перепускной клапан, масляный фильтр, маслоохладитель и поступает в нагнетательный коллектор. От нагнетательного коллектора масло поступает на смазывание подшипников мультипликатора, к зубчатым муфтам и датчику осевого сдвига . Отработанное масло самотеком сливается обратно в маслобак. [13]
Масло всасывается из маслобака шестеренным маслонасосом, прокачивается последовательно через перепускной клапан, масляный фильтр, маслоохладитель и поступает в нагнетательный коллектор. От нагнетательного коллектора масло поступает на смазку подшипников мультипликатора, к зубчатым муфтам и датчику осевого сдвига . Отработанное масло самотеком сливается обратно в маслобак. [14]
Пускают турбомасляный насос и проверяют действие и включение паромасляного регулятора и электромасляного насоса. Поворотом маховика пускового устройства и приспособления для изменения числа оборотов регулятора скорости открывают клапаны. Клапаны должны закрываться от ручного воздействия на кнопку масляного выключателя и на рычаг выключателя реле осевого сдвига, а также и от перемещения датчика реле осевого сдвига относительно ротора турбины. [15]
Источник
Инструкция по предупреждению и ликвидации аварийных ситуаций на энергоблоке Комсомольской ТЭЦ-3, страница 14
— проверить температуру колодок упорного подшипника, осевой сдвиг и относительное положение роторов, искривление ротора.
29. ОСЕВОЙ СДВИГ РОТОРА ТУРБИНЫ
А) ПРИЗНАКАМИ этой а.с. являются:
— повышение температуры масла на сливе с колодок и баббита колодок упорного подшипника;
— задевания в проточной части, уплотнениях турбины;
Б) ПРИЧИНАМИ этой а.с. могут быть:
— попадание воды в турбину (см. Ш. 27);
— занос солями проточной части турбины;
— плохое качество баббитовой заливки колодок упорного подшипника турбины;
— резкий наброс нагрузки на турбину или работа с перегрузкой.
В) ДЕЙСТВИЯ ПЕРСОНАЛА
При обнаружении постепенного увеличения осевого сдвига ротора турбины:
— усилить наблюдения за осевым положением роторов и за температурой масла на сливе с колодок и температурой баббита колодок упорного подшипника турбины;
— осмотреть и периодически прослушивать турбину, особенно в части концевых уплотнений;
— следить за расходом свежего пара и его параметрами, за давлением пара в камере регулирующей ступени и за давлением до и после промперегрева, не допуская паровой перегрузки турбины.
— убедиться в исправности приборов осевого сдвига ротора;
— прослушать турбину и убедиться в отсутствии посторонних звуков и вибрации;
— сообщить главному инженеру.
— тщательно контролировать температуру масла на сливе с колодок и температуру баббита колодок упорного подшипника турбины.
При величине осевого сдвига ротора 0,7 мм в сторону генератора или 1,5 мм в сторону переднего подшипника разгрузить турбину до уменьшения осевого сдвига.
Если же увеличение осевого сдвига сопровождается появлением ненормальных шумов в турбине, вибрацией, ростом температуры масла на сливе с колодок или температур баббита колодок упорного подшипника, отключить турбину и блок.
При увеличении осевого сдвига ротора до 1,2 мм в сторону генератора или 1,7 мм в сторону переднего подшипника турбина и блок отключаются защитой со срывом вакуума. Проверить срабатывание защиты и выполнение операций по останову блока по п.3. Если защита не сработала, оперативному персоналу выполнить эти операции немедленно.
Прослушать турбину при выбеге ротора и зафиксировать время выбега. Проверить температуру колодок упорного подшипника, осевой сдвиг и относительное положение роторов, искривление ротора, при включении ВПУ проверить его токовую нагрузку.
Пуск разрешается только после вскрытия и осмотра упорного подшипника.
30. СНИЖЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ МАСЛА В СИСТЕМЕ СМАЗКИ ТУРБИНЫ
А) ПРИЗНАКАМИ этой а.с. могут быть:
— показания щитовых приборов;
— уменьшение слива с подшипников;
— повышение температуры масла на сливе с подшипников;
— включение маслонасосов от АВР.
Б) ПРИЧИНАМИ этой а.с. могут быть:
— аварийное понижение уровня в маслобаке турбины;
— наличие пропуска обратного клапана маслонасоса, стоящего в резерве;
— неисправность инжекторов маслосистемы турбины;
— неисправность главного масляного насоса;
— разрыв напорного маслопровода.
В) ДЕЙСТВИЯ ПЕРСОНАЛА:
При снижении давления масла в системе смазки турбины до 0,8 кгс/см 2 :
— проверить отсутствие утечек масла из маслосистемы;
— проверить положение задвижек по маслу на включенных в работу маслоохладителях;
— проверить плотность обратных клапанов маслонасосов, стоящих в резерве;
— убедиться в исправности инжекторов маслосистемы;
— убедиться в отсутствии шума и треска в главном масляном насосе.
При снижении и давления масла в системе смазки турбины до 0,3 кгс/см 2 защита включает аварийный маслонасос смазки с электродвигателем постоянного тока. Если защита не сработала, персоналу немедленно выполнить эту операцию вручную.
Если восстановить давление масла в системе смазки турбины до величины более 0,3 кгс/см 2 не удается, то через три секунды защита отключает турбину и блок со срывом вакуума. Если защита не сработала, то отключить блок аварийно. Проверить выполнение операций по п.3.
Источник