螺桿膨脹異步發電機組調試與運行技術

閆瑞超

摘 ?要：螺桿膨脹機是一種低品位熱能動力機，它能夠回收低品位熱能并直接轉換成電能，可以大幅度降低廠用電量，是一種在當前能源利用領域重大突破性的新型動力機。文章詳細介紹了螺桿膨脹異步發電機組的調試方法及調試過程中易出現的問題，以供其他同類型機組借鑒。

關鍵詞：螺桿膨脹機;異步發電機組;調試技術

中圖分類號：TK11+5 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）32-0154-02

Abstract： Screw expander is a kind of low-grade thermal power machine， which can recover low-grade thermal energy and convert it directly into electric energy， which can greatly reduce power consumption. It is a new type of power engine with great breakthrough in the field of energy utilization. In this paper， the debugging method of screw expansion asynchronous generator set and the problems easy to occur in the process of debugging are introduced in detail， which can be used as a reference for other units of the same type.

Keywords： screw expander; asynchronous generator set; debugging technology

1 螺桿膨脹機組運行基本原理

螺桿膨脹動力機的基本結構是由一對螺旋轉子和殼體組成，其工作原理：蒸汽經過進汽口A進入陰陽螺桿前端面齒槽，開始推動陰陽螺桿轉子向相反的方向旋轉，隨著轉子的轉動，熱流體沿前端面齒槽開始向后端面擴容（B、C、D），熱流體的容積增加、壓力降低，實現膨脹做功，做完功的蒸汽通過螺桿膨脹機的排汽口E排出進入熱網加熱器加熱熱網循環水，螺桿膨脹機的主軸陽轉子帶動異步發電機轉動輸出電能并入廠用6kV系統（參見附圖1）。

2 調試方法

2.1 調試前應具備的條件

（1）機組試運范圍內清理干凈，腳手架已拆除，場地平整，道路暢通，現場照明充足，事故照明能正常投運。（2）試運現場的溝道及孔洞的蓋板齊全，臨時孔洞裝好護欄或蓋板，危險區設有圍欄和警告標志。（3）消防系統處于可靠備用狀態。（4）排水系統及設施正常。（5）廠房封閉完成，機組的試運行區域劃分明確，并作出標記。在冬季寒冷氣候下進行試運，應做好廠房、設備防凍措施。（6）調試現場電話等通訊設備齊全，可以方便使用。（7）所有需要調試的設備、系統均按圖紙施工完畢，并經各方驗收完成。設備和閥門掛牌結束，管道保溫工作完成。與試運有關的系統管道經水壓試驗合格。（8）各系統分部試運完畢，螺桿膨脹機進汽管道已吹掃合格。（9）所涉及的熱控表計經校驗合格，安裝齊全（包括就地表計）。（10）熱網循環水系統已正常投運。（11）螺桿膨脹機潤滑油系統油循環結束，并應有油質合格報告。油箱油位正常。（12）主、輔機的聯鎖保護、程控試驗合格。（13）螺桿膨脹機主汽閥、調節閥閥位整定試驗完成。（14）螺桿膨脹機聯鎖保護試驗完成。（15）與本次螺桿膨脹機組整套啟動有關的電氣一次設備，二次設備均已安裝、試驗完成，經驗收完畢，具有相應的安裝、試驗、驗收報告。（16）與本次螺桿膨脹機組整套啟動有關的電氣分系統調試均已試驗完畢，確認已具備整套試運條件。（17）與本次螺桿膨脹機組整套啟動有關的熱工DCS系統調試完畢，各種控制、測量功能正常，顯示準確。（18）螺桿膨脹機組PLC調試完畢，具備投入條件。（19）所有涉及的設備、系統的分部試運簽證工作全部結束。

2.2 啟動步驟

（1）啟動螺桿膨脹機組潤滑油泵，對潤滑油系統進行檢查。檢查潤滑油壓，軸承油流量，油路嚴密性和油箱油位，潤滑油溫不低于30℃;投入機封冷卻水系統，確認機封冷卻水壓力0.15-0.3MPa范圍內，機封冷卻水溫度正常。（2）投入熱網循環水系統，注水前和注水過程中，系統內各空氣門（包括熱網加熱器水側空氣門）應在全開位置，微開熱網加熱器出口電動門，向熱網加熱器注水，排氣手動門連續出水后關閉。（3）全開加熱器水側出入口電動門，水側投入運行。（4）打開熱網加熱器汽側注水手動門，對熱網加熱器汽側進行注水至正常液位600mm。（5）投入熱網加熱器抽真空系統，維持背壓65kPa（a）。（6）手動盤車至少3 圈檢查轉動應無摩擦、卡澀現象，嚴禁在盤不動車的情況下強行開機。（7）投入螺桿機潤滑油冷卻水系統，調節潤滑油溫度在30℃～40℃范圍內。（8）投入機械密封冷卻水系

統，控制溫度在20℃～50℃范圍內。（9）檢查確認螺桿機進汽管道各疏水門開啟，打開螺桿機進汽快關閥暖管。（10）螺桿發電機組進汽母管壓力達到0.10MPa，進汽母管溫度240℃。（11）啟動螺桿膨脹機組，緩慢升速。同時注意監視熱網加熱器液位及真空情況。通過操作面板上的“（開進汽調節閥）和（關進汽調節閥）”按鈕，控制調節閥緩慢調節開度（5%-8%），使適量蒸汽進入螺桿膨脹機，沖動轉子并穩定螺桿膨脹機轉速在400r/min，這時檢查機封冷卻水回水溫度不超過65℃;打開機封引流孔管的閥門看是否有水滲出，泄漏量在10ml/h以內為正常;用聽棒檢查軸承和陰、陽轉子是否有異常的聲音;主機殼體檢查振動小于80μm;檢查潤滑油各回油點的油溫不超過70℃為正常。（12）逐步增加調節閥開度，再進行螺桿膨脹機全面檢查，一切正常后繼續開大調節閥開度，使螺桿膨脹機轉速達到額定轉速。（13）轉速升至2800r/min暖機完成后，通過控制進汽微調旁路閥開度將轉速升至2950-3000r/min并網轉速范圍內。（14）并網條件滿足的情況下，手動合上并網開關。此時螺桿膨脹異步發電機組轉速迅速升至3000r/min，迅速調節調門開度，使發電機帶200kW負荷。異步發電機并網成功，關閉進汽微調旁路閥。（15）打開熱網疏水沖洗外排手動

門，對熱網疏水系統進行熱態沖洗。（16）機組升負荷至

50%額定負荷暖機1小時。這時檢查機組振動、潤滑油壓、油溫、軸承溫度、真空、熱網加熱器水位、進汽溫度、進汽壓力、機封冷卻水壓力、機封冷卻水溫度、排汽溫度、排汽壓力是否正常。（17）檢查一切正常后升負荷至額定負荷。對機組進行全面的檢查。定期對熱網疏水進行取樣化驗，水質合格后，熱網疏水通過熱網疏水母管回收至2號機組除氧器。（18）注意調節機組負荷及排汽溫度，以滿足供熱的需求。

2.3 正常停機

正常停機時，逐步關小進汽調節閥，功率接近50kW 時，操作分閘按鈕，調節閥自動減少轉速，閥位接近0時，快速關斷閥動作（慢關），設備停機。停機后保持潤滑油和冷卻水系統運行，需螺桿膨脹機本體溫度低于60℃以下才能停止潤滑油泵和機封冷卻水泵。

3 事故處理措施

3.1 防止機組超速措施

（1）試運前超速保護應先投入運行，超速保護不能正常動作時，禁止機組啟動。（2）在額定蒸汽參數下，調節系統應能維持螺桿膨脹機在額定轉速下穩定運行。（3）運行中的機組，在無任何有效監視手段的情況下，應立即停止運行。（4）潤滑油的油質應符合設備制造廠的要求。油質不合格，嚴禁機組啟動。（5）運行人員，必須熟知控制系統的控制邏輯、功能及運行操作，確保系統實用、安全、可靠。

3.2 防止潤滑油系統斷油措施

（1）螺桿膨脹機的交流潤滑油泵，應定期進行切換試驗，以保證潤滑油系統工作正常。機組啟動前必須做油泵低油壓聯鎖試驗，低油壓試驗正常后方可啟動。（2）進行冷油器、濾油器切換操作時，應對要切換的冷油器、濾油器進行注油，注油過程中嚴密監視潤滑油油壓的變化，嚴防切換操作過程中斷油，注油完成后，再切換。（3）機組啟動、停運過程中要嚴密監視各軸承回油溫度。當任一軸承回油溫度超過85℃，應停機檢查。（4）在運行中發生了可能引起軸承損壞（如水沖擊、瞬時斷油）的異常情況下，應在確認軸承未損壞之后，方可重新啟動。（5）油系統相關測點及信號報警裝置，按規程規定必須定期進行校驗。（6）油系統油質要定期進行化驗，在油質及清潔度超標的情況下，嚴禁機組啟動。安裝和檢修時要徹底清理油系統雜物，并經各方驗收合格，防止遺留雜物堵塞潤滑油系統管道。（7）禁止機組的振動超標的情況下運行。

3.3 防止螺桿膨脹機嚴重磨損

（1）啟動運行中，注意監視軸承振動和軸承回油溫度變化趨勢，并與類似穩定啟動過程相比較，變化較大時，應查明原因。（2）螺桿膨脹機殼體或發電機內有明顯的金屬磨擦聲或異常噪音，應立即打閘停機。（3）手動盤車，轉子卡澀盤不動時，嚴禁強行盤車。（4）機組發生劇烈振動，軸承瓦振超過120μm時而保護未動時，立即打閘停機。（5）嚴格按照制造廠運行維護說明書等說明，控制機組各項參數在要求范圍內。

4 結束語

本文詳細的介紹了螺桿膨脹異步發電機組的調試步驟、安全注意事項及控制措施， 從而保證調試工作能安全、快捷的完成，為以后其它同類型機組奠定了一定的技術基礎。

參考文獻：

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