螺杆膨胀异步发电机组调试与运行技术

闫瑞超

摘  要：螺杆膨胀机是一种低品位热能动力机，它能够回收低品位热能并直接转换成电能，可以大幅度降低厂用电量，是一种在当前能源利用领域重大突破性的新型动力机。文章详细介绍了螺杆膨胀异步发电机组的调试方法及调试过程中易出现的问题，以供其他同类型机组借鉴。

关键词：螺杆膨胀机;异步发电机组;调试技术

中图分类号：TK11+5 文献标志码：A         文章编号：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 螺杆膨胀机组运行基本原理

螺杆膨胀动力机的基本结构是由一对螺旋转子和壳体组成，其工作原理：蒸汽经过进汽口A进入阴阳螺杆前端面齿槽，开始推动阴阳螺杆转子向相反的方向旋转，随着转子的转动，热流体沿前端面齿槽开始向后端面扩容（B、C、D），热流体的容积增加、压力降低，实现膨胀做功，做完功的蒸汽通过螺杆膨胀机的排汽口E排出进入热网加熱器加热热网循环水，螺杆膨胀机的主轴阳转子带动异步发电机转动输出电能并入厂用6kV系统（参见附图1）。

2 调试方法

2.1 调试前应具备的条件

（1）机组试运范围内清理干净，脚手架已拆除，场地平整，道路畅通，现场照明充足，事故照明能正常投运。（2）试运现场的沟道及孔洞的盖板齐全，临时孔洞装好护栏或盖板，危险区设有围栏和警告标志。（3）消防系统处于可靠备用状态。（4）排水系统及设施正常。（5）厂房封闭完成，机组的试运行区域划分明确，并作出标记。在冬季寒冷气候下进行试运，应做好厂房、设备防冻措施。（6）调试现场电话等通讯设备齐全，可以方便使用。（7）所有需要调试的设备、系统均按图纸施工完毕，并经各方验收完成。设备和阀门挂牌结束，管道保温工作完成。与试运有关的系统管道经水压试验合格。（8）各系统分部试运完毕，螺杆膨胀机进汽管道已吹扫合格。（9）所涉及的热控表计经校验合格，安装齐全（包括就地表计）。（10）热网循环水系统已正常投运。（11）螺杆膨胀机润滑油系统油循环结束，并应有油质合格报告。油箱油位正常。（12）主、辅机的联锁保护、程控试验合格。（13）螺杆膨胀机主汽阀、调节阀阀位整定试验完成。（14）螺杆膨胀机联锁保护试验完成。（15）与本次螺杆膨胀机组整套启动有关的电气一次设备，二次设备均已安装、试验完成，经验收完毕，具有相应的安装、试验、验收报告。（16）与本次螺杆膨胀机组整套启动有关的电气分系统调试均已试验完毕，确认已具备整套试运条件。（17）与本次螺杆膨胀机组整套启动有关的热工DCS系统调试完毕，各种控制、测量功能正常，显示准确。（18）螺杆膨胀机组PLC调试完毕，具备投入条件。（19）所有涉及的设备、系统的分部试运签证工作全部结束。

2.2 启动步骤

（1）启动螺杆膨胀机组润滑油泵，对润滑油系统进行检查。检查润滑油压，轴承油流量，油路严密性和油箱油位，润滑油温不低于30℃;投入机封冷却水系统，确认机封冷却水压力0.15-0.3MPa范围内，机封冷却水温度正常。（2）投入热网循环水系统，注水前和注水过程中，系统内各空气门（包括热网加热器水侧空气门）应在全开位置，微开热网加热器出口电动门，向热网加热器注水，排气手动门连续出水后关闭。（3）全开加热器水侧出入口电动门，水侧投入运行。（4）打开热网加热器汽侧注水手动门，对热网加热器汽侧进行注水至正常液位600mm。（5）投入热网加热器抽真空系统，维持背压65kPa（a）。（6）手动盘车至少3 圈检查转动应无摩擦、卡涩现象，严禁在盘不动车的情况下强行开机。（7）投入螺杆机润滑油冷却水系统，调节润滑油温度在30℃～40℃范围内。（8）投入机械密封冷却水系

统，控制温度在20℃～50℃范围内。（9）检查确认螺杆机进汽管道各疏水门开启，打开螺杆机进汽快关阀暖管。（10）螺杆发电机组进汽母管压力达到0.10MPa，进汽母管温度240℃。（11）启动螺杆膨胀机组，缓慢升速。同时注意监视热网加热器液位及真空情况。通过操作面板上的“（开进汽调节阀）和（关进汽调节阀）”按钮，控制调节阀缓慢调节开度（5%-8%），使适量蒸汽进入螺杆膨胀机，冲动转子并稳定螺杆膨胀机转速在400r/min，这时检查机封冷却水回水温度不超过65℃;打开机封引流孔管的阀门看是否有水渗出，泄漏量在10ml/h以内为正常;用听棒检查轴承和阴、阳转子是否有异常的声音;主机壳体检查振动小于80μm;检查润滑油各回油点的油温不超过70℃为正常。（12）逐步增加调节阀开度，再进行螺杆膨胀机全面检查，一切正常后继续开大调节阀开度，使螺杆膨胀机转速达到额定转速。（13）转速升至2800r/min暖机完成后，通过控制进汽微调旁路阀开度将转速升至2950-3000r/min并网转速范围内。（14）并网条件满足的情况下，手动合上并网开关。此时螺杆膨胀异步发电机组转速迅速升至3000r/min，迅速调节调门开度，使发电机带200kW负荷。异步发电机并网成功，关闭进汽微调旁路阀。（15）打开热网疏水冲洗外排手动

门，对热网疏水系统进行热态冲洗。（16）机组升负荷至

50%额定负荷暖机1小时。这时检查机组振动、润滑油压、油温、轴承温度、真空、热网加热器水位、进汽温度、进汽压力、机封冷却水压力、机封冷却水温度、排汽温度、排汽压力是否正常。（17）检查一切正常后升负荷至额定负荷。对机组进行全面的检查。定期对热网疏水进行取样化验，水质合格后，热网疏水通过热网疏水母管回收至2号机组除氧器。（18）注意调节机组负荷及排汽温度，以满足供热的需求。

2.3 正常停机

正常停机时，逐步关小进汽调节阀，功率接近50kW 时，操作分闸按钮，调节阀自动减少转速，阀位接近0时，快速关断阀动作（慢关），设备停机。停机后保持润滑油和冷却水系统运行，需螺杆膨胀机本体温度低于60℃以下才能停止润滑油泵和机封冷却水泵。

3 事故处理措施

3.1 防止机组超速措施

（1）试运前超速保护应先投入运行，超速保护不能正常动作时，禁止机组启动。（2）在额定蒸汽参数下，调节系统应能维持螺杆膨胀机在额定转速下稳定运行。（3）运行中的机组，在无任何有效监视手段的情况下，应立即停止运行。（4）润滑油的油质应符合设备制造厂的要求。油质不合格，严禁机组启动。（5）运行人员，必须熟知控制系统的控制逻辑、功能及運行操作，确保系统实用、安全、可靠。

3.2 防止润滑油系统断油措施

（1）螺杆膨胀机的交流润滑油泵，应定期进行切换试验，以保证润滑油系统工作正常。机组启动前必须做油泵低油压联锁试验，低油压试验正常后方可启动。（2）进行冷油器、滤油器切换操作时，应对要切换的冷油器、滤油器进行注油，注油过程中严密监视润滑油油压的变化，严防切换操作过程中断油，注油完成后，再切换。（3）机组启动、停运过程中要严密监视各轴承回油温度。当任一轴承回油温度超过85℃，应停机检查。（4）在运行中发生了可能引起轴承损坏（如水冲击、瞬时断油）的异常情况下，应在确认轴承未损坏之后，方可重新启动。（5）油系统相关测点及信号报警装置，按规程规定必须定期进行校验。（6）油系统油质要定期进行化验，在油质及清洁度超标的情况下，严禁机组启动。安装和检修时要彻底清理油系统杂物，并经各方验收合格，防止遗留杂物堵塞润滑油系统管道。（7）禁止机组的振动超标的情况下运行。

3.3 防止螺杆膨胀机严重磨损

（1）启动运行中，注意监视轴承振动和轴承回油温度变化趋势，并与类似稳定启动过程相比较，变化较大时，应查明原因。（2）螺杆膨胀机壳体或发电机内有明显的金属磨擦声或异常噪音，应立即打闸停机。（3）手动盘车，转子卡涩盘不动时，严禁强行盘车。（4）机组发生剧烈振动，轴承瓦振超过120μm时而保护未动时，立即打闸停机。（5）严格按照制造厂运行维护说明书等说明，控制机组各项参数在要求范围内。

4 结束语

本文详细的介绍了螺杆膨胀异步发电机组的调试步骤、安全注意事项及控制措施， 从而保证调试工作能安全、快捷的完成，为以后其它同类型机组奠定了一定的技术基础。

参考文献：

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[3]程立新，吴启政.双螺杆膨胀机的热力过程和应用[J].制冷与空调，2017，17（11）：14-16+88.