ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ
ПУСК, НАЛАДКА И ИСПЫТАНИЯ СМОНТИРОВАННЫХ ГИДРОАГРЕГАТОВ
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Испытания вновь установленных гидроагрегатов станции, как правило, осуществляются в два этапа. На первом этапе, выполняемом по окончании монтажа агрегата и при вводе его в эксплуатацию, производятся проверка и пусковые испытания каждого агрегата станции с целью установления правильности и качества изготовления, монтажа и наладки его. Второй этап испытаний заключается в проверке натурных энергетических показателей и степени надежности работы агрегата и выполняется в процессе эксплуатации выборочно на одном- двух агрегатах станции.
К началу пусковых испытаний смонтированного гидроагрегата должны быть закончены все строительные работы в блоке агрегата, включая подливку бетоном опор, отделку и окраску кратера агрегата, уборку временных лесов, подмостей и монтажных креплений, сооружение лестниц, площадок и ограждений. Должна быть выполнена поузловая проверка смонтированного оборудования с составлением всех необходимых монтажных формуляров и актов, а также закончен монтаж и проверка контрольно-измерительных приборов и средств телефонной связи. К сигнальным и защитным устройствам агрегата, вспомогательному оборудованию и контрольно-измерительным приборам должно быть подано напряжение, а также закончено постоянное и аварийное освещение. К этому времени необходимо закончить выполнение мероприятий по технике безопасности и противопожарной защите в пределах пускового блока. Все работы по пуску, наладке, испытаниям и вводу гидроагрегата в эксплуатацию должны осуществляться при температуре не ниже +5° С в пределах блока пускового агрегата и его вспомогательного оборудования.
Испытания, пуск и ввод агрегата в эксплуатацию должны производиться по специальной программе, составленной в соответствии с действующей директивной и технической документацией, техническими условиями на изготовление и монтаж оборудования и указаниями проектных организаций и заводов-изготовителей. Для сокращения общего цикла работ некоторые испытания и наладка отдельных узлов и механизмов агрегата и вспомогательного оборудования могут быть выполнены в предпусковой период при монтаже и поузловой проверке с соответствующим оформлением технической документации.
По окончании всех испытаний и проверок, предусмотренных программой, включая и гарантийную работу агрегата под нагрузкой, составляется акт приемки гидроагрегата в эксплуатацию.
Проверка и пусковые испытания смонтированных гидроагрегатов выполняются на следующих этапах готовности гидроагрегата:
- проверка и испытания узлов и механизмов гидроагрегата — до заполнения водой водоподводящего и водоотводящего трактов;
- проверка и испытания узлов и механизмов неподвижного гидроагрегата — при заполненных водой водоподводящих и водоотводящих трактах;
- пробный пуск агрегата и испытания его на холостом ходу;
- испытания гидроагрегата — под нагрузкой.
2. ПРОВЕРКА И ИСПЫТАНИЯ ГИДРОАГРЕГАТА ДО ЗАПОЛНЕНИЯ ВОДОПОДВОДЯЩЕГО И ВОДООТВОДЯЩЕГО ТРАКТОВ
Осмотр закладных частей агрегата заключается в проверке монолитности сопряжения их с бетоном и производится путем обстукивания молотком, а в сомнительных случаях — пробным нагнетанием цементного раствора. Обнаруженные пустоты в сопряжениях бетона с металлом должны быть заполнены цементным раствором под давлением. Такой проверке подвергаются спиральная камера, статор турбины, фундаментное кольцо, камера рабочего колеса, облицовка отсасывающей трубы, облицовка шахты турбины, фундаментные плиты статора и нижней крестовины генератора, а также все другие бетонируемые детали гидроагрегата.
Одновременно проверяются отсутствие уступов и плавность сопряжения между собой и с бетоном деталей и узлов проточного тракта турбины. Проверяются плотность и надежность закрепления отъемных люков спиральной камеры и отсасывающей трубы, а также работа и плотность закрытия спускного клапана спиральной камеры.
Проверка, наладка и испытания механизмов системы регулирования являются основными и наиболее ответственными пусконаладочными операциями, обеспечивающими возможность нормального пуска и правильность дальнейшей работы гидроагрегата. Поэтому они должны выполняться особенно внимательно и тщательно. Ниже приводятся основные виды проверок, наладки и испытаний механизмов системы регулирования до заполнения агрегата водой, в процессе которых проверяется правильность монтажа и работы как отдельных механизмов, так и системы регулирования в целом. При этом последовательность проверок может быть различной в зависимости от местных условий подготовки агрегата к пуску. Испытания электрогидравлических регуляторов производятся по специальной инструкции завода-изготовителя и в настоящем разделе не рассматриваются.
При проверке маслонапорной установки (МНУ) необходимо произвести осмотр и гидравлическое испытание котла в соответствии с правилами Госгортехнадзодра с составлением соответствующей документации. Масляные насосы, основной и резервный, следует опробовать в работе при нормальном давлении в режиме 1:1 (отношение времени работы насоса на котел к времени его работы на слив) в течение 3 ч, а также проверить возможность пуска насосов под нагрузкой при разных давлениях в котле МНУ, вплоть до номинального. Компрессор должен работать без перебоев и создавать в котле необходимое давление воздуха. Работа перепускных клапанов должна происходить при заданных величинах перепадов давления в котле. Предохранительные клапаны должны открываться при давлении в котле на 1,5—2,0 кГ/см2 большем, чем верхний предел рабочего давления, и пропускать весь объем масла, подаваемого насосом, не повышая верхнего предела рабочего давления в котле более чем на 3—4 кГ/см2. Утечки воздуха из котла МНУ проверяются при закрытых воздушных вентилях и работающем масляном насосе с измерением повышения уровня масла в течение 12 ч. Утечки масла из котла МНУ при закрытых вентилях и клапанах и выключенном масляном насосе определяются измерением снижения уровня масла в котле в течение 8 ч. Давление в котле при этом поддерживается постоянным путем подкачивания воздуха. Проверяются также величины давлений, при которых должен подаваться импульс на включение резервного насоса, а в случае его отказа —на остановку агрегата.
Следует проверить работу гидроклапана главного золотника направляющего аппарата и действие сигнализации при крайних его положениях, а также убедиться в правильности показаний указателя среднего положения главного золотника. Измеряется величина хода главного золотника направляющего аппарата при его перемещениях на открытие и закрытие. Проверяются действие стопора турбины, а также гидроблокировки и сигнализация при конечных положениях стопора. Определяется натяг в механизмах направляющего аппарата измерением перемещения поршня сервомотора на открытие после снятия давления масла в полостях сервомотора и устанавливается величина минимального давления, необходимого для создания натяга.
Необходимо убедиться в нормальной работе узлов и механизмов комбинатора: гидроклапана и золотника комбинатора, механизма ручного и дистанционного привода, механизма настройки комбинатора по напору, отклонителя струи ковшовых турбин при определенных положениях иглы сопла, а также установить время полного открытия и закрытия лопастей рабочего колеса.
Следует установить фактические минимальные давления и уровень масла в котле МНУ, при которых закрывается регулирующий орган и действуют все гидроблокировки, а также определить минимальное давление масла в сервомоторах регулирующих органов, необходимое для их закрытия и открытия. Затем нужно проверить протечки масла в системе регулирования при нормальном давлении по режиму насоса на автоматическом и ручном управлении гидроагрегата. В поворотно- лопастных и ковшовых турбинах эти протечки проверяются раздельно при открытых и закрытых гидроклапанах рабочего колеса и отклонителях. Следует определить также протечки масла в системе регулирования по снижению уровня масла в сливном баке за 24 ч при постоянном уровне масла в котле МНУ.
К основным проверкам и опробованиям работы механизмов системы регулирования относятся следующие:
- проверка действия механизма ручного регулирования, а также ограничителя открытия и удаление случайно оставшегося воздуха из системы регулирования;
- определение мертвых ходов и заеданий в передачах системы регулирования;
- проверка правильности действия катаракта изодромного механизма и снятие его характеристики;
- определение зависимости открытия направляющего аппарата от положения поршня сервомотора и градуирование шкалы открытий на тяге сервомотора и на колонке регулятора;
- проверка комбинаторной зависимости и приведение ее в соответствие с заданной заводом-изготовителем;
- определение перестановочных усилий в сервомоторе направляющего аппарата;
- определение времени закрытия и открытия направляющего аппарата и разворота лопастей рабочего колеса.
Проверка действия механизма ручного регулирования производится неоднократным медленным открытием и закрытием с помощью этого механизма направляющего аппарата в пределах его крайних положений. При этом первый цикл движения на полное открытие и закрытие должен составлять 30—40 сек с дальнейшим постепенным уменьшением. После этого система регулирования переводится на автоматическое управление и ограничителем открытия производятся такие же ускоряющиеся циклы открытия и закрытия направляющего аппарата. При движениях направляющего аппарата проверяется действие механизмов ручного регулирования и ограничения открытия.
Правильность работы этих механизмов определяется отсутствием люфтов в их подвижных соединениях и немедленным реагированием поршня сервомотора на любую величину поворота маховичка ручного регулирования или рукоятки ограничителя. В процессе проверки необходимо обращать внимание на возможность расстройства работы механизмов из-за больших трений и заеданий в рычажно-тяговой передаче к ограничителю, а также из-за упругости этой системы.
При поворотах направляющего аппарата проверяется одновременно величина его максимального открытия. В случаях больших отклонений значений максимального открытия необходимо установить и устранить их причины. Такими причинами часто бывает недостаточный ход поршня одного из сервомоторов или несогласованность движения поршней обоих сервомоторов.
Рис. 11-1. Определение мертвого хода и заеданий в передаче обратной связи.
1— корпус сервомотора; 2 — поршень сервомотора; 3 — шток сервомотора; 4 — катаракт; 5 — передача обратной связи.
Определение мертвых ходов и заеданий в передачах системы регулирования, а также проверка плавности движения обратной связи производятся с помощью индикаторов, установленных у штока сервомотора направляющего аппарата и у стакана катаракта (рис. 11-1). Изменяя положение направляющего аппарата медленным перемещением его сервомоторов от полного открытия до закрытия, проверяют плавность движения обратной связи, что характеризуется отсутствием скачков стрелок индикаторов. Разница показаний индикатора, установленного у катаракта, в одном и том же положении сервомотора при движении его на открытие и закрытие определяет величину мертвого хода в передачах обратной связи. Мертвый ход фиксируется в трех положениях поршня сервомотора: вблизи полного закрытия, в среднем положении и при полном открытии. Величина его не должна превышать 0,5% полного хода поршня сервомотора.
Показания индикаторов записываются через каждую десятую долю полного хода поршня сервомотора. По этим показаниям строятся кривые зависимости хода поршня катаракта от хода поршня сервомотора. Совпадение кривых, построенных при движении поршня сервомотора на открытие и на закрытие, показывает, что в передаче практически отсутствует мертвый ход и потери на трение невелики. Параллельность кривых означает наличие в передаче мертвого хода и незначительность потерь на трение. Если кривые не совпадают и непараллельны, то в передаче есть мертвый ход и заедания.
Действие катаракта вначале проверяется по характеру движения смещенного в свое среднее положение поршня. Если движение поршня происходит неплавно, то катаракт следует разобрать, промыть и при необходимости подогнать сопряжения подвижных деталей. Затем с помощью индикатора, установленного к поршню, снимается характеристика катаракта, выраженная в виде зависимости расстояния между поршнем катаракта и его средним положением от времени. Для этого поршень при поднятой игле катаракта смещается из среднего положения последовательно вверх и вниз на 2—3 мм и возвращается из этих крайних положений при установленной на место игле. При этом через каждые 5 сек записываются расстояния поршня от его среднего положения. График, построенный по результатам испытаний, должен иметь вид плавных кривых. Время возвращения поршня в среднее положение должно быть одинаково, а неточность возвращения допускается обычно не более ±0,02 мм.
Для определения зависимости открытия направляющего аппарата от положения поршня сервомотора величина полного хода поршня при максимальном открытии делится по шкале на штоке сервомотора на десять частей. Затем ограничителем открытия или механизмом ручного регулирования производятся полное открытие и закрытие направляющего аппарата с остановками через десятую часть хода сервомотора в обоих направлениях. В каждом положении поршня при остановках записывается величина открытия направляющего аппарата, равная среднему арифметическому расстояния в свету между четырьмя парами смежных лопаток направляющего аппарата, расположенными обычно по главным осям агрегата. По полученным данным строятся кривые открытий направляющего аппарата в зависимости от величины хода поршня сервомотора при движении поршня на открытие и на закрытие. Несовпадение кривых между собой допускается в пределах до 0,5%. Средняя из полученных кривых сравнивается с расчетной кривой завода-изготовителя.
В поворотнолопастных турбинах проверяется, кроме того, зависимость разворота лопастей рабочего колеса от величины открытия направляющего аппарата. Для этого градуировку угла установки лопастей рабочего колеса, имеющуюся на их фланцах, необходимо перенести на шкалу указателя, расположенную на маслоприемнике, после чего направляющий аппарат открывается и закрывается с остановками в промежуточных положениях. Во всех этих положениях записываются величины открытия направляющего аппарата и угол разворота лопастей рабочего колеса. По полученным результатам строятся кривые зависимости разворота лопастей рабочего колеса при открытии и закрытии направляющего аппарата, которые также могут не совпадать в пределах до 0,5%. Средняя из этих кривых сравнивается с расчетной.
Если к полостям сервомотора подключить манометры, то по разности их показаний при перемещении поршня сервомотора можно определить величину перестановочного усилия, затрачиваемого на преодоление трения в механизмах направляющего аппарата. Перестановочные усилия определяются для ряда положений поршня при медленном движении его на открытие, а затем на закрытие. По полученным величинам разности давления можно построить график зависимости перестановочных усилий от хода поршня сервомотора. Так как при отсутствии воды в турбине поршень сервомотора в своем движении преодолевает только силы трения в механизмах направляющего аппарата, то результат этой проверки даст возможность судить о качестве изготовления и сборки направляющего аппарата. Для перемещения направляющего аппарата нормального изготовления максимальный перепад давления составляет обычно 1,5—2,0 кГ/см2. В случаях получения при проверке большего перепада давления необходимо установить и устранить причины повышенного трения в механизмах направляющего аппарата.
Время полного закрытия и полного открытая направляющего аппарата, а также время разворота и закрытия лопастей рабочего колеса в поворотнолопастных турбинах должно соответствовать гарантиям регулирования завода-изготовителя с возможными отклонениями в пределах до ±5%. Время закрытия направляющего аппарата проверяется при автоматическом управлении регулятором путем создания искусственного сброса нагрузки, что осуществляется нажатием руки на иглу пускоостанавливающего золотника. Время разворота лопастей рабочего колеса определяется при отсоединенной связи клина комбинатора с сервомотором направляющего аппарата быстрым перемещением клина в его крайние положения. Продолжительность закрытия и открытия направляющего аппарата и разворота лопастей рабочего колеса без воды отличается от времени закрытия и разворота с водой лишь в пределах 0,3—0,5 сек, и поэтому обычно ограничиваются настройкой регулирования закрытия направляющего аппарата и разворота лопастей, рабочего колеса без воды.
Автоматическое управление гидроагрегатом проверяется путем имитации нормального пуска, а также нормальной и аварийной остановок агрегата. Вследствие того что фактического пуска агрегата при этом не происходит, действие отдельных блокировок и элементов цепи пуска агрегата вызывается воздействием на них вручную. Правильность действия предупредительной сигнализации ненормальных режимов работы агрегата проверяется замыканием контактов соответствующих реле. Необходимо также убедиться воздействием вручную в том, что цепи аварийной остановки агрегата заведены на пускоостанавливающий золотник регулятора.
Проверка рабочих механизмов и вспомогательного оборудования турбины производится перед пуском агрегата независимо от их проверки при монтаже.
Действие клапана срыва вакуума проверяется быстрым нажатием на поршень его катаракта до полного открытия. При этом определяются максимальный ход клапана и время его полного закрытия, а также проверяется прилегание клапана к седлу.
Проверка работы холостого выпуска заключается в определении величины хода клапана и времени его открытия и закрытия, а также в установлении плотности закрытия клапана.
Способы регулировки действия клапанов срыва вакуума и холостых выпусков зависят от их конструктивного выполнения и определяются в каждом случае инструкциями заводов-изготовителей.
В спускных клапанах спиральной камеры проверяются величина хода клапана и плотность его закрытия.
По системе смазки подшипника турбины проверяются:
при водяной смазке — достаточность подачи воды из трубопровода технического водоснабжения или из спиральной камеры.
при масляной смазке — состояние и действие основного и резервного насосов подачи масла, системы заполнения масла и слива масла из ванн (при смазке с постоянным объемом);
при густой смазке — действие лубрикатора и других устройств подачи смазки.
При масляной смазке проверяется поступление масла к местам смазки и воды в охладители, а также правильность показания уровней масла в ваннах по маслоуказателям.
Плотность набивки сальника турбины должна быть такой, чтобы во время работы агрегата обеспечивалось просачивание воды через сальник в количестве, необходимом для смазки вала с целью предохранения его от истирания. Окончательная регулировка плотности сальника производится на вращающемся агрегате.
Проверяется также действие смазывающих устройств механизмов направляющего аппарата турбины.
Лекажный агрегат проверяется пробным пуском его вручную кнопкой пуска и с помощью поплавкового устройства. В моменты пуска и остановки поплавковым устройством устанавливаются фактические уровни масла в бачке.
Для проверки действия системы откачки воды с крышки турбины крышка заливается водой, после чего включается самовсасывающий насос вручную и от поплавкового устройства. При этом проверяются объем воды, залитой на крышку, и время откачки. Действие эжектора, нормально работающего давлением воды в спиральной камере, проверяется подачей в него воды из трубопровода технического водоснабжения.
Проверяется действие реле давления или поплавкового устройства включения и отключения клапанов подвода воздуха в камеру рабочего колеса при переводе гидроагрегата в компенсаторный режим и возвращения его обратно в генераторный режим.
Осмотр и проверка генератора до заполнения спиральной камеры водой должны производиться особенно тщательно. Это требование диктуется тем, что вся сборка не только узлов генератора, но и отдельных элементов их производится при монтаже, большей частью без заводской контрольной сборки.
Опытом эксплуатации установлено, что большая часть аварий генераторов происходит вследствие ослабления и нарушения болтовых соединений отдельных элементов генератора. Поэтому следует внимательно проверять прочность затягивания и надежность стопорения всех доступных болтовых соединений генератора.
До начала осмотра генератора необходимо удалить из него посторонние предметы и произвести очистку всех полостей его от мусора и пыли. С целью обеспечения тщательной проверки законченности сборки генератора и готовности его к пуску осмотр должны производить несколько человек, которые, следуя друг за другом, осуществляют повторный контроль. При осмотрах основное внимание необходимо обращать на:
законченность и правильность сборки всех элементов генератора и особенно его вращающихся частей согласно сборочным и установочным чертежам;
надежность крепления всех болтовых соединений и стопорения их гаек;
отсутствие видимых трещин в сварных соединениях, в частности на роторе генератора;
правильность и чистоту воздушных зазоров в генераторе и системе возбуждения, а также других зазоров между вращающимися и неподвижными частями генератора;
отсутствие внешних дефектов и повреждений изоляции обмоток;
отсутствие посторонних предметов.
Проверка надежности болтовых соединений производится путем осмотра их с легкими ударами по гайке ручным молотком. Глухой или дребезжащий звук при этом покажет неплотность соединения. Проверяется также постановка всех контрольных штифтов и шпонок.
Особенно внимательно следует проверять чистоту воздушных зазоров генератора и системы возбуждения и отсутствие в зазорах посторонних предметов. Проверка осуществляется осмотром воздушных зазоров при просвечивании их переносной лампой сверху и снизу полюсов, а также протягиванием веревки в воздушном зазоре вокруг ротора. При осмотре выборочно проверяется величина воздушного зазора и сравнивается с данными монтажного формуляра.
Проверяются состояние воздухоразделяющих щитов и лопастей вентиляторов и величины зазоров между ними, а также плотность люков воздухоразделяющих щитов.
Заливка маслом системы подпятника и подшипника производится с циркуляцией масла в течение не менее 12 ч, до получения надлежащей чистоты масла. За несколько часов до пуска необходимо произвести анализ масла.
Действие системы торможения проверяется в режимах торможения и подъема ротора. Проверка тормозного действия производится подачей воздуха с последующим выпуском его. При этом колодки всех тормозов должны легко поджиматься к тормозному диску и свободно отходить от него. При проверке подъемного действия тормозов в систему подается масло под давлением и производится подъем ротора на максимально возможную высоту.
В процессе подъема ротора проверяются плотность манжетных устройств тормозов, равномерность подъема ротора по окружности тормозного диска и состояние тормозного трубопровода. Давление масла в системе торможения при подъеме ротора и зазор между опущенными тормозными колодками и диском после снятия давления замеряются нивелированием величины прогиба грузонесущей (верхней или нижней) крестовины от действия веса ротора агрегата.
В системе водяного пожаротушения проверяются надежность крепления и правильность прокладки пожарных трубопроводов сверху и снизу статора.
По окончании осмотра и проверки генератора и турбины закрываются все люки и двери в блоке агрегата и устанавливается готовность агрегата к заполнению подводящих устройств водой, о чем производится запись в пусковом журнале или составляется акт.
