TSI系統(tǒng)軸承振動大引起機組跳閘的故障分析與處理

【摘 要】對#2汽輪機異常振動大跳機的原因進行了分析與判斷，找出了汽輪機異常振動大跳機的原因，并列出了汽輪機異常振動的防范措施，以提高汽輪機安全運行的可靠性。

【關(guān)鍵詞】異常振動；分析；措施

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國對電力供應也提出了更高的要求。為了保障城市經(jīng)濟的發(fā)展與居民用電的穩(wěn)定，加強汽輪機組日常保養(yǎng)與維護，保障城市供電已經(jīng)成為了火力發(fā)電廠維護部門的重要任務。汽輪機組作為發(fā)電廠重要組成部分其異常振動對于整個發(fā)電系統(tǒng)都有著重要的影響，然而影響汽輪機安全運行的因素是很復雜的，其中振動是一個至關(guān)重要的因素，運行中的機組振動嚴重超標，如不及時處理，將會使軸承破裂，汽輪機本體毀壞，甚至會發(fā)生重大事故，因此必須高度重視汽輪機的振動。

本廠所用的振動探頭美國本特利Bently傳感器振動探頭，監(jiān)視系統(tǒng)有傳感器和前置器組成。監(jiān)測系統(tǒng)用于接收來自多種傳感器的信號，并連續(xù)監(jiān)測和顯示重要的機器參數(shù)。當機械狀態(tài)超出用戶設定的界限時， 就會激發(fā)報警信號。這些報警信號能夠自動停機和/或向運行人員以及工廠中的其他人員發(fā)出機械故障警告。美國本特利（B.N）公司3500監(jiān)視系統(tǒng)是本特利公司最新的監(jiān)視系統(tǒng)，它采用積木式模塊方式，可在其框架內(nèi)安裝不同種類及數(shù)量的插件，完成各種測量。本特利3500系統(tǒng)與本特利3300系統(tǒng)不同，它沒有面板顯示，其測量顯示通過上位機顯示或直接觸發(fā)繼電器模塊輸出，大部分內(nèi)部設置都在軟件中完成。

主要的測點如下：

汽機#1軸承轉(zhuǎn)子振動（X方向前置器）；

汽機#1軸承轉(zhuǎn)子振動（Y方向前置器）；

汽機#2軸承轉(zhuǎn)子振動（X方向前置器）；

汽機#2軸承轉(zhuǎn)子振動（Y方向前置器）；

汽機#3軸承轉(zhuǎn)子振動（X方向前置器）；

汽機#3軸承轉(zhuǎn)子振動（Y方向前置器）；

汽機#4軸承轉(zhuǎn)子振動（X方向前置器）；

汽機#4軸承轉(zhuǎn)子振動（Y方向前置器）；

汽機#5軸承轉(zhuǎn)子振動（X方向前置器）；

汽機#5軸承轉(zhuǎn)子振動（Y方向前置器）；

汽機#6軸承轉(zhuǎn)子振動（X方向前置器）；

汽機#6軸承轉(zhuǎn)子振動（Y方向前置器）；

#1軸承絕對振動（Y方向前置器）；

#2軸承絕對振動（Y方向前置器）；

#3軸承絕對振動（Y方向前置器）；

#4軸承絕對振動（Y方向前置器）；

#5軸承絕對振動（Y方向前置器）；

#6軸承絕對振動（Y方向前置器）；

1 事故經(jīng)過

2010年12月6日14：30，#2機組穩(wěn)定運行。爐側(cè)A、B引風機、A、B送風機、A、B一次風機、A、B磨煤機運行，機側(cè)A、B小機運行，電泵備用，機組在“CCBF”方式運行，AGC投入。

14：28，主汽溫度539℃，一級減溫水調(diào)門開度68%，流量105t/h。14：30，主汽溫度531℃，一級減溫水調(diào)門開度4%，流量13t/h。14：37#2爐B磨B1給煤機因由“自動”跳至“手動”運行（可能是料位偏差大造成），此時B1給煤量34噸/小時，B2給煤量一直在“手動”位38噸/小時，B1側(cè)料位554，B2側(cè)料位648，B磨電流160A，主氣壓15.6MP，負荷290MW。

14：38由于B磨煤機料位處于下降趨勢，料位自動跟蹤不良，運行人員解除料位自動，增加B1、B2側(cè)給煤量由38/34至41/55噸，主汽壓力上升較快，值長令手動增加機組負荷由288MW至320MW，以緩解主汽壓力上升過快。

14：41主汽壓力仍上升，主汽溫度達549℃，再熱558℃后屏壁溫超限1℃。監(jiān)盤人員隨即在30秒內(nèi)一級減溫開度由44%、流量55噸/小時，開大至94%、流量107.48噸/小時，二級減溫開度增至97%，流量17噸/小時。再熱減溫水量增至17噸/小時（左側(cè)），19噸/小時（右側(cè)）。

14：42主汽壓在高位運行，為控制汽壓，順序撤出B23、 B21、A12火嘴運行后，主汽壓趨于穩(wěn)定，開始下降。

14：43發(fā)現(xiàn)主汽溫度急劇降低，立即關(guān)閉二級減溫水至0，關(guān)閉兩側(cè)再熱減溫水至6%開度，在關(guān)小一級減溫水開度至55%時，發(fā)現(xiàn)閥門卡澀，關(guān)不下來，匯報值長，立即到就地手動關(guān)，但手動也關(guān)不下來。

14：45 緊急情況下關(guān)閉一級減溫水前后電動門，但為時已晚，一級減溫水流量一直維持在106噸/小時不變，機側(cè)主汽溫降至497.65℃，3分鐘時間下降了53.58℃；再熱蒸汽溫度降至516℃，3分鐘下降了41.83℃。14：46：#2機組跳閘，首出原因“軸振大”。

2 事故原因分析

2.1 由于#2機組主汽溫度在短時間內(nèi)急劇下降，濕蒸汽進入汽輪機內(nèi)沖擊轉(zhuǎn)子引起軸系振動大，導致機組振動保護動作，引起機組跳閘。

主汽溫度在3分鐘內(nèi)由550℃快速下降至498.52℃、501.21℃，是造成本次跳機的直接原因。

2.2 當值運行人員在處理主汽壓力、主汽溫度，后屏溫度高時開大一級減溫水開度，操作減溫水門幅度過大，30秒內(nèi)由44%開至99%，沒有執(zhí)行好運行規(guī)程中關(guān)于汽溫調(diào)整的規(guī)定（第6.3.5.1條，第6.3.5.2條）；同時又快速增加了32MW負荷，撤出了上層兩個火嘴，幾個因素的疊加是導致主汽溫快速下降的主要原因。

2.3 14：43分50秒，當值運行人員在發(fā)現(xiàn)主汽溫降低，輸入55%指令關(guān)一級減溫調(diào)節(jié)門時，調(diào)節(jié)門卡澀在92%，一級減溫水流量不能降下來，一級減溫水調(diào)門設備存在問題，是主汽溫度迅速下降的次要原因。

2.4 運行當班監(jiān)盤人員業(yè)務技術(shù)較弱，監(jiān)盤組織不好。在出現(xiàn)異常情況時不能及時作出反應，并提出解決問題的對策。

3 防范措施

3.1 首先要加強對運行人員進行汽溫、汽壓調(diào)整方面的專項講課；操作人員加強技術(shù)業(yè)務學習，注重操作實踐，逐漸摸索汽溫、汽壓、水位方面的調(diào)節(jié)規(guī)律。

3.2 機爐監(jiān)盤人員應加強配合，出現(xiàn)異常工況，應協(xié)商確定處理主線和方案，協(xié)調(diào)進行處理。

3.3 各生產(chǎn)主管部門要盡快制定一級減溫水調(diào)門卡澀的處理方案，解決調(diào)門卡澀的問題。運行部針對減溫水門卡澀的情況，制定專項安全預防措施。

3.4 主管部門在運行規(guī)程中增加：關(guān)于“機組正常運行時，主、再熱蒸汽溫度在10分鐘內(nèi)突然下降50℃”防止汽輪機大軸彎曲、軸瓦燒損和軸頸嚴重磨損事故等防止電力生產(chǎn)事故的重點要求的要求。

3.5 主管部門要加強人員的思想教育，加強對職工責任心教育。

4 結(jié)束語

總之，對轉(zhuǎn)動機械來說，微小的振動是不可避免的，振動幅度不超過規(guī)定標準的屬正常振動。這里所說的振動，系指機組轉(zhuǎn)動中振幅比原有水平增大，特別是增大到超過允許標準的振動，也就是異常振動。任何一種異常振動都潛伏著設備損壞的危險。比如軸系質(zhì)量失去平衡（掉葉片、大軸彎曲、軸系中心變化、發(fā)電機轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水路局部堵塞等）、動靜磨擦、膨脹受阻、軸承磨損或軸承座松動，以及電磁力不平衡等等都會表面在振動增大，甚至強烈振動。而強烈振又會導致機組其他零部件松動甚至損壞，加劇動靜部分摩擦，形成惡性循環(huán)，加劇設備損壞程度。因此要加強振動監(jiān)督，對振動監(jiān)測做到制度化、經(jīng)?；?，必須在機組振動突然增大達到規(guī)程規(guī)定值時，及時果斷地將機組停運，防止擴大損壞，或?qū)φ駝与m然增大，但尚未達到規(guī)程規(guī)定緊急停機數(shù)值的異常及時對比分析，查找原因，并采取措施防止設備損壞事故的發(fā)生。

【參考文獻】

[1]施維新.汽輪發(fā)電機組振動及事故[M].中國電力出版社，2008.

[2]大型汽輪機原理[M].中國電力出版社，2005.

[責任編輯：曹明明]