黔北電廠(chǎng)300MW汽輪機(jī)超速事故隱患分析及對(duì)策

摘要：從運(yùn)行操作角度，針對(duì)汽輪機(jī)組超速事故隱患進(jìn)行分析，提出切實(shí)可行的運(yùn)行控制措施。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī);超速;隱患;對(duì)策

1? 汽輪機(jī)超速的定義及危害

事故調(diào)查規(guī)程規(guī)定：火力發(fā)電廠(chǎng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)3330r/min（或轉(zhuǎn)速超過(guò)危急遮斷器動(dòng)作轉(zhuǎn)速），即為超速事故。嚴(yán)重超速時(shí)，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速升高進(jìn)入高階臨界區(qū)域，與機(jī)組固有自振頻率發(fā)生共振，機(jī)組發(fā)生劇烈振動(dòng)，引起軸系斷裂、葉片斷裂、油系統(tǒng)火災(zāi)、發(fā)電機(jī)氫爆炸、著火等，造成機(jī)組發(fā)電設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞的后果。

2 黔北電廠(chǎng)汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)簡(jiǎn)介

盤(pán)車(chē)裝置安裝在盤(pán)車(chē)箱蓋上，盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)速4.29r/min，汽輪某電廠(chǎng)#4汽輪機(jī)高中壓部分采用合缸，高壓缸雙層結(jié)構(gòu)，高中壓進(jìn)汽布置在高中壓缸中部;低壓缸兩排汽對(duì)稱(chēng)分流。

汽輪機(jī)的汽封采用自密封系統(tǒng)。正常運(yùn)行時(shí)，高中壓缸的汽封漏汽作為低壓軸封的供汽，多余蒸汽溢流到#8低加或凝汽器。啟動(dòng)或低負(fù)荷時(shí)由高壓汽源站和輔助汽源站供汽。

鍋爐出口過(guò)熱器蒸汽進(jìn)入高壓主汽調(diào)節(jié)閥，然后分別由四根高壓主汽導(dǎo)管送入高壓缸向機(jī)頭流動(dòng)作功。作功后的高壓排汽通過(guò)兩只高排逆止閥從再熱冷段進(jìn)入鍋爐再熱器，再熱蒸汽由左右側(cè)中壓聯(lián)合汽閥導(dǎo)入中壓缸，向機(jī)尾流動(dòng)作功，中壓排汽用一根導(dǎo)管引入低壓缸中部對(duì)稱(chēng)正反向流動(dòng)作功，排汽進(jìn)入凝汽器。

機(jī)組2×50%額定給水容量給水泵小汽輪機(jī)，正常情況下由本機(jī)組四段抽汽供汽，特殊情況或啟動(dòng)調(diào)試由輔助蒸汽供汽，作功后的蒸汽排入主機(jī)凝汽器。

機(jī)組回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)設(shè)3臺(tái)高壓加熱器4臺(tái)低壓加熱器（表面式）1臺(tái)除氧器（壓力式），共八段非調(diào)整抽汽。

#2、4機(jī)組供熱改造后，用再熱冷、熱段對(duì)供熱系統(tǒng)供汽。

3? 汽輪機(jī)超速事故隱患分析

3.1 調(diào)速系統(tǒng)有缺陷：

汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)任務(wù)，不但要保證汽輪機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下正常運(yùn)行，而且還保證在汽輪機(jī)甩負(fù)荷以后轉(zhuǎn)速升高不超過(guò)規(guī)定的允許值，所以調(diào)速系統(tǒng)是防止汽輪機(jī)超速的第一措施。如果在汽輪機(jī)甩掉負(fù)荷以后不能保持空載運(yùn)行，就可能引起超速。汽輪機(jī)甩負(fù)荷后，轉(zhuǎn)速飛升過(guò)高的原因有以下幾個(gè)方面。

3.1.1 調(diào)速汽門(mén)不能關(guān)閉或漏汽量大。

3.1.2 抽汽逆止門(mén)不嚴(yán)或拒絕動(dòng)作。

3.1.3 調(diào)速系統(tǒng)遲緩率過(guò)大或調(diào)節(jié)部件卡澀。

3.1.4 運(yùn)行方式不合理或調(diào)整不當(dāng)。

3.1.5 調(diào)速系統(tǒng)不等率過(guò)大。

3.1.6 調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性不當(dāng)。

3.1.7 調(diào)速系統(tǒng)整定不當(dāng)，如配汽機(jī)構(gòu)膨脹間隙不符合要求等。

3.2 汽輪機(jī)超速保護(hù)系統(tǒng)故障：

3.2.1危急保安器不動(dòng)作或動(dòng)作轉(zhuǎn)速過(guò)高

危急保安器的動(dòng)作轉(zhuǎn)速一般規(guī)定在高于額定轉(zhuǎn)速的10-12%，這是保護(hù)汽輪機(jī)使其轉(zhuǎn)速不臻過(guò)分升高的主要保護(hù)設(shè)備，另外不同的機(jī)組還沒(méi)有規(guī)定動(dòng)作轉(zhuǎn)速稍高于危急保安器的附加保護(hù)或電超速裝置。如果在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，造成危急保安器不動(dòng)作或動(dòng)作過(guò)尺原因主要有：

3.2.1.1 重錘或飛環(huán)導(dǎo)桿卡澀。

3.2.1.2 彈簧在受力產(chǎn)生過(guò)大的徑向變形，以致與孔壁產(chǎn)生磨擦。

3.2.1.3 危急保安器滑閥卡澀，無(wú)法動(dòng)作。

3.2.1.4? 自動(dòng)主汽門(mén)和調(diào)速汽門(mén)卡澀。

3.3 運(yùn)行中維護(hù)操作調(diào)整不當(dāng)：

3.3.1油質(zhì)管理不善，潤(rùn)滑油及EH油油質(zhì)不合格。

3.3.2 運(yùn)行中蒸汽品質(zhì)不良，長(zhǎng)期運(yùn)行造成主汽門(mén)和調(diào)速汽門(mén)卡澀。

3.3.3 大、小修后或2000小時(shí)后和調(diào)速系統(tǒng)解體后，開(kāi)機(jī)做超速試驗(yàn)，操作不當(dāng)，造成轉(zhuǎn)速飛升過(guò)快。

3.3.4 倒換小機(jī)汽源造成主機(jī)轉(zhuǎn)速飛升。

在機(jī)組跳閘后，倒小機(jī)汽源未檢查關(guān)閉四抽至小機(jī)抽汽逆止門(mén)、電動(dòng)門(mén)，使輔汽經(jīng)小機(jī)進(jìn)汽管道倒入四抽，進(jìn)入中壓缸，造成主機(jī)轉(zhuǎn)速飛升！

3.3.5 倒換給水泵小汽輪機(jī)汽源造成小汽輪機(jī)超速。

在鍋爐滅火或機(jī)組跳閘的情況下，我廠(chǎng)現(xiàn)有邏輯設(shè)置為小汽輪機(jī)不跳閘，此時(shí)在自動(dòng)投入情況下，小機(jī)調(diào)速汽門(mén)將自動(dòng)逐漸全開(kāi)維持鍋爐進(jìn)水，若在倒小機(jī)汽源時(shí)未關(guān)小小機(jī)調(diào)速汽門(mén)，大量蒸汽突然進(jìn)入小汽輪機(jī)，將造成小機(jī)轉(zhuǎn)速飛升。

3.3.6 投入高缸預(yù)暖造成機(jī)組超速。

投入高缸預(yù)暖時(shí)進(jìn)氣量過(guò)大，造成汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)甚至超速。我廠(chǎng)高缸預(yù)暖目前幾乎都是手動(dòng)操作，進(jìn)氣量大小，輔汽壓力高低都需要人工手動(dòng)調(diào)節(jié)，如果調(diào)節(jié)控制不當(dāng)，造成進(jìn)氣量過(guò)大，有可能會(huì)造成機(jī)組沖轉(zhuǎn)及超速。

3.3.7 給水泵出口逆止門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)跳閘后造成給水泵汽機(jī)超速。

3.3.8 機(jī)組啟停，夾層加熱聯(lián)箱投入時(shí)機(jī)組跳閘引起機(jī)組超速。

3.3.9 供熱機(jī)組汽機(jī)跳閘，供熱系統(tǒng)蒸汽返流造成機(jī)組超速。

4對(duì)策和措施

4.1 設(shè)備存在隱患的對(duì)策

4.1.1在停機(jī)時(shí)，采用汽機(jī)先打閘，確保發(fā)電機(jī)有功，功率為零，電流倒送后，再用程跳逆功率保護(hù)動(dòng)作解列發(fā)電機(jī)。

4.1.2 加強(qiáng)對(duì)汽水的品質(zhì)監(jiān)督化驗(yàn)，防止汽水品質(zhì)不合格，運(yùn)行中蒸汽帶鹽使主汽門(mén)桿，調(diào)速汽門(mén)桿，各段抽汽逆止門(mén)桿結(jié)垢，開(kāi)、關(guān)不靈活、卡澀。

4.1.3 加強(qiáng)對(duì)油質(zhì)的監(jiān)督，防止油中帶水或雜物造成調(diào)節(jié)部套卡澀和腐蝕。

4.1.4 自動(dòng)主汽門(mén)，調(diào)速汽門(mén)要開(kāi)、關(guān)靈活，嚴(yán)密性合格，定期自動(dòng)主汽門(mén)桿活動(dòng)。每周變負(fù)荷30%，以便活動(dòng)調(diào)速汽門(mén)及油動(dòng)機(jī)滑閥。機(jī)組大修后，甩負(fù)荷試驗(yàn)前，必須進(jìn)行主汽門(mén)、調(diào)速汽門(mén)嚴(yán)密性試驗(yàn)，保證符合技術(shù)要求，執(zhí)行法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)及制造廠(chǎng)的要求，主汽門(mén)和調(diào)速汽門(mén)單獨(dú)關(guān)閉時(shí)，在額定參數(shù)下，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速最高不得超過(guò)1000轉(zhuǎn)/分，但試驗(yàn)汽壓在額定汽壓下進(jìn)行，以求得甩負(fù)荷時(shí)或事故情況甩負(fù)荷后主汽門(mén)、調(diào)速汽門(mén)關(guān)閉的嚴(yán)密性。

4.1.5 運(yùn)行中，當(dāng)汽、水品質(zhì)不合格時(shí)，要適當(dāng)增加活動(dòng)主汽門(mén)、調(diào)速汽門(mén)活動(dòng)次數(shù)和范圍，做好安全措施。

4.1.6 運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)主汽門(mén)、調(diào)速汽門(mén)、抽汽逆止門(mén)卡澀時(shí)，要及時(shí)消除，消除前要有防止超速的安全措施，主汽門(mén)卡澀不能立即消除時(shí)，要停機(jī)處理。

4.1.7 運(yùn)行人員要熟知超速時(shí)的征象（負(fù)荷到零或僅帶廠(chǎng)用電，聲音突變異常，轉(zhuǎn)速表連續(xù)上升，油壓升高，振動(dòng)增大等），遇到超速情況時(shí)，果斷采取措施，嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程打閘停機(jī)，防止事故擴(kuò)大。

4.1.8 堅(jiān)持調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)特性試驗(yàn)，汽輪機(jī)大修后或處理調(diào)速系統(tǒng)缺陷更換調(diào)速部套和重新整定以后均應(yīng)做汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)試驗(yàn)，調(diào)速系統(tǒng)的速度變動(dòng)率和遲緩率應(yīng)符合技術(shù)要求，一般規(guī)定速度變動(dòng)率為額定轉(zhuǎn)速的3-6%，遲緩率不大于額定轉(zhuǎn)速的的0.5%。

4.1.9 汽輪機(jī)的各項(xiàng)附加保護(hù)，如電超速保護(hù)、磁力斷路油門(mén)等，要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查試驗(yàn)，保證符合技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)，正常正常投入運(yùn)行，不得在運(yùn)行中隨意切除，如因設(shè)備存在缺陷，需要處理時(shí)，應(yīng)經(jīng)主管領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)，制定出切實(shí)可行的安全措施和技術(shù)措施，處理好后加入運(yùn)行。

4.1.10 對(duì)新安裝機(jī)組和對(duì)機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造以后，進(jìn)行調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)，保證汽輪機(jī)甩負(fù)荷后，動(dòng)態(tài)飛升轉(zhuǎn)速不超過(guò)規(guī)定值，汽輪機(jī)甩負(fù)荷后應(yīng)能保持空負(fù)荷運(yùn)行，一般要求甩掉額定負(fù)荷后的飛升轉(zhuǎn)速不超過(guò)額定轉(zhuǎn)速的5%，發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷要及時(shí)消除。

4.2? 運(yùn)行操作存在隱患對(duì)策

4.2.1 機(jī)組跳閘后倒換小機(jī)汽源為輔助蒸汽供時(shí)，必須先關(guān)閉本機(jī)四抽至小機(jī)電動(dòng)門(mén)，邏輯設(shè)置中引入該邏輯。鍋爐熄火、給水泵跳閘等事故情況下，倒換小機(jī)汽源應(yīng)現(xiàn)檢查關(guān)小給水泵汽機(jī)低壓進(jìn)汽調(diào)門(mén)至20%以下，防止小汽輪機(jī)超速。

4.2.2機(jī)組大修后，甩負(fù)荷試驗(yàn)前，危急保安器解體檢查以后或運(yùn)行2000小時(shí)以后，應(yīng)做危急保安器注油試驗(yàn)，超速試驗(yàn)要嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行，高速下不宜停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，超速試驗(yàn)次數(shù)要力求減少，在做超速試驗(yàn)時(shí)，升速應(yīng)平穩(wěn)，注意防止轉(zhuǎn)速突然升高，并應(yīng)事先采取防止超速的技術(shù)措施和安全措施。

4.2.3 加強(qiáng)汽水品質(zhì)、潤(rùn)滑油質(zhì)、抗燃油質(zhì)化學(xué)監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。

4.2.4 在投入高缸預(yù)暖時(shí)，調(diào)整進(jìn)汽量操作應(yīng)平穩(wěn)，并控制高壓缸調(diào)節(jié)級(jí)處蒸汽壓力不宜高于0.25MPa，防止汽機(jī)在盤(pán)車(chē)狀態(tài)下沖轉(zhuǎn)升至超速。

4.2.5 給水泵跳閘后及時(shí)檢查出口電動(dòng)門(mén)應(yīng)聯(lián)鎖關(guān)閉，機(jī)組啟動(dòng)前聯(lián)鎖試驗(yàn)應(yīng)合格。正常停運(yùn)給水泵時(shí)應(yīng)先關(guān)閉給水泵出口電動(dòng)門(mén)，再打閘給水泵汽機(jī)。

4.2.6 機(jī)組啟停過(guò)程中，若夾層加熱投入，在機(jī)組跳閘時(shí)應(yīng)及時(shí)關(guān)閉夾層加熱聯(lián)箱進(jìn)汽電動(dòng)門(mén)，防止機(jī)組跳閘后進(jìn)入汽缸蒸汽未能完全切斷，造成機(jī)組超速，建議增設(shè)機(jī)組跳閘聯(lián)關(guān)該電動(dòng)門(mén)邏輯。

4.2.7 汽機(jī)跳閘后應(yīng)及時(shí)檢查再熱冷段至供熱系統(tǒng)電動(dòng)隔離門(mén)，防止供熱系統(tǒng)蒸汽返流引起機(jī)組超速。開(kāi)機(jī)前相關(guān)聯(lián)鎖邏輯應(yīng)試驗(yàn)合格。

5 結(jié)束語(yǔ)

汽輪機(jī)超速對(duì)汽輪機(jī)設(shè)備造成的破壞是毀滅性的，每次超速事故中都存在著或多或少的不嚴(yán)格執(zhí)行反措的行為，最終導(dǎo)致了設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞的重大設(shè)備事故，因此在汽輪機(jī)設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)中，嚴(yán)格按照反措要求，排查隱患，做好機(jī)組的運(yùn)行、維護(hù)工作是我們防止各類(lèi)重大安全事故發(fā)生、發(fā)展的唯一手段。

參考文獻(xiàn)

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[4]中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《300MW級(jí)汽輪機(jī)運(yùn)行導(dǎo)則》

[5]黔北電廠(chǎng)《汽機(jī)運(yùn)行規(guī)程》

作者簡(jiǎn)介：陳磊，1976年07月25日出生，男，助理工程師，大學(xué)本科學(xué)歷，現(xiàn)任貴州西電黔北發(fā)電廠(chǎng)主機(jī)運(yùn)行部值長(zhǎng)，從事集控運(yùn)行工作。