黔北电厂300MW汽轮机超速事故隐患分析及对策

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　　摘要：从运行操作角度，针对汽轮机组超速事故隐患进行分析，提出切实可行的运行控制措施。
　　关键词：汽轮机;超速;隐患;对策
　　1  汽轮机超速的定义及危害
　　事故调查规程规定：火力发电厂汽轮机转速超过3330r/min（或转速超过危急遮断器动作转速），即为超速事故。严重超速时，汽轮机转速升高进入高阶临界区域，与机组固有自振频率发生共振，机组发生剧烈振动，引起轴系断裂、叶片断裂、油系统火灾、发电机氢爆炸、着火等，造成机组发电设备严重损坏的后果。
　　2 黔北电厂汽轮机设备及系统简介
　　盘车装置安装在盘车箱盖上，盘车转速4.29r/min，汽轮某电厂#4汽轮机高中压部分采用合缸，高压缸双层结构，高中压进汽布置在高中压缸中部;低压缸两排汽对称分流。
　　汽轮机的汽封采用自密封系统。正常运行时，高中压缸的汽封漏汽作为低压轴封的供汽，多余蒸汽溢流到#8低加或凝汽器。启动或低负荷时由高压汽源站和辅助汽源站供汽。
　　锅炉出口过热器蒸汽进入高压主汽调节阀，然后分别由四根高压主汽导管送入高压缸向机头流动作功。作功后的高压排汽通过两只高排逆止阀从再热冷段进入锅炉再热器，再热蒸汽由左右侧中压联合汽阀导入中压缸，向机尾流动作功，中压排汽用一根导管引入低压缸中部对称正反向流动作功，排汽进入凝汽器。
　　机组2×50%额定给水容量给水泵小汽轮机，正常情况下由本机组四段抽汽供汽，特殊情况或启动调试由辅助蒸汽供汽，作功后的蒸汽排入主机凝汽器。
　　机组回热循环系统设3台高压加热器4台低压加热器（表面式）1台除氧器（压力式），共八段非调整抽汽。
　　#2、4机组供热改造后，用再热冷、热段对供热系统供汽。
　　3  汽轮机超速事故隐患分析
　　3.1 调速系统有缺陷：
　　汽轮机调速系统任务，不但要保证汽轮机在额定转速下正常运行，而且还保证在汽轮机甩负荷以后转速升高不超过规定的允许值，所以调速系统是防止汽轮机超速的第一措施。如果在汽轮机甩掉负荷以后不能保持空载运行，就可能引起超速。汽轮机甩负荷后，转速飞升过高的原因有以下几个方面。
　　3.1.1 调速汽门不能关闭或漏汽量大。
　　3.1.2 抽汽逆止门不严或拒绝动作。
　　3.1.3 调速系统迟缓率过大或调节部件卡涩。
　　3.1.4 运行方式不合理或调整不当。
　　3.1.5 调速系统不等率过大。
　　3.1.6 调速系统动态特性不当。
　　3.1.7 调速系统整定不当，如配汽机构膨胀间隙不符合要求等。
　　3.2 汽轮机超速保护系统故障：
　　3.2.1危急保安器不动作或动作轉速过高
　　危急保安器的动作转速一般规定在高于额定转速的10-12%，这是保护汽轮机使其转速不臻过分升高的主要保护设备，另外不同的机组还没有规定动作转速稍高于危急保安器的附加保护或电超速装置。如果在汽轮机转速升高时，造成危急保安器不动作或动作过尺原因主要有：
　　3.2.1.1 重锤或飞环导杆卡涩。
　　3.2.1.2 弹簧在受力产生过大的径向变形，以致与孔壁产生磨擦。
　　3.2.1.3 危急保安器滑阀卡涩，无法动作。
　　3.2.1.4  自动主汽门和调速汽门卡涩。
　　3.3 运行中维护操作调整不当：
　　3.3.1油质管理不善，润滑油及EH油油质不合格。
　　3.3.2 运行中蒸汽品质不良，长期运行造成主汽门和调速汽门卡涩。
　　3.3.3 大、小修后或2000小时后和调速系统解体后，开机做超速试验，操作不当，造成转速飞升过快。
　　3.3.4 倒换小机汽源造成主机转速飞升。
　　 在机组跳闸后，倒小机汽源未检查关闭四抽至小机抽汽逆止门、电动门，使辅汽经小机进汽管道倒入四抽，进入中压缸，造成主机转速飞升！
　　3.3.5 倒换给水泵小汽轮机汽源造成小汽轮机超速。
　　 在锅炉灭火或机组跳闸的情况下，我厂现有逻辑设置为小汽轮机不跳闸，此时在自动投入情况下，小机调速汽门将自动逐渐全开维持锅炉进水，若在倒小机汽源时未关小小机调速汽门，大量蒸汽突然进入小汽轮机，将造成小机转速飞升。
　　3.3.6 投入高缸预暖造成机组超速。
　　 投入高缸预暖时进气量过大，造成汽轮机冲转甚至超速。我厂高缸预暖目前几乎都是手动操作，进气量大小，辅汽压力高低都需要人工手动调节，如果调节控制不当，造成进气量过大，有可能会造成机组冲转及超速。
　　3.3.7 给水泵出口逆止门关闭不严跳闸后造成给水泵汽机超速。
　　3.3.8 机组启停，夹层加热联箱投入时机组跳闸引起机组超速。
　　3.3.9 供热机组汽机跳闸，供热系统蒸汽返流造成机组超速。
　　4对策和措施
　　4.1 设备存在隐患的对策
　　4.1.1在停机时，采用汽机先打闸，确保发电机有功，功率为零，电流倒送后，再用程跳逆功率保护动作解列发电机。
　　4.1.2 加强对汽水的品质监督化验，防止汽水品质不合格，运行中蒸汽带盐使主汽门杆，调速汽门杆，各段抽汽逆止门杆结垢，开、关不灵活、卡涩。
　　4.1.3 加强对油质的监督，防止油中带水或杂物造成调节部套卡涩和腐蚀。
　　4.1.4 自动主汽门，调速汽门要开、关灵活，严密性合格，定期自动主汽门杆活动。每周变负荷30%，以便活动调速汽门及油动机滑阀。机组大修后，甩负荷试验前，必须进行主汽门、调速汽门严密性试验，保证符合技术要求，执行法规标准及制造厂的要求，主汽门和调速汽门单独关闭时，在额定参数下，稳定转速最高不得超过1000转/分，但试验汽压在额定汽压下进行，以求得甩负荷时或事故情况甩负荷后主汽门、调速汽门关闭的严密性。 　　4.1.5 运行中，当汽、水品质不合格时，要适当增加活动主汽门、调速汽门活动次数和范围，做好安全措施。
　　4.1.6 运行中发现主汽门、调速汽门、抽汽逆止门卡涩时，要及时消除，消除前要有防止超速的安全措施，主汽门卡涩不能立即消除时，要停机处理。
　　4.1.7 运行人员要熟知超速时的征象（负荷到零或仅带厂用电，声音突变异常，转速表连续上升，油压升高，振动增大等），遇到超速情况时，果断采取措施，严格执行规程打闸停机，防止事故扩大。
　　4.1.8 坚持调速系统静态特性试验，汽轮机大修后或处理调速系统缺陷更换调速部套和重新整定以后均应做汽轮机调速系统试验，调速系统的速度变动率和迟缓率应符合技术要求，一般规定速度变动率为额定转速的3-6%，迟缓率不大于额定转速的的0.5%。
　　4.1.9 汽轮机的各项附加保护，如电超速保护、磁力断路油门等，要进行严格的检查试验，保证符合技术要求和标准，正常正常投入运行，不得在运行中随意切除，如因设备存在缺陷，需要处理时，应经主管领导批准，制定出切实可行的安全措施和技术措施，处理好后加入运行。
　　4.1.10 对新安装机组和对机组调速系统进行技术改造以后，进行调速系统动态特性试验，保证汽轮机甩负荷后，动态飞升转速不超过规定值，汽轮机甩负荷后应能保持空负荷运行，一般要求甩掉额定负荷后的飞升转速不超过额定转速的5%，发现设备缺陷要及时消除。
　　4.2  运行操作存在隐患对策
　　4.2.1 机组跳闸后倒换小机汽源为辅助蒸汽供时，必须先关闭本机四抽至小机电动门，逻辑设置中引入该逻辑。锅炉熄火、给水泵跳闸等事故情况下，倒换小机汽源应现检查关小给水泵汽机低压进汽调门至20%以下，防止小汽轮机超速。
　　4.2.2机组大修后，甩负荷试验前，危急保安器解体檢查以后或运行2000小时以后，应做危急保安器注油试验，超速试验要严格按照规定进行，高速下不宜停留时间过长，超速试验次数要力求减少，在做超速试验时，升速应平稳，注意防止转速突然升高，并应事先采取防止超速的技术措施和安全措施。
　　4.2.3 加强汽水品质、润滑油质、抗燃油质化学监督，发现异常及时处理。
　　4.2.4 在投入高缸预暖时，调整进汽量操作应平稳，并控制高压缸调节级处蒸汽压力不宜高于0.25MPa，防止汽机在盘车状态下冲转升至超速。
　　4.2.5 给水泵跳闸后及时检查出口电动门应联锁关闭，机组启动前联锁试验应合格。正常停运给水泵时应先关闭给水泵出口电动门，再打闸给水泵汽机。
　　4.2.6 机组启停过程中，若夹层加热投入，在机组跳闸时应及时关闭夹层加热联箱进汽电动门，防止机组跳闸后进入汽缸蒸汽未能完全切断，造成机组超速，建议增设机组跳闸联关该电动门逻辑。
　　4.2.7 汽机跳闸后应及时检查再热冷段至供热系统电动隔离门，防止供热系统蒸汽返流引起机组超速。开机前相关联锁逻辑应试验合格。
　　5 结束语
　　汽轮机超速对汽轮机设备造成的破坏是毁灭性的，每次超速事故中都存在着或多或少的不严格执行反措的行为，最终导致了设备严重损坏的重大设备事故，因此在汽轮机设备的运行和维护中，严格按照反措要求，排查隐患，做好机组的运行、维护工作是我们防止各类重大安全事故发生、发展的唯一手段。
　　参考文献
　　[1]吴季兰，《汽轮机试验技术》.北京：水利电力出版社，1994
　　[2]翦天聪，《汽轮机原理》，北京：水利电力出版社，1992
　　[3]中华人民共和国电力行业标准《汽轮机启动调试导则》
　　[4]中华人民共和国电力行业标准《300MW级汽轮机运行导则》
　　[5]黔北电厂《汽机运行规程》
　　作者简介：陈磊，1976年07月25日出生，男，助理工程师，大学本科学历，现任贵州西电黔北发电厂主机运行部值长，从事集控运行工作。
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