330MW汽輪機惰走時間嚴重縮短原因分析及對策

摘 要：汽輪機惰走時間是停機時候的重要監視參數，文章以湛江電力有限公司2號機組為例，分析了汽輪機惰走時間嚴重縮短的原因，介紹了解決汽輪機惰走時間短的措施及結果。

關鍵詞：汽輪機；轉子；軸封；摩擦；惰走時間

1 概況

汽輪機惰走時間是指汽輪機打閘后主汽門和調門關閉到轉子完全停止所用的時間。汽輪機的惰走時間是機組停運時候的重要監視參數。惰走時間偏短或者嚴重縮短，應該引起我們的高度重視和警惕，這將關系到汽輪機汽缸、轉子、軸承、軸封等設備的安全。文章通過對湛江電力有限公司2號汽輪機組通流部分增容改造后，調試過程中出現的惰走時間嚴重縮短的事故進行了分析，指出了惰走時間嚴重縮短的原因，并提出了相應的解決途徑及預防措施。

2 事故簡況

湛江電力有限公司2號機組為東方汽輪機公司生產的300MW機組，為了提高機組的效率和容量，大修期間對汽輪機通流部分進行了增容改造，改造后容量為330MW。2012-12-28，在汽輪機通流部分增容改造后調試過程中，需要滑參數停機消缺。17：05當機組負荷減到60MW，發現主汽溫度從360℃開始急劇下降，17：07主汽溫度急劇下降到340℃，當班人員迅速啟動交流潤滑油泵運行正常，汽機打閘故障停機，發電機、鍋爐聯跳正常，17：09汽機轉速下降到2000r/min，啟動頂軸油泵A運行頂軸油壓力正常；在惰走過程中發現振動很大，#3軸平振209μm、垂振202μm，#1軸平振160μm、垂振159μm，17：35汽輪機轉速降到零，惰走時間只有28分鐘，惰走時間嚴重縮短，正常時候惰走時間約48分鐘，投入盤車運行電流26A至35A之間大幅度擺動，汽機大軸偏心達140μm，低壓缸兩端軸封處有明顯的金屬摩擦聲，18：05主機真空到零。

3 原因分析

3.1 軸封系統調節閥自動切除功能導致軸封供汽中斷

該廠軸封供汽系統有四路汽源：一路低壓廠用輔助蒸汽，一路再熱冷段蒸汽，一路高壓主蒸汽，一路是本身高中壓缸軸封漏汽。機組啟停及低負荷時候根據汽缸溫度可以選擇溫度匹配的低壓廠用輔助蒸汽或高壓主蒸汽作為汽源，也可兩路汽源同時參與供汽；機組正常運行過程中，軸封均設置為自密封，即高中、壓軸封漏汽經過噴水減溫后作為低壓軸封供汽，多余的漏汽經過溢流站溢流至凝汽器或#1低加。軸封供汽設計采用三閥自動控制系統，即在汽輪機所有運行工況下，三個調節閥即低壓廠用輔助蒸汽調節閥，高壓主蒸汽調節閥，溢流調節閥來控制，使得汽輪機自動維持軸封蒸汽母管設定壓力45Kpa，當軸封母管壓力實際值與低壓廠用輔助蒸汽調節閥或溢流調節閥設定值偏差±20Kpa時候，調節閥由自動狀態切換到手動狀態。但是實際運行過程中由于高壓主蒸汽壓力很高稍有一點開度即對軸封母管壓力影響很大，加上高壓主蒸汽調節閥關不嚴的缺陷存在，平時都是關閉高壓主蒸汽調節閥和高壓主蒸汽電動門運行，沒有參與母管壓力的自動調節，僅作為手動備用，當需要用時候手動人為調整。在實際運行中只有低壓廠用輔助汽源調節閥和溢流站調節閥參與軸封母管壓力的自動調節和跟蹤。

2012-12-28 17：07：03因為主蒸汽溫度急劇下降，值班員將2號汽輪機打閘停機，由于汽輪機切斷了進汽，軸封自密封瞬間失去，引起軸封母管壓力瞬間大幅下降，17：08：05母管壓力跌至零，軸封供汽中斷，造成軸封母管實際壓力與低壓廠用輔助汽源調節閥和溢流站調節閥設定值偏差大于20KPa，調節閥由自動狀態切換到手動狀態，并且保持原來的開度不變，運行人員未能及時發現和手動調整，17：08：44才手動打開高壓主蒸汽電動門和調節閥，軸封母管壓力突升至64Kpa，恢復軸封供汽，軸封供汽中斷時間長達1分鐘41秒，由于汽輪機剛剛打閘真空未到零，大量的冷空氣自軸端進入汽缸，一方面汽缸溫度快速下降，使上、下缸溫差增大造成汽缸變形，另一方面汽輪機轉子和軸封體急劇冷卻，引起軸封變形，轉子軸頸熱應力過大造成變形，軸封和大軸之間發生動靜摩擦，導致汽輪機大軸發生彈性彎曲，最終造成汽輪機惰走過程中振動異常和惰走時間嚴重縮短事故，是這次是事故的主要原因。

3.2 設備存在缺陷隱患，運行操作不當

軸封系統高壓主蒸汽調節閥關不嚴的缺陷經過多次檢修仍然沒有處理好，導致實際運行中只能夠采取關閉高壓主蒸汽調節閥和高壓主蒸汽電動門的方式運行，沒有將高壓主蒸汽調節閥投入自動方式運行，在機組跳閘等緊急情況沒有起到應有的應急作用。運行人員操作也存在不當之處。首先主蒸汽溫度急劇下降和現場聽到軸封明顯金屬碰摩的時候，汽輪機打閘后均沒有及時破壞真空緊急處理，而是按不破壞真空故障停機處理，違反了運行規程；其次汽輪機打閘后沒有重點監視軸封系統的運行情況，沒有及時發現軸封自密封瞬間失去，引起軸封母管壓力瞬間大幅下降，造成軸封母管實際壓力與低壓廠用輔助汽源調節閥和溢流站調節閥設定值偏差大于20KPa，調節閥由自動狀態切換到手動狀態，也沒有及時手動調整至正常，造成軸封供汽中斷長達1分41秒，也是造成此次停機惰走時間縮短的重要原因。

4 預防措施及對策

4.1 立即采取汽輪機燜缸措施

事故發生后盡快恢復軸封供汽，立即采取汽輪機燜缸措施，第一時間關閉汽缸所有疏水閥門，防止冷氣冷水進入汽缸，投入汽輪機盤車連續運行，嚴密監視盤車電流、汽機偏心、振動等重要參數。經過約2小時悶缸處理后，盤車電流由原來的35A逐漸恢復到26A穩定狀態，汽輪機偏心也逐漸恢復正常，原來低壓缸兩端軸封附近的明顯金屬摩擦聲也消失了，從各種現象表明及時采取燜缸措施是有效的，通過盤車將汽輪機大軸彈性彎曲消除了，有效抑制了大軸永久彎曲事故發生，消缺完成后機組啟動過程中和各負荷階段機組振動良好。

4.2 取消軸封系統調節閥自動切手動功能

根據目前情況為了防止類似事故發生，將軸封母管壓力實際值與低壓廠用輔助蒸汽調節閥和溢流調節閥設定值偏差由原來的±20Kpa改為無窮大，取消了調節閥自動切手動功能，也就是說無論在任何情況下，軸封系統低壓廠用輔助蒸汽調節閥和溢流調節閥都處在自動狀態運行，當設定值與實際值偏差大時，維持廠用輔助蒸汽調節閥及溢流調節閥自動狀態不變，當軸封壓力降低時，低壓廠用輔助蒸汽調節閥繼續開大，直到與設定相符，同時，軸封溢流站溢流調節閥也維持自動跟蹤調節。機組正常運行過程中，若軸封站輔助汽源調節閥及軸封溢流站調節閥自動調節功能正常，均要求維持自動投入狀態，維持軸封母管壓力在45KPa。

4.3 加強設備缺陷管理，提高檢修水平

高壓主蒸汽調節閥關不嚴的缺陷經過反復多次檢修仍然沒有處理好，原因主要是檢修水平不高和責任心不強。如此重要的閥門如果修不好應該提出更換閥門，但是沒有提出相關更換計劃，說明責任心不強，應該加強檢修人員技能培訓提高檢修質量和責任心，加強設備缺陷管理，特別是重要的設備陷，應該高度重視關注及時處理。

4.4 提高運行人員的事故處理能力和做好事故預想

首先是加強滑參數停機運行人員操作技能培訓，提高滑參數停機的質量；其次充分利仿真機，并結合生產實際情況重點培訓運行人員的事故處理能力，防止事故的擴大；另外要做好事故預想，根據目前情況當遇到機組跳閘或甩負荷時，應及時檢查軸封壓力是否自動調節正常，自動調節故障時，應及時手動調節，維持軸封壓力正常，防止軸封供汽中斷的事故再次發生。

5 結束語

湛江電力有限公司2號機組軸封系統經過采取以上預防措施以后，機組運行情況良好，有效避免了因為軸封中斷，造成機組惰走時間縮短、汽輪機振動和大軸彎曲等惡性事故的發生。