TSI系統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。

【關鍵詞】異常振動；分析；措施

隨著經濟的快速發展，我國對電力供應也提出了更高的要求。為了保障城市經濟的發展與居民用電的穩定，加強汽輪機組日常保養與維護，保障城市供電已經成為了火力發電廠維護部門的重要任務。汽輪機組作為發電廠重要組成部分其異常振動對于整個發電系統都有著重要的影響，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，監視系統有傳感器和前置器組成。監測系統用于接收來自多種傳感器的信號，并連續監測和顯示重要的機器參數。當機械狀態超出用戶設定的界限時， 就會激發報警信號。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出機械故障警告。美國本特利（B.N）公司3500監視系統是本特利公司最新的監視系統，它采用積木式模塊方式，可在其框架內安裝不同種類及數量的插件，完成各種測量。本特利3500系統與本特利3300系統不同，它沒有面板顯示，其測量顯示通過上位機顯示或直接觸發繼電器模塊輸出，大部分內部設置都在軟件中完成。

主要的測點如下：

汽機#1軸承轉子振動（X方向前置器）；

汽機#1軸承轉子振動（Y方向前置器）；

汽機#2軸承轉子振動（X方向前置器）；

汽機#2軸承轉子振動（Y方向前置器）；

汽機#3軸承轉子振動（X方向前置器）；

汽機#3軸承轉子振動（Y方向前置器）；

汽機#4軸承轉子振動（X方向前置器）；

汽機#4軸承轉子振動（Y方向前置器）；

汽機#5軸承轉子振動（X方向前置器）；

汽機#5軸承轉子振動（Y方向前置器）；

汽機#6軸承轉子振動（X方向前置器）；

汽機#6軸承轉子振動（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 事故經過

2010年12月6日14：30，#2機組穩定運行。爐側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℃，一級減溫水調門開度68%，流量105t/h。14：30，主汽溫度531℃，一級減溫水調門開度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側料位554，B2側料位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℃。監盤人員隨即在30秒內一級減溫開度由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），19噸/小時（右側）。

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，主汽壓趨于穩定，開始下降。

14：43發現主汽溫度急劇降低，立即關閉二級減溫水至0，關閉兩側再熱減溫水至6%開度，在關小一級減溫水開度至55%時，發現閥門卡澀，關不下來，匯報值長，立即到就地手動關，但手動也關不下來。

14：45 緊急情況下關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急劇下降，濕蒸汽進入汽輪機內沖擊轉子引起軸系振動大，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秒內由44%開至99%，沒有執行好運行規程中關于汽溫調整的規定（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，當值運行人員在發現主汽溫降低，輸入55%指令關一級減溫調節門時，調節門卡澀在92%，一級減溫水流量不能降下來，一級減溫水調門設備存在問題，是主汽溫度迅速下降的次要原因。

2.4 運行當班監盤人員業務技術較弱，監盤組織不好。在出現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、汽壓調整方面的專項講課；操作人員加強技術業務學習，注重操作實踐，逐漸摸索汽溫、汽壓、水位方面的調節規律。

3.2 機爐監盤人員應加強配合，出現異常工況，應協商確定處理主線和方案，協調進行處理。

3.3 各生產主管部門要盡快制定一級減溫水調門卡澀的處理方案，解決調門卡澀的問題。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 主管部門在運行規程中增加：關于“機組正常運行時，主、再熱蒸汽溫度在10分鐘內突然下降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 結束語

總之，對轉動機械來說，微小的振動是不可避免的，振動幅度不超過規定標準的屬正常振動。這里所說的振動，系指機組轉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。比如軸系質量失去平衡（掉葉片、大軸彎曲、軸系中心變化、發電機轉子內冷水路局部堵塞等）、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，加劇設備損壞程度。因此要加強振動監督，對振動監測做到制度化、經常化，必須在機組振動突然增大達到規程規定值時，及時果斷地將機組停運，防止擴大損壞，或對振動雖然增大，但尚未達到規程規定緊急停機數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生。

【參考文獻】

[1]施維新.汽輪發電機組振動及事故[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]