汽輪機組斷油燒瓦典型案例分析

張澤濱， 段鴻飛

(東方汽輪機有限公司，四川德陽，618000)

0 引言

汽輪機潤滑油系統是保證汽輪機安全運行的重要系統，一旦發生故障不能正常供油，將發生斷油燒瓦事故。在全國汽輪發電機組的調試和運行期間， 有過多起案例。從原因看，造成斷油的原因多種多樣。本文所講述的汽輪機燒瓦事故，其主因也是斷油。本次事故的基本情況是：印尼某電廠#1機（東汽D300N機型）在停機過程中，交流潤滑油泵因電源故障跳閘，直流潤滑油泵未聯動，導致潤滑油系統油壓持續下降，期間運行人員未強制啟動直流潤滑油泵，最終導致斷油燒瓦（汽輪機潤滑油油壓過低或沒有供油后，由于軸瓦與軸之間失去潤滑而產生干摩擦，產生大量的熱量無法帶走而導致軸瓦及軸頸溫度急劇升高損傷軸瓦和軸的情況）。本文通過分析事故經過，探索預防斷油燒瓦事故發生的措施，從而有效避免類似事故的發生。

1 潤滑油系統概況

1.1 機組簡介

印尼某電廠#1 機為東汽生產的N300－16.7/535/535-8 型亞臨界、一次中間再熱、抽汽凝汽式汽輪機。汽輪機由一個高中壓缸和一個低壓缸組成，高中壓轉子材質為30Cr1Mo1V，低壓轉子材質為30Cr2Ni4MoV，兩轉子均為無中心孔整鍛結構。兩轉子之間采用剛性聯軸器連接，高中壓轉子采用2個五瓦塊可傾瓦軸承支承，低壓轉子采用2個橢圓軸承支承。推力盤在高中壓轉子上[1]。

1.2 潤滑油系統組成

本機型潤滑油系統采用主油泵-射油器供油方式。主油泵由汽輪機主軸直接驅動，其出口壓力油驅動射油器投入工作。潤滑油系統主要用于向汽輪發電機組各軸承及盤車裝置提供潤滑油，同時提供頂軸系統用油，電機氫密封系統密封用油。

潤滑油系統主要由主油泵、供油射油器、供潤滑油射油器、交流潤滑油泵、直流事故油泵、溢油閥、集裝油箱、油煙分離器、油位指示器、單舌止回閥、雙舌止回閥、冷油器、切換閥、頂軸裝置、低潤滑油壓遮斷裝置、套裝油管路、電加熱器、油氫分離器（電機廠提供），以及連接管道和監視儀表等設備構成[2]。

1.3 油系統安全運行聯鎖方式

油系統的交流潤滑油泵、直流事故油泵與潤滑油母管壓力信號之間有聯鎖保護。汽機正常運行時，潤滑油母管油壓為0.08~0.12MPa，當潤滑油母管油壓降至0.049MPa時，報警并啟動交流潤滑油泵。如潤滑油壓繼續下降，應立即打閘停機。停機過程中如潤滑油壓降至0.0392MPa時，應聯動直流事故油泵；正常停機過程中，在汽機轉速下降到2850r/min之前，啟動交流潤滑油泵，當汽機轉速下降到1200r/min時，啟動頂軸裝置。如交流潤滑油泵失效，應聯動直流事故油泵保證安全停機[2]。

潤滑油系統的交流潤滑油泵、直流事故油泵電氣聯鎖由油箱儀表控制柜實現[3]。交流潤滑油泵、直流事故油泵及潤滑油母管壓力信號聯鎖由低潤滑油壓遮斷裝置實現[4]。即交流潤滑油泵與直流事故油泵間采用電氣、油壓雙聯鎖。

2 斷油燒瓦事故調查分析

印尼某電廠#1 機發生斷油燒瓦事故后，作者第一時間去現場查看了潤滑油系統電氣控制柜，詢問當值運行人員故障現象及所作的處理程序，查閱了潤滑油壓、軸承金屬溫度，交、直流潤滑油泵電流等參數的DCS 歷史曲線，并對事故發生過程進行了詳細的記錄和分析（見表1）。

表1 某電廠#1機斷油燒瓦過程記錄

續表

由表1斷油燒瓦事故發生的過程可以看出：

該機組打閘停機時，交流潤滑油泵、直流潤滑油泵同時啟動（運行維護人員對直流潤滑油泵的啟動條件沒有檢查校準），運行人員停直流潤滑油泵后未將開關恢復在聯鎖位置，而打在解除聯鎖位置（見圖1）。6s后，交流潤滑油泵跳閘。引起交流潤滑油泵跳閘的原因是進入控制柜的動力線接頭松動造成缺相引起另兩相過載跳閘。交流潤滑油泵跳閘后，因聯鎖開關處于斷開位置，而未聯動直流潤滑油泵。機組轉速2 567 r/min 時交流潤滑油泵跳閘時潤滑油壓為0.14MPa，轉速降到1800r/min時潤滑油壓還有0.049MPa（低潤滑油壓動作值），此過程持續了2′7″。在此過程中，運行人員未采取任何手段處理，即未遠程、就地啟動直流潤滑油泵也未在集控室控制面板上用強啟按鈕啟動直流潤滑油泵（見圖2），而是先查事故原因，由此耽誤了寶貴時間；事后，檢查、操作主油箱電氣控制柜，交、直流潤滑油泵可自由切換，說明潤滑油電氣控制系統沒問題。由此判斷本次斷油事故主要原因和次要原因如下。

主要原因：

（1）運行人員違章操作，解除聯鎖后未將聯鎖及時恢復導致交流潤滑油泵停止后，直流潤滑油泵未及時聯鎖啟動；

（2）運行人員對油壓持續不正常下降未引起警惕，未及時對直流事故油泵進行遠程、就地或強制啟動。

次要原因：

（1）交流潤滑油泵兩路電源（A路、B路），可用的只有一路，緊急電源未正常備用；

（2）交流潤滑油泵跳閘的原因是進入控制柜的動力線接頭松動造成缺相引起另兩相過載跳閘。

圖1 正確聯鎖位置（事故發生時開關處于REMOVE位即解鎖位置）

圖2 直流潤滑油泵強啟按鈕AC

3 斷油燒瓦事故的預防措施

（1）加強對運行人員的培訓，讓運行人員對運行安全要求有清醒的認識，并嚴格遵守運行章程，嚴禁違章操作。

針對斷油燒瓦事故，運行人員在機組運行中，應嚴密監視油系統參數，嚴格按照油系統運行要求進行操作。嚴禁在機組啟、停、運行過程中解除各設備間的聯鎖。因特殊情況而解除聯鎖的設備和信號，執行報備制度，按報備制度及時恢復聯鎖，并嚴密監視是否處于正常狀態。

（2）加強對設備的巡查，及時發現電氣線路及設備可能存在的隱患并予以排除。

運行人員應及時巡查各機組設備及電氣線路的隱患，如線頭松動等現象應及時排除。

（3）經過參與多起斷油燒瓦事故的調查與處理，筆者認為按運行規程，制定嚴謹的緊急預案，并定期演練，讓運行人員熟知緊急事故狀態下操作流程。

（4）電廠一旦出現潤滑油事故，應按預設程序第一時間先保障潤滑油系統油壓正常，否則立即實施緊急停機。停機后再查明原因。

通過以上措施，尤其是對緊急狀況的演練，可以有效地預防斷油燒瓦事故的發生，避免或大大降低事故造成的損失。

[1]東方汽輪有限公司.N300－16.7/535/535-8型汽輪機產品說明書D300N-000100ASM[S].

[2]東方汽輪有限公司.N300－16.7/535/535-8型汽輪機潤滑油系統說明書D300N-000152ASM[S].

[3]東方汽輪有限公司.N300－16.7/535/535-8型汽輪機主油箱電氣控制柜說明書[S].

[4]東方汽輪有限公司.N300－16.7/535/535-8型汽輪機低潤滑油壓遮斷裝置圖[S].