汽機裝置開工調試階段設備故障分析及處理措施

廖尚君LIAO Shang-jun；張萬全ZHANG Wan-quan；歐鳳蘭OU Feng-lan

（①中國石油四川石化有限責任公司，彭州 611930；②金維有限責任公司，彭州 611930）

（①Petrochina Sichuan Petrochemical Co.，Ltd.，Pengzhou 611930，China；②Jinwei Co.，Ltd.，Pengzhou 611930，China）

1 概述

四川石化公用工程部自備電站汽輪機裝置主要負責公司蒸汽管網供汽和4 臺汽輪發電機組運行，運行設備主要分為汽機公用系統設備和汽輪發電機組設備。主要設備包括4 臺汽輪發電機組及輔助系統、12 臺減溫減壓器、5臺高壓給水泵等。

2 開車過程中出現的設備故障

汽機裝置在開車試運過程中，出現的問題主要有4 臺減溫減壓器出口短節開裂、5 臺高壓鍋爐給水泵抱軸、汽輪發電機組燒瓦等問題，主要內容如下：

2.1 減溫減壓器出口短節開裂問題 2013 年8 月至2014 年1 月，自備電站1#、2#、3#、4#減溫減壓器相繼出現減壓閥后短節開裂問題，導致減溫減壓器不能安全運行。

2.1.1 原因分析 ①焊接工藝不當是導致節流管焊縫開裂的主要原因。②設備結構設計缺陷導致短節開裂，短節變徑處采用角焊縫結構，導致變徑不連續部位，存在應力集中。③管道積水導致堿應力腐蝕，由于1#、2#、3#、4#減溫減壓器出口流量計采用帶凸臺的噴嘴流量計，導致停運或備用時管道內存在一定深度積水，減溫減壓器備用時，容易形成干濕交替環境，導致堿的濃縮，濃度增大導致堿應力腐蝕。④蒸汽管系振動導致減溫減壓器出口短節應力集中，由于減溫減壓器管系長期存在振動、管系膨脹受阻等問題，長期應力集中導致焊縫撕裂。

2.1.2 整改措施 通過對設備失效原因進行分析，對減溫減壓器出口短節進行改進和優化，主要內容如下：①優化焊接工藝，采用NB/T47014-2011《承壓設備焊接工藝評定》進行評定合格的焊接工藝進行焊接，對焊縫進行熱處理；②更換出口短節，短節變徑處采用平滑過渡，不采用角焊縫結構，避免應力集中；③在流量計凸臺前增加疏水點，避免管系積水，防止產生堿應力腐蝕；④消除管系振動、管系膨脹受阻問題，調整管系彈簧支吊架，增加阻尼器，管系膨脹受阻障礙物進行清除，消除應力集中。

2.1.3 整改效果 通過對4 臺減溫減壓器出口短節進行更換，目前運行狀態良好，未出現開裂問題。

2.2 高壓鍋爐給水泵抱軸問題

2.2.1 原因分析 ①軸套間隙過小，通過統計可發現大軸抱死情況出現在除氧器提溫后，給水飽和壓力升高（158℃水飽和壓力0.588MPaA），由于機封軸套與泵襯套間隙較小，導致在停泵過程中，間隙內液體降壓汽化，導致軸套和襯套動靜摩擦。②目前實際運行特性曲線與技術協議特性曲線不一致，較技術協議特性曲線陡，揚程較高。通過泵啟動曲線分析，泵振動最大值出現在泵升速升壓階段，通過泵運行記錄統計，單臺泵啟動過程中，泵振動值正常且未出現振動大跳泵現象，初步分析泵振動與母管壓力存在一定關系，由于泵出口最小流量閥在主閥前后無壓差時，流體通過旁路返回除氧器水箱，流量較低，壓力較高；主閥前后存在壓力差時，流體通過主閥供給鍋爐給水，流量較大；在泵啟動過程中，由于壓力升速較大，能量積聚未及時釋放，使泵體內部動靜壓力脈沖分布不均而使泵軸向力和徑向力增大導致振動加劇。③泵入口濾網凈流面積較小，導致濾網單位面積受水流壓力較大，水流狀態不穩定，導致在運行過程中壓差未報警，但拆體檢查時發現濾網撕裂。

2.2.2 整改措施 ①通過設計和廠家針對實際運行情況，對給水泵襯套進行加工，使襯套與軸套單側最小間隙增至0.85mm，避免在停泵過程中由于間隙過小而產生動靜摩擦。②工頻電機更改為變頻電機，盡量降低母管壓力，達到降低泵啟動過程中振動值的目的。③更換泵入口濾網，由Y 型濾網更換為通流面積更大的籃式濾網，減小水流阻力，提高泵入口流體穩定性。④根據成達設計說明，對大軸振動邏輯保護進行更改，由85μm 保護動作更改為110μm 延時5s 保護動作。

2.2.3 整改效果 通過上述整改措施，高壓鍋爐給水泵再未出現抱軸現象，泵運行正常，達到安全穩定運行要求。

2.3 汽輪發電機組設備問題 2013 年9 月28 日，汽輪發電機組進入正式啟動工作，2014 年4 月5 日，4 臺汽輪發電機組完成72+24h 試運工作，目前已進入正式生產階段。在啟動過程中，分別出現1#、2#、3#、4#汽輪機軸瓦磨損事故。

2.3.1 原因分析 ①軸瓦間隙原始設計數據不符合實際生產需要；②汽輪發電機轉子中心不正導致軸瓦損壞；③由于機組不平衡量較大，啟動過程中出現振動偏大。

2.3.2 整改措施 ①根據廠家修改設計參數對汽輪機軸瓦間隙和安裝要求進行重新安裝，調整各項指標；②轉子重新對中找正，嚴格按照技術要求執行；③機組進行動平衡試驗，降低不平衡量。

2.3.3 整改效果 目前4 臺汽輪發電機組運行情況良好，未發生軸瓦磨損情況。

3 事故預防措施

通過匯總自備電站汽機裝置開工過程中出現的問題，積極汲取其他單位的經驗教訓，對自備電站汽機裝置進行以下事故預防：

3.1 燒瓦事故 機組和機泵燒瓦事故是電廠汽機裝置常見事故之一，主要是由于潤滑油瞬間斷供造成，可能的原因有主油泵工作失常，輔助油泵未及時啟動或失效，潤滑油管道被異物堵塞，油質嚴重不合格等因素造成，通過對輔助油泵定期試驗、嚴格執行檢維修制度、潤滑油管理制度等方式對事故進行預防。

3.2 安全閥失效事故 汽機裝置安全閥主要是使用在蒸汽系統，安全閥是否正常直接關系自備電站對外供汽系統安全穩定，安全閥失效主要有運行壓力到起跳壓力未動作和動作壓力低兩種情況，為避免安全閥失效事故，要加強安全閥定期校驗和日常維護工作，保證安全閥正常運行。

3.3 壓力容器、管道失效事故 汽機裝置壓力容器、管道內部高溫高壓介質較多，長期運行可能存在失效風險，通過對壓力容器、管道進行定期檢驗，對支吊架進行檢查、管道膨脹量進行標示等方法避免失效事故。

3.4 密封失效事故 汽機裝置中低壓管道、容器較多采用法蘭連接方式，靜密封采用墊片密封，原設計多采用合成纖維墊，由于安裝、工況變化等原因，部分墊片失效損壞，造成現場漏點較多，對部分關鍵管道密封點進行墊片升級，采用金屬纏繞墊進行更換，延長墊片周期。

4 保證裝置設備平穩運行的措施

4.1 加強現場設備日常管理工作，使各類設備達到安全穩定經濟運行要求，提高現場缺陷處理力度，達到缺陷及時處理的目的。

4.2 加強設備日常狀態分析工作，對設備隱患早發現、早處理，達到預知維修的目的。

4.3 積極配合工藝需求，對設備運行狀態進行改進，對設備運行方式進行優化，達到挖潛增效的目的。

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