鍋爐“MFT”后汽輪機中壓缸缸溫突降原因分析

張霞

摘要：六盤山熱電廠#2機組鍋爐“MFT”后發生中壓缸缸溫突降事件，通過在#2機組A級檢修中的檢查情況，進行原因分析，采取制定相應檢修措施及防范方法，保證汽輪機本體的穩定運行。

關鍵詞：汽輪機 ?缸溫突降 ?原因分析

1 事件經過

6月18日19時50分，#2機ETS機柜PLC故障報警，ETS機柜內PLC控制系統輔機架CPU模塊“OK”狀態燈紅閃，“運行”狀態燈不亮，整個輔機架處于故障狀態。廠家技術人員確認重新啟動輔助PLC可以消除缺陷，且不會引發機組故障。21時07分檢修人員辦理“檢查#2機ETS機柜PLC”工作票，21時10分#2鍋爐“MFT”，首出“汽機跳閘”，聯跳A/B一次風機及A/B/C/D磨煤機;汽機跳閘，首出鍋爐“MFT”，發電機解列。運行人員立即進行相應的事故處理，檢查汽輪機右側主汽門及高調門關閉正常，左側主汽門（TV1）指令為零，但反饋顯示9.5%，就地檢查左側主汽門（TV1）未全關。00時05分#2汽輪機轉速到零，投運#2機盤車正常。

6月18日21時40分，ETS機柜PLC故障已處理正常，設備恢復運行。22時00分高加進行注水準備切到主路時，發現#3高加水位逐漸上升，最高至500mm，停止高加注水。通過故障排查，確定組態邏輯設計有隱患，新的組態邏輯需要進一步落實和論證，故現場討論決定暫不下裝新的組態邏輯。

6月19日00時05分#2汽輪機轉速到零，投運#2機盤車正常。00時26分#2機中壓持環金屬溫度449℃、調節級金屬溫度427℃、主汽溫度510℃、再熱汽溫度480℃、主汽壓力14.4MPa，全面檢查發現中壓缸上部與下部缸溫差150℃，運行人員立即關閉三段、四段抽汽管道疏水，關閉中缸到本體疏水擴容器手動門，采取燜缸措施降低溫差，檢查溫度測點正常。按中壓缸缸溫差小于56℃進行沖轉，預計15個小時溫差符合沖轉要求。

6月19日21時00分中壓缸上下缸溫差55℃，偏心27um，其它各參數滿足沖轉條件，值長申請調度同意#2機沖轉。21時30分轉速升至600rpm，檢修全面檢查汽輪機振動、運行聲音正常，繼續升速至1532rpm時，#1瓦軸振動值最大X方向：216um、Y方向：183um、瓦振：31um。21時48分轉速升至2040rpm進行中速暖機，23時37分轉速升至3000rpm檢查正常，值長申請中調同意#2發電機并網，23時50 分#2發電機并網成功，#2機組停用26.67小時，共損失電量881，1萬kW·h。

07月04日10時03分，#2汽輪機突然跳閘，記錄首出“發電機保護動作”，同時NCS操作員站發“#2機組發變組單元保護A柜主保護動作、#2機組發變組保護B柜主保護動作、#2汽輪機跳閘、3320斷路器跳閘、3321斷路器跳閘”等聲光告警，#2鍋爐“MFT”，A/B一次風機、A/B/D/E磨煤機聯跳，火檢風機、汽輪機潤滑油泵等設備聯動正常。10時10分電氣相關人員到現場檢查，查看故障錄波器相關數據，發變組保護A/B柜“失磁保護“動作原因是滅磁開關異常跳閘導致發電機機端電壓與勵磁電壓驟降后觸發“失磁保護”動作，最終造成發電機解列、汽機跳閘、鍋爐滅火。電氣專業立即組織對一、二次設備可能引起滅磁開關異常跳閘的原因進行排查。11時07分#2汽輪機轉速到零，投入盤車運行正常，檢修人員全面進行檢查。

7月5日00時10分事故處理小組召開現場事故分析會，根據電氣兩個專業檢查結果，要求電氣專業對直流系統接地可能引起滅磁開關異常跳閘原因進行模擬試驗。01時30分電氣專業檢修人員開始試驗，檢查直流系統在跳閘前正極對地絕緣有所降低，對地電壓降至85V，直流負極149V，判斷直流系統存在直流正極對地存在輕微泄漏，導致負極對地電勢升高，懷疑可能造成滅磁開關異常跳閘。檢修人員對滅磁開關做低電壓跳閘試驗，測試開關在149V時開關動作。檢修人員模擬直流正極金屬接地，觸發跳閘線圈中存在直流第二點接地故障后，滅磁開關在全壓接地方式（-220V）跳閘，因此初步判斷原因為直流負極對地電勢升高，且回路中還存在絕緣不良所致的跳閘。02時30分火電事業部范總組織專業人員、電廠相關技術人員對滅磁開關跳閘原因及排查方法進行分析，確認所有排查方法和初步分析原因正確，決定機組具備條件后申請中調進行沖轉并網。5日04時10分兩個專業分別恢復措施，完成排查工作。04時39分，#2機具備掛閘沖轉條件，6時45分申請中調同意，#2機并網成功。#2機組停運20.75小時，損失電量684.75萬kW·h。

2 鍋爐“MFT”原因分析

2.1 6月18日跳機原因：DCS接收到ETS裝置誤發的“汽機跳閘”狀態信號，首出為“汽機跳閘”，鍋爐“MFT”動作，聯跳汽輪機、發電機。誤發“汽機跳閘”狀態信號是導致鍋爐“MFT”動作的直接原因。

2.2 7月4日跳機原因：經過對故障錄波數據、發變組保護動作報告、DCS相關歷史趨勢分析，#2發電機滅磁開關異常跳閘導致發電機機端電壓與勵磁電壓迅速降低觸發“失磁保護”動作是發電機解列、汽機跳閘、鍋爐滅火的主要原因。

3 檢查情況

3.1 從溫度曲線顯示#3抽汽管道溫度首先降低，隨后為中壓內缸溫度降低，就地對高中壓缸及抽汽管道熱電偶溫度測點檢查均正常，各測點位置與圖紙標注一致，中壓內缸熱電偶溫度測點接在中壓進汽管口周圍。（圖1）

3.2 綜合圖紙及現場高中壓缸缸體解體檢查，中壓缸內缸下半所有管道包括：中壓進汽管道、#3段抽汽、#4段抽汽、#5段抽汽，中壓進汽疏水（中壓進汽管道后側），#4抽汽疏水（#4抽汽兩道管口中間位置），#5抽汽疏水（#5抽汽兩道管口中間位置），所有管道的接管安裝與圖紙標注位置一致。

3.3 對#3抽汽管道閥門進行檢查，#3抽汽逆止門解體檢查發現，存在沖刷微漏現象，#3抽汽電動門存在校關不嚴的現象，#3抽汽逆止門重新研磨吃線合格后進行回裝，#3抽汽電動門重新調整對位。

3.4 #3段抽汽疏水接至集管5，中壓進汽疏水接至集管3，集管3、5匯流至本擴疏水擴容器，對就位所有集管管路進行檢查，與圖紙進行對比，圖紙標注疏水管均與現場一致，但檢查發現集管3的備用接管上接有輔汽聯箱至定冷水加熱疏水和中主門導向閥疏水，集管7備用接管上接有軸封母管疏水。中壓進汽疏水在集管3，集管3上的疏水管均為缸體疏水，未接有其他抽汽管道疏水，可排除為各疏水管返水至中壓缸造成缸溫突降。

3.5 高中壓轉子宏觀檢查正常，各級葉片無裂紋，對高中壓轉子大軸進行硬度檢測、金相檢測，檢測未發現異常，符合標準要求。

3.6 銀儀金屬人員對中壓缸下缸抽汽管口著色探傷、硬度檢查未發現異常，符合標準要求。

電科院金屬人員對3段抽汽、缸體母材、焊縫進行硬度及金屬檢驗，未發現異常符合標準要求。

硬度檢測：（表1）

金相檢驗：（表2）

3.7 #3高壓加熱器內漏嚴重，下圖為高加內部示意圖，圖中箭頭指示方向為蒸汽流動方向，蒸汽先通過蒸汽通道進入蒸汽包殼，此時進行過熱段換熱，換熱結束通過蒸汽導流筒進入高加頂部，蒸汽進行擴散換熱，此時為蒸汽凝結段，蒸汽冷凝變水，水自由下落進入疏冷段，經疏水冷卻段排出設備。

過熱段結構完全與設備分隔開來，形成完整密閉的腔室，使過熱段與冷凝水分開。#3高加內漏為管束與管板焊縫處泄漏，高壓給水泄漏至汽側。（圖2）

4 中壓缸缸溫突降原因分析

中壓缸下缸溫度急劇下降導致上下缸溫差增大的原因：從此次A修進行檢查，可排除為缸體疏水管返水，#3抽汽逆止門解體發現閥門存在沖刷微漏現象，在當時正常運行工況要求，高加進行注水時，由于#3高加泄漏導致水位急劇上升，#3抽汽逆止門內漏，#3抽汽電動門未關到位，最后導致汽側的蒸汽由#3抽汽管道返至中壓缸，低溫蒸汽進入中壓缸形成“閃蒸”現象，導致低溫蒸汽溫度大幅度下降，加劇了中壓缸底部溫度下降速率。

5 防范措施

5.1 #3高加內漏嚴重，在本次A修中進行更換，“運檢”雙方人員加強巡檢，對高加水位、端差進行嚴密監控。

5.2 #3抽汽逆止門重新進行檢修研磨，#3抽汽電動門重新調整對位，保證閥門的嚴密性。

5.3 運行人員認真總結經驗教訓，加強運行人員對運行設備的監視巡檢及運行分析等專業培訓。

參考文獻：

[1]裘烈鈞主編.大型汽輪機運行[M].水利電力出版社，1994年.

[2]甘肅省、河南省電力局合編.汽輪機設備運行技術[M].中國電力出版社，1995年.

[3]吳季蘭主編.汽輪機設備及系統[M].中國電力出版社，2006年.

[4]常咸伍主編.汽輪機本體檢修[M].中國電力出版社，2004年.