一起因軸振大導致小汽輪機跳閘事故的分析與處理

李榮昌

摘要：隨著現代火力發電機組容量的不斷增加，汽動給水泵已逐漸代替電動給水泵，成為主給水泵，承擔著向鍋爐連續提供具有足夠壓力、流量和相當溫度的水的重任。而小汽輪機（以下簡稱小機）作為汽動給水泵的驅動設備，其能否安全可靠地運行，直接關系到鍋爐設備及整個發電機組的安全運行。茂名臻能熱電有限公司#7機組A小機在沖轉時，因軸承振動超過極限值，導致A小機在兩次沖轉過程中均發生跳閘事故。該文針對此次跳閘事件進行分析，并提出相應處理及整改措施。

關鍵詞：小汽輪機 沖轉 軸承振動 跳閘

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（b）-0064-02

1 設備概況

茂名臻能熱電有限公司#7機組汽輪機為東方汽輪機廠引進日立技術生產制造的超臨界壓力、一次中間再熱、沖動式、單軸、三缸四排汽、雙背壓、抽汽凝汽式汽輪機，型號為：CC600/523-24.2/4.2/1.0/566/566，最大連續出力為662MW，額定出力為600 MW。其中給水泵組系統包括兩臺50%容量的汽動給水泵及其驅動小汽輪機；汽動給水泵前置泵及其驅動電機；30%容量的電動給水泵。汽動給水泵組中小汽輪機的設計參數如表1。

2 事件經過

2014年6月5日3時39分57秒，#7機組跳機，經檢查是電氣方面的原因引起的，處理好故障后，重新開機。

12時44分22秒，開始沖轉A小機，設置升速率150r/min，沖到800 r/min時，停留5min，接著再次設置升速率150 r/min，設置目標轉速1800 r/min。

12時57分47秒，轉速為1316 r/min時，A小機跳閘，跳閘首出為“A小機軸振大停機”。查得A小機前軸振動X向為184 μm，超出極限值175 μm。

全面檢查DCS參數及就地無異常后，13時03分23秒重新開始沖轉A小機，升速率300 r/min，目標轉速1800 r/min。

13時07分35秒，轉速為1454r/min時，A小機再次跳閘，跳閘首出依然是“A小機軸振大停機”。查得A小機前軸振動X向為181μm。

兩次沖轉過程A小機轉速和軸振趨勢如圖1。

3 事件原因分析

（1）對潤滑油油壓、油溫檢查，A小機潤滑油母管油壓0.374 Mpa一直不變，油溫在45 ℃左右，油質正常，因此判斷潤滑油不是影響軸振大的因素。

（2）沖轉前，A小機汽缸上半溫度220 ℃，汽缸下半溫度190 ℃，絕對膨脹值為3.5 mm。上下缸溫度均在熱態啟動參數范圍內，膨脹值也正常，因此無須中低速暖機，所以排除暖機不充分的因素。

（3）查DCS記錄，沖轉前及沖轉后在偏心儀退出前偏心值一直在42 μm左右，屬正常值，說明軸振大不是由于大軸過度彎曲造成的。

（4）沖轉前已經對A小機高低壓進汽管道進行充分疏水暖管，沖轉后A小機低壓主汽門前蒸汽溫度一直維持270 ℃左右，A小機調節級后蒸汽溫度235 ℃左右，蒸汽壓力1.0 Mpa，蒸汽溫度和壓力都沒有大幅度波動，蒸汽過熱度達55 ℃以上，因此判斷A小機軸振大是由于發生水沖擊的可能性較小。

（5）對軸承進行檢查，發現各軸瓦溫度在45～48 ℃之間，且就地用聽針聽各軸承位置聲音比較清脆、規律，無太多的嘈雜聲，所以分析因軸承損壞導致軸振大的可能性也較小。

（6）排汽溫度過高會導致汽缸變形，使轉子偏離中心線，造成動靜摩擦，也是誘發軸振大的一個因素。經查，A小機排汽溫度一直在42 ℃上下，就地檢查汽缸外形及排汽管并無變形，與汽缸相連接的部件也沒有發生蠕變現象，所以排除排汽溫度高對A小機軸振大的影響。

（7）最后在就地反復檢查，發現就地新裝設的小機排汽缸減溫水手動門開度很大，幾乎全開。由于小機在設計時沒有減溫水管設計，為了防止小機沖轉時因蒸汽量少導致排汽溫度過高，后來在排汽缸加裝了排汽缸減溫水管及一個手動門。減溫水噴頭裝設的位置較高，分析是因為減溫水手動門開度過大，導致過量的減溫水未經霧化直接噴射在小機轉子葉片上，使轉子受力不均，最后導致小機軸振大停機。

4 處理及整改

（1）分析出是減溫水手動門開度過大后，即派人先把門全關，重新開始沖轉A小機，待排汽溫度升高到80 ℃以上時，才稍開一點減溫水手動門。經處理，A小機在沖轉至前兩次跳閘轉速（1316 r/min、1454 r/min）時，軸振最大值處分別為10.7 μm、13.7 μm，振動明顯比前兩次小，最后A小機于17時21分48秒成功沖轉至3100 r/min（正常運行時最低轉速），檢查排汽溫度為45.4℃，在正常范圍內。關小減溫水手動門前后A小機軸振最大處數值比較如表2。

（2）打開減溫水手動門時，發現只要稍開一點（大概1/20圈），排汽溫度就很快從80多攝氏度降到40多攝氏度，因此分析是減溫水管徑過大，導致即使手動門在很小開度就會有較大量的水進入排汽缸，因此決定在減溫水手動門后加裝節流孔板，這樣就能更好更容易地控制減溫水量，具體整改如圖2。

5 結語

通過此次事故的處理及對排汽缸減溫水管的整改，在以后幾次的啟動沖轉過程中，A小機再也沒有發生過因軸振大而跳閘的事故，保證了#7機組的順利啟動及安全運行。

參考文獻

[1] 華東六省一市電機工程（電力）學會.汽輪機設備及其系統[M].北京：中國電力出版社，2006.

[2] 王國清.汽輪機設備運行技術問答[M]. 北京：中國電力出版社，2003.

[3] Q/MZN-103.501-2012，600MW機組集控運行規程主機部分.

[4] Q/MZN-103.502-2012，600 MW機集控運行規程輔機及公用系統.