汽輪機發(fā)生進水或冷汽事故的處理

林光亮

摘 要：汽輪機是一種應(yīng)用較為廣泛的機械，對促進社會經(jīng)濟的發(fā)展發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。但在汽輪機運行過程中，常常會發(fā)生進水或冷汽事故。對汽輪機發(fā)生進水或冷汽事故的處理進行了詳細介紹，并結(jié)合實例進行了分析，以期能為類似事故的處理提供參考。

關(guān)鍵詞：汽輪機；冷汽故障；汽缸；盤車

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.08.116

汽輪機具有熱效率高、經(jīng)濟性好等優(yōu)點，常用于發(fā)電的原動機中，在泵、風機、船螺旋槳等設(shè)備的驅(qū)動方面也得到廣泛應(yīng)用。在汽輪機應(yīng)用的過程中，由于受到各種因素的影響，常會發(fā)生進水、冷汽故障，進而導致汽輪機設(shè)備嚴重損壞，造成巨大的經(jīng)濟損失。因此，如何有效處理汽輪機進水、冷汽事故，減少事故損失是當前的一個重要課題。

1 進水或冷汽故障的處理方法

1.1 排查水或冷汽源頭并設(shè)法消除

汽輪機汽缸發(fā)生進水或進冷汽故障后，首先應(yīng)查找進水水源，對引起汽輪機進水各個可能的原因進行排查；找到進水點后，應(yīng)切斷水或冷汽，并對汽缸進行充分疏水，盡可能地排盡汽缸內(nèi)的積水。

1.2 悶缸處理

汽輪機缸體內(nèi)積水排盡后，應(yīng)對汽輪機進行悶缸處理。切斷汽輪機外來汽源，關(guān)閉汽輪機本體缸體疏水，通過悶缸，使機組通過自身傳熱來消除汽缸的缸溫差，逐漸消除汽缸及轉(zhuǎn)子變形。

如果機組盤車未跳閘，則可根據(jù)轉(zhuǎn)子晃度表讀數(shù)來判斷轉(zhuǎn)子彎曲量及轉(zhuǎn)子彎曲高點位置，轉(zhuǎn)子在悶缸狀態(tài)下連續(xù)盤車，隨著上下缸溫差下降，轉(zhuǎn)子彎曲將會回到原始狀態(tài)；如果機組盤車已跳閘，則表明轉(zhuǎn)子與汽缸之間已經(jīng)出現(xiàn)碰磨甚至卡澀，汽缸進水或冷汽后，上下缸溫差加大，汽缸及轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的變形量將同步增加，變形量超過機組汽封徑向間隙后，轉(zhuǎn)子與靜止部套出現(xiàn)摩擦，盤車電流出現(xiàn)頻繁擺動，當動靜之間完全卡死后，盤車過電流保護跳閘。機組盤車跳閘后，轉(zhuǎn)子的偏心表不起作用。筆者建議，揭開汽輪機前箱窺視窗口，在前箱轉(zhuǎn)子上架設(shè)臨時百分表，定期記錄百分表讀數(shù)，從而判斷過程轉(zhuǎn)子的彎曲狀況。

1.3 盤車

設(shè)法手動操作盤車，后投入連續(xù)盤車。通過悶缸，汽缸上下缸溫差逐步減小，汽缸、轉(zhuǎn)子變形減小，通過手動操作盤車180°靜止一段時間后（靜止時間以前箱百分表讀數(shù)變化來確定），再投入連續(xù)盤車，連續(xù)盤車過程中注意傾聽汽缸有無金屬摩擦聲。

確認轉(zhuǎn)子是否發(fā)生永久性彎曲。如果轉(zhuǎn)子沒有發(fā)生塑性變形，經(jīng)過4 h以上連續(xù)盤車，轉(zhuǎn)子偏心、轉(zhuǎn)子高點的相位應(yīng)會恢復到原始值。如果經(jīng)過4～8 h連續(xù)盤車后，轉(zhuǎn)子偏心、轉(zhuǎn)子高點的相位沒有恢復到原始值，則證明大軸已經(jīng)發(fā)生了永久性變形。

對于變形量不大的轉(zhuǎn)子，可以嘗試對轉(zhuǎn)子進行現(xiàn)場配重處理，比如某電廠4號機組發(fā)生了汽缸進水，經(jīng)過悶缸及長久盤車后，轉(zhuǎn)子晃度值仍然維持在0.1 mm，通過在高中壓轉(zhuǎn)子中間配重1.4 kg，保證了機組順利通過一階臨界振動。對于變形量大的轉(zhuǎn)子，唯一手段是現(xiàn)場揭缸，對轉(zhuǎn)子進行直軸處理。

2 處理難點及建議

2.1 轉(zhuǎn)子彎曲量和彎曲高點位置難以確定

轉(zhuǎn)子盤車無法啟動時，轉(zhuǎn)子晃度表不起作用，轉(zhuǎn)子的彎曲量和彎曲高點位置未知，一些參考文獻推薦根據(jù)軸瓦探頭間隙電壓值來對彎曲程度進行判斷。但在實際中此方法不可行，主要原因是由于大軸與軸瓦之間僅相隔一層油膜厚度，當大軸彎曲量不大時，間隙電壓值幾乎無變化。比較切實可行的方法為：揭開汽輪機前箱窺視窗口，在前箱轉(zhuǎn)子上架設(shè)臨時百分表，由于百分表距離1號瓦有一定的距離，轉(zhuǎn)子彎曲量雖然在1號瓦間隙電壓上無反應(yīng)，但在百分表上可以反應(yīng)出來；定期記錄百分表讀數(shù)，從而判斷過程轉(zhuǎn)子的彎曲狀況。

2.2 盤車跳閘后投入盤車的時間問題

對于因發(fā)生大軸彎曲引起盤車跳閘的處理辦法，《國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程（火電廠動力部分）》中的10.1.8.7條規(guī)定，“機組如果在盤車狀態(tài)時發(fā)生故障，則應(yīng)待故障解決后方可再次投用盤車；如果機組發(fā)生大軸彎曲，盤車裝置投用不上時，則應(yīng)按制造商的規(guī)定或至少48 h后方可投盤車。”目前，并不清楚48 h后方可投盤車的依據(jù)何在，但根據(jù)缸溫差變化及轉(zhuǎn)子彎曲變化，可適時嘗試手動盤車，比如，在可能的情況下先盤轉(zhuǎn)180°靜置，再嘗試投入電動盤車，從而有效避免轉(zhuǎn)子發(fā)生臨時性變形。

2.3 變形狀況難以定量分析

汽輪機汽缸進水后，轉(zhuǎn)子和汽缸等部件變形狀況難以定量分析。對進水后汽輪機本體變形量進行定量分析前，必須對汽輪機本體進行三維建模，求解轉(zhuǎn)子及汽缸溫度場和應(yīng)力場，但這是一項非常復雜的工作。

3 汽缸進水現(xiàn)場處理案例分析

3.1 事故過程

2014-02-11T20：11，某廠1號機組因鍋爐水冷壁泄漏故障停機，停機后盤車正常，電流為32.7 A，1號汽輪機本體各疏水關(guān)閉，處于悶缸狀態(tài)；2014-02-12T14：00左右，因天氣寒冷，出現(xiàn)降雪，為了防止管道凍結(jié)延誤1號機開機，安排執(zhí)行減溫水系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)的防凍措施，在執(zhí)行防凍措施的過程中，于14：04開啟了再熱器減溫水電動調(diào)節(jié)門、電動門、手動截止門及疏水門進行1號爐減溫水系統(tǒng)放水；2014-02-12T20：45監(jiān)盤人員發(fā)現(xiàn)，1號機盤車跳閘，查盤車電流頂表跳閘，高壓缸上下缸溫差急劇增大，懷疑汽輪機進了冷水冷汽。

3.2 事故調(diào)查分析與處理

通過查閱數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，2014-02-12T20：02高排溫度開始快速下降，2014-02-12T20：10高壓外缸排汽處下半內(nèi)壁溫度開始快速下降，2014-02-12T20：16中壓外缸進汽處下半內(nèi)壁溫度開始快速下降，2014-02-12T20：20高壓內(nèi)缸一段抽汽下半內(nèi)壁溫度開始下降，后依次為高壓缸第一級外缸下半外壁溫度快速下降和高壓缸第一級內(nèi)缸下半外壁溫度快速下降，上下缸溫差高達300 ℃。2014-02-12T20：26盤車電流開始逐步增大，2014-02-12T20：45盤車電流達225 A后跳閘，從上述現(xiàn)象分析，由于再熱器減溫水閥門開啟狀況下，而給水泵處于盤車狀態(tài)，冷水類似水車作用從冷再管倒入高壓缸。

2014-02-12T21：07開啟汽缸底部疏水門、冷再疏水罐疏水門、冷再疏水罐液位計放水門、一抽管道上各疏水門等措施，2014-02-12T22：10高壓缸內(nèi)水已經(jīng)基本放干凈，關(guān)閉疏水門進行悶缸。

在前箱短軸上架設(shè)臨時百分表用于監(jiān)測轉(zhuǎn)子彎曲狀況，監(jiān)測從2014-02-13T02：30開始（前箱短軸百分表讀數(shù)如圖1所示），2014-02-13T07：30開始嘗試對1號機轉(zhuǎn)子進行手動盤車，2014-02-13T20：30轉(zhuǎn)子翻轉(zhuǎn)180°，繼續(xù)悶缸至于2014-02-14T00：24投入連續(xù)盤車，盤車電流由50 A左右逐步降至32.9 A，經(jīng)過3.5 h后，轉(zhuǎn)子偏心由500 μm逐步降至24.9 μm。2014-02-17，1號機組開機過程中各軸振、瓦振值均正常，機組于2014-02-17T06：28并網(wǎng)，運行至今，機組穩(wěn)定。

4 結(jié)束語

綜上所述，汽輪機進水或冷汽事故是汽輪機應(yīng)用中最常見也是造成損失最大的事故，對其進行有效處理十分重要。在汽輪機發(fā)生故障時，技術(shù)人員要對事故發(fā)生的原因進行分析，查找出事故發(fā)生的源頭，并及時采取有效措施處理，從而減少事故造成的損失。此外，還要定期檢查，防止事故的發(fā)生。

參考文獻

[1]陳嘉峰.國產(chǎn)300 MW汽輪機潤滑油系統(tǒng)進水事故分析處理[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（03）.

[2]程貴兵.有效預防水及冷汽進入汽輪機的控制策略[J].汽輪機技術(shù)，2015（06）.

〔編輯：張思楠〕