徐州彭城电厂1000mw培训讲义13方案

第十三讲 汽轮机的常见典型事故处理,概述 汽轮机本体典型事故及处理方法 热力系统及辅机典型事故及处理方法,第一节 系统概述 汽轮机事故按部件损坏后对电站系统的影响程度可分为四类，即致命事故、重大事故、一般事故和轻微事故。致命事故是指主机(或系统)损毁或导致人员死亡的事故；重大事故是由部件损坏引起电站整台机组非计划停运的事故；一般事故是部件损坏引起机组出力降低但没有造成电站整台机组非计划停运的事故；轻微事故是部件有损坏但不影响电站整台机组出力的事故。 汽轮机发生事故原因，一般来自两个方面，一是机组存在缺陷，包括结构缺陷、材料缺陷、制造缺陷、安装缺陷。属于设备方面缺陷而发生的事故，运行人员一般不易防止，但当事故开始暴露时，运行人员如能及时发现，正确判断，采取措施，多数情况下都能防止设备受到严重损坏，更不致使事故扩大。二是机组的不正常运行，这往往是运行人员对设备结构、系统不够熟悉或责任心不强，没有按运行规程执行运行，在机组启动、停机或并网时直接造成错误；在机组运转中，当发现不正常象征时，运行人员没有及时处理或处理不当。,消除事故时一般应遵循下列原则： (1) 消除事故要快，要保障安全，不使事故扩大； (2) 要消除可能发生的人身危险事故； (3) 防止设备损坏； (4) 在消除事故的过程中，不允许遗忘对负荷、转速等基本工作参数的监视； (5) 事故处理过程中尽可能与调度等上级部门取得联系，在值长或单元长统一指导下迅速处理； (6) 事故消除后，应将事故的原因、事故的发展过程、损坏的范围、恢复正常运行采取的措施、防止类似事故发生的方法和事故发生时的监视过程以及机组的主要技术数据，详细记录。,就汽轮机而言，应注意以下问题： (1) 当机炉主要设备发生故障时，控制系统能自动降低负荷在相应水平。在发生事故时，运行人员切不可阻挠降负荷，而应调整机炉协调控制系统的运行方式，帮助机组达到一个新的稳定工况； (2) 对于直接影响机组负荷，影响机组安全的事故发生，一般来说自动装置能将机组安全地保持在一个固定工况，运行人员应能判别设备、系统的状态是否是自动装置正确动作的结果，运行人员千万不得乱操作，以防人为地将事故扩大； (3) 为了保证安全起见，对于一些重要的参数都有二级报警，第二级报警有的是自动脱扣，有的是发信号要求人为确认后脱扣，这就要求对已出现的报警迅速加以处理，当发现有事故迹象时，要求几只仪表综合判断，尽可能加以确认，对于已到脱扣参数值时，应自动脱扣； (4) 发生事故以后，应启动CRT故障记录，以便于事故的分析和处理事故水平的评价。,第二节 汽轮机本体典型事故及处理方法 一、汽轮机振动 （一）汽轮机振动过大的危害和后果 汽轮机运行中振动的大小，是机组安全与经济运行的重要指标，也是判断机组检修质量的重要指标。 汽轮机运行中振动大，可能造成以下的危害和后果： (1) 端部轴封磨损。低压端部轴封磨损，密封作用被破坏，空气漏入低压缸中，因而破坏真空，高压端部轴封磨损，自高压缸向外漏汽增大，会使转子轴颈局部受热而发生弯曲，蒸汽进入轴系中使润滑油内混入水分，破坏了油膜，并进而引起轴瓦乌金熔化。同时，漏汽损失增大，还会影响机组的经济性； (2) 隔板汽封磨损。隔板汽封磨损严重时，将使级间漏汽增大。除影响经济性外，还会增加转子上的轴向推力，以致引起推力瓦块乌金熔化； (3) 滑销磨损。滑销严重磨损时，会影响机组的正常热膨胀，从而会进一步引起更严重的事故。 (4) 轴瓦乌金龟裂，紧固螺钉松脱、断裂； (5) 转动部件材料的疲劳强度降低，这将进而引起叶片、轮盘等损坏； (6) 调速系统不稳定。调速系统不稳定，将引起调速系统事故； (7) 危急遮断器误动作； (8) 发电机励磁机部件松动、损坏。,（二）汽轮机发生振动的原因 汽轮机在启动和运行中产生不正常的振动是比较普遍的现象，而且是一个严重问题。产生振动的原因是多种多样的，可以是由某一个因素引起的，也可以是由多方面的因素引起的，一般说来，有以下几个方面的原因。 1由于机组在运行中中心不正而引起振动 (1) 汽轮机启动时，如暖机时间不够，升速或加负荷太快，将引起汽缸受热膨胀不均匀，或者滑销系统有卡涩，使汽缸不能自由膨胀，均会使汽缸对转子发生相对歪斜，机组产生不正常的位移，造成振动； (2) 机组在运行中若真空下降，将使排汽温度升高，后轴承上抬，因而破坏机组的中心，引起振动； (3) 靠背轮安装不正确，中心没有找准确，因此运行时产生振动，且此振动是随负荷增加而增加； (4) 机组在进汽温度超过设计规范的条件下运行，将使其胀差和汽缸变形增加，如高压轴封向上抬起等。这样，会造成机组中心移动超过允许限度，引起振动。,2由于转子质量不平衡而引起振动(1) 运行中叶片折断、脱落或不均匀磨损、腐蚀、结垢，使转子发生质量不平衡。发电机转子绕组松动或不平衡等，均会使转子发生质量不平稳； 由于上述两方面的原因，转子上出现质量不平衡时，则转子每转一转，就要受到一次不平衡质量所产生的离心力的冲击，这种离心力周期作用的结果，就发生振动。 (2) 由于转子发生弹性弯曲而引起振动。转子发生弯曲，即使不引起汽轮机动静部件之间的摩擦，也会引起振动，其振动特性和由于转子质量不平衡振动的情况相似，不同之处是这种振动显著地表现为轴向振动。尤其当通过临界转速时，其轴向振幅增大得更为显著； (3) 由于轴承油膜不稳定或受到破坏而引起振动。油膜不稳定或破坏，将会使轴瓦乌金很快烧毁，进而将引起因受热而使轴颈弯曲，以致造成剧烈的振动； (4) 由于汽轮机内部发生摩擦而引起振动。工作叶片和导向叶片相摩擦，以及通流部分轴向间隙不够或安装不当；隔板弯曲，叶片变形；推力轴承工作不正常或安置不当；轴颈或轴承乌金侧向间隙太小等等，均会引摩擦，进而造成振动； (5) 由于水冲击而引起振动。当蒸汽中带水进入汽轮机内，发生水冲击时，将造成转子轴向推力增大和产生很大的不平衡扭力，进而使转子产生剧烈的振动，甚至烧毁推力瓦； (6) 由于发电机内部故障而引起振动。如发电机转子与静子之间的空气间隙不均匀、发电机转子绕组短路等，均会引起机组振动； (7) 由于汽轮机机械安装部件松动而引起振动。汽轮机外部零件如地脚螺丝、基础等松动，将会引起振动。,（三）汽轮机振动过大的监视措施 汽轮机运行中发生振动，不仅会影响机组的经济性，而且会直接威胁机组的安全运行。因此，在汽轮机启动和运行中，对轴承和大轴的振动必须严格进行监视。如振动超过允许值。应及时采取相应措施，以免造成事故。为此，一般汽轮机都装设轴承振动测量装置和大轴振动测量装置，用于监视机组振动情况。当振动超过允许极限值时，应发出声光报警信号，以提醒运行人员注意，或者同时发出脉冲信号去驱动保护控制电路，自动关闭主汽门等，实行紧急停机，以保护机组的安全。,二、汽轮机大轴弯曲事故 汽轮机在启动、停机及负荷变化过程中，由于某种原因使转子热弯曲。当引起弯曲的温差的因素消失后，则转子弯曲也随之消失，恢复到原来状态。这种暂时弯曲，称为弹性弯曲。当温差过大，其热应力超过材料的屈服极限时，将造成转子的永久变形，称之为塑性弯曲。转子发生塑性弯曲就是发生了“大轴弯曲事故”。发生塑性变形的转子若超过某一规定值必须进行直轴处理，才能重新应用。直轴需要相当长的时间，这不仅影响发电量的完成，而且缩短了设备的使用年限，转子的塑性弯曲是高压汽轮机应该避免的恶性事故之大轴弯曲事故，大多数在热态启动中发生，少数在停机后或冷态启动进行时发生。,（一）产生大轴弯曲事故的原因 l热态启动前，大轴晃度超过规定值 汽轮机停止进汽以后，上下汽缸就出现温差，致使转子出现热弯曲，这种弯曲往往是弹性变形，随着时间的推移，会自行调直。若在尚未调直前再次启动，而且此时弯曲程度已使前轴封等处发生动静碰擦现象，则随着转子的旋转，每次向上弯曲时，都要和轴封顶侧急速摩擦一次，同时产生大量热量，使局部材料急速膨胀，转子更加弯曲。因此，这种摩擦一次比一次严重，转速越高，摩擦持续时间越长，则摩擦现象和大轴弯曲越加严重。 2进汽温度低 热态启动时，进入汽缸后的蒸汽温度应比高压汽缸内缸下壁温度高5060，如果进入汽轮机的蒸汽温度低于汽缸金属温度，不仅使转子胀差负值过大，还可能引起上下汽缸温差过大，汽缸产生拱背弯曲，造成机组动静部分发生摩擦，引起大轴弯曲。 3汽缸进水 汽缸进水造成上下汽缸温差过大，使汽缸和隔板套变形拱起，局部动静间隙消失，产生摩擦，摩擦又产生振动，振动又加剧摩擦，摩擦使转子局部过热发生永久变形。4停机温降控制不当,（二）避免大轴弯曲的措施 1启动时的措施 (1) 每次启动前必须检查上下缸温差及大轴晃动度，确认都在允许范围内，方可进行启动。大轴晃动的原始值，可在大修后冷态下测量，作为以后比较的标准。 (2) 启动前大轴弯曲值虽未超过限额，但却较大，则应先盘车和送轴封汽，然后再拉真空。如果先拉真空，则会使冷空气漏入汽缸内，使大轴更加弯曲。 (3) 热态启动时，必须满足制造厂的各项要求条件。 (4) 运行人员要牢记机组的临界转速，防止将不正常的振动误判为临界转速时的振动。,2停机后的措施 (1) 停机后立即投入盘车装置，以减少转子的热弯曲。如果由于某种原因暂时停止投盘车(如处理油系统缺陷，盘车跳闸等)，在恢复连续盘车前，应先将转子盘动180o，并停留相等的一段时间，以消除转子的暂时热弯曲。如果因为上下汽缸温差大，发现有摩擦声，或大轴晃动度超过规定值很多时，应停止连续盘车并改为定期盘车，待恢复正常后，再投入连续盘车。 (2) 停机后，要定期记录大轴晃动度、上下汽缸温差、相对胀差、汽缸膨胀等，并严防蒸汽和水漏入汽缸内。 (3) 转子在不转动情况下禁止向汽封供汽和进行暖机。比如在汽封供汽以后，盘车跳闸了，短时间内又投不上，应停止汽封供汽，防止转子上下受热不均而产生热弯曲。,三、汽轮机进水事故 水或冷蒸汽(低温的饱和蒸汽)进入汽轮机，会导致严重的结构损坏、机械故障和非计划停机。汽轮机进水造成的事故称为进水事故，也叫水冲击事故。 （一）进水事故的危害 1叶片的损伤和断裂 水进入汽轮机通流部分，使动叶片，特别是较长的叶片受到水冲击而损伤或断裂。 2动静部分碰磨 水或冷蒸汽进入汽轮机，使机组发生强烈振动，汽缸变形，相对膨胀急剧变化，导致动静部分轴向和径向碰磨，径向碰磨严重时会产生大轴弯曲事故。 3引起金属裂纹 机组在启停时如常出现进水或冷蒸汽，金属在频繁交变的低热应力下，会出现裂纹。如由于受到汽封供汽系统来的水或冷蒸汽的反复急剧冷却，汽封处转于表面就会出现裂纹并不断扩大。 4使阀门或汽缸的结合面漏汽 这是由于阀门和汽缸受到急剧冷却，使金属产生永久性变形，导致配合不严密的结果。 5推力瓦烧毁 由于水的密度比蒸汽密度大得多，在喷嘴内不能获得与蒸汽同样的加速度，出喷嘴时的绝对速度比蒸汽小得多，使得相对速度的进汽角远大于蒸汽相对速度进汽角，不能按正确方向进入动叶通道，而打到动叶进口边的背弧上，这除了对动叶产生制动力外，还产生一个轴向力，使汽轮机轴向推力增大，另一方面，水不能顺利通过动叶通道，又使动叶通道的压降增大，也使轴向推力增大。,（二）汽轮机进水事故的防止 防止汽轮机进水的主要任务是找出进水或冷蒸汽的来源，只有这样才能确切判断事故原因，从而采取针对性措施。 进入汽轮机的水或冷蒸汽，主要来自以下系统及设备： (1) 锅炉。当锅炉发生汽水共腾，满水时，有可能使水或冷蒸汽从锅炉经主蒸汽管道进入汽轮机。 (2) 主蒸汽系统。汽轮机启动时暖管不充分，疏水不能畅通排出，蒸汽管中凝结的水就会进入汽轮机，造成水冲击。 (3) 再热蒸汽系统。大量的汽轮机进水损坏是因冷段再热管积水所致。 (4) 抽汽系统。水从抽汽系统、给水加热器及连带的疏水系统进入汽轮机是汽轮机损伤的一个重要原因。 (5) 轴封系统。汽轮机启动时，轴封系统的管道未能充分暖管和疏水，停机过程中切换备用轴封汽源时操作不当，都将引起轴封进水。 (6) 凝汽器。,了解了上述原因，那么防止进水、冷蒸汽的措施可简述如下： 1设计方面 (1) 正确设置疏水点和布置疏水管。 (2) 疏水管径应有足够的流通面积，能排尽疏水。 (3) 设置可靠的水位监视和报警系统装置。 2在运行维护方面 (1) 启动前主蒸汽和再热蒸汽系统暖管要充分，疏水要畅通。在暖管期间，应对蒸汽和金属温度热电偶读数进行严格监视。 (2) 当加热器保护装置发生故障时，加热器不应投入运行。运行中定期检查加热器水位调节装置及高水位报警是否正常。如发现加热器水位升高，要及时将水侧旁通门打开，加热器停用。 (3) 对除氧器、凝汽器水位需注意监视，防止满水情况发生。 (4) 滑参数停机时，汽温和汽压应按规定逐渐降低，一定压力下的蒸汽温度，应保证有不低于50的过热度。 (5) 停机后系统尚未全停前，运行人员仍应监视汽缸金属温度和系统状况，防止进水和进冷蒸汽。 (6) 打闸停机前，不得切除串轴保护。 (7) 定期检查汽封系统的连续疏水，确保不被堵塞，可采用热电偶或其它温度传感器来做此监视。 (8) 在额定转速下或带负荷过程中汽轮机进水时，如果振动和胀差正常且未出现其他事故讯号，不要打闸停机，应立即找出并切断水源。 (9) 对防止进水的保护系统应定期试验、检查和维护。,