某核电汽轮机停机惰走过程中盘车骤停原因分析及处理过程.docx

          某核电汽轮机停机惰走过程中盘车骤停原因分析及处理过程                    摘要:2016年某核电一号机组临停汽轮机惰走过程中，盘车转速突然由2rpm降为0rpm，此时高压转子温度较高，未满足停盘车温度要求，存在大轴弯曲风险维修专业立即执行手动盘车应急预案，汽轮机转子盘动约10°后无法盘动，通知运行专业执行焖缸操作为查找该问题的原因并彻底处理，电厂决策进行抢修本文详细描述了该机组汽轮机盘车非预期停运问题的发展及处理过程，并针对该问题进行根本原因分析关键词：汽轮机堕走；盘车骤停；原因分析；处理过程1 事件过程2016年，某核电一号机组临停汽轮机惰走过程中，盘车转速突然由2rpm降为0rpm，主控检查顶轴油正常，盘车电磁阀开启正常，此时高压转子温度为113.5℃（程序要求小于100℃才能停运盘车）；维修专业立即执行手动盘车应急预案，汽轮机转子盘动约10°后无法盘动，通知运行当班值执行焖缸操作随后执行两次顶轴油压分配试验、重新调整顶轴油高度，仍无法盘动转子现场将主盘车拆除，与汽轮机大轴脱离拆下主盘车后，对主盘车进行了盘动检查，未见异常，排除盘车故障可能次日，启动顶轴油、润滑油，在不带主盘车的情况下，汽轮机转子成功手动盘动，在盘动260°后，转子再次无法盘动。

根据专家组的指导意见，现场重新进行顶轴油分配试验，将顶起高度调整至比上限高约0.05m（标准0.07-0.11mm），转子可顺利盘动；次日将顶起高度调整至标准范围内，1人可轻松盘动汽轮机转子，后续根据专家组意见，实行间断性盘转子，均可顺利盘动无卡涩现象为了查找故障原因及彻底处理该问题，电厂决定进行以下排查工作：· 对#2轴承及推力瓦解体检查；· 对#6轴承解体检查；· 对盘车进行原样回装执行2rpm/20rpm带载试验；· 对1-6瓦顶轴油管线进行检查；· 对发电机进行充压3bar压缩空气，观察发电机密封油系统参数；· 对高压缸定位尺寸进行测量经过10天完成排查工作，机组执行冲转，一次并网成功，整个冲转并网过程汽轮机各项参数正常稳定2. 存在风险汽轮机转子在113.5℃时骤停，超过了程序要求的盘车停运值若长期无法盘动，存在转子冷却不均匀，产生热弯曲变形，严重时会造成转子永久弯曲变形2. 分析过程3.1 背景信息（1）专业知识简介汽轮机转子在冲转前或者停机后，进入或残存在汽缸内的蒸汽会使上下缸存在温差，从而导致转子上下部分受热或冷却不均匀，容易产生热弯曲变形，过渡弯曲会导致动静碰磨，严重时转子无法盘动。

所以，汽轮机转子在冲转前或者停机后需要通过盘车装置使转子以一定的速度连续转动，以保证其均匀受热或冷却，消除或防止转子暂态热弯曲· 主盘车结构及原理：图1 液压盘车设备主要部件（一）1 液压马达 2 传动轴 4 安装法兰 5 环 6 轴承 7 轴承座 8 轴承支撑 9 轴承支撑环下 10 离合器 11 轴承 12 汽轮机转子 13 输出轴当汽轮机转速超过盘车转速时离合器斜齿向外移动发生解离在汽轮机高速运行时，斜齿在离心力的作用下完全与外环脱离，因此，汽轮机运行时离合器外环不会受到扭矩3.2 原因分析3.3.1初步原因分析盘车骤停异常缺陷发生后，专家组牵头，各方人员对缺陷进行充分的数据取证及讨论分析，对轴系“抱死”导致的盘车骤停问题，得出以下几点初步原因：原因支持依据反对依据可能性1液压主盘车故障引起未拆除盘车时现场手动无法盘动转子，盘车拆除后转子可以盘动盘车回装后手动可以盘动转子低2高、低压缸端部汽封齿碰磨碰磨导致阻力矩增大，现场手动无法盘动转子测量高、低压缸数据正常低3密封瓦故障引起密封瓦可能与转子碰磨，查看曲线盘车骤停前进行了排氢工作排氢期间发电机密封系统相关参数跟随良好，各参数正常低4#6瓦顶起高度偏低盘车2rpm骤停，现场手动无法盘动转子，测量#6瓦顶起高度为0mm。

由于#6瓦无顶起高度，转子与#6瓦之间没有油膜，摩擦力加大，10人无法手动盘动转子无高5推力瓦在转子收缩过程中贴死推力盘通过转子轴位移曲线显示，转子收缩使推力瓦与推力盘贴合，因此在#6轴承顶起高度不够后调整顶起高度，盘车仍然无法盘动;与其它同类机组对比情况相同低6汽水分离再热器二级再热器退出时机不合理汽水分离再热器二级再热器在机组解列后退出，汽轮机打闸后低压缸进汽温度较高（280℃左右），导致低压缸的缸温较高，在破坏真空和停轴封之后，低压缸转子和缸体冷却速率发生较大偏差，导致动静碰磨2号机组在小修停机后在盘车状态下发生汽轮机转子骤停事件以及10月份临停期间在盘车状态下发生LP2低压缸异音事件，通过调取1号机和2号机停机曲线，发现1号机组盘车非预期停运、2号机组盘车骤停、2号机组LP2低压缸异音事件在机组打闸时低压缸进汽温度较高（280℃左右），导致低压缸的缸温较高，在破坏真空和停轴封之后，低压缸转子和缸体冷却速率发生较大偏差，导致动静碰磨无中3.3.2排查工作及结果并针对以上原因分析制定以下现场排查方案：（1）对#2轴承及推力瓦解体检查；· #2轴承翻瓦检查· 推力瓦检查· UT/PT· 轴窜检查结果：未见能导致盘车骤停的原因，检修相关数据无异常。

2）对#6轴承解体检查；· #6轴承翻瓦检查· UT/PT结果：解体发现#6瓦内存在异物（黑色碎末)，部分残留在顶轴油囊内,化学送检确定为硫化天然橡胶，排除丁晴橡胶及氟橡胶，即排除硫化物为顶轴油管密封圈，属于系统外来异物初步分析该橡胶异物来源于顶轴油管路内，#6瓦处转子无顶起高度时是因为该异物对顶轴油管路造成堵塞，顶轴油管路堵塞导致顶轴油不能有效顶起转子现场已对#4号轴承箱顶轴分配器进行更换，#6瓦顶轴油管进行检查3）对盘车进行原样回装执行2rpm/20rpm带载试验将盘车回装，进行2rpm/20rpm带载试验，试验结果为合格结论：可排查盘车故障的可能4）对1-6瓦顶轴油管线进行检查对#1-6顶轴油管进行外观检查，检查采取开启顶轴油对#1、#2、#3、#6目视检查（轴承箱上半已吊开），对#4、#5通过打开轴承箱侧盖板用内窥镜进行检查结果：通过检查未发现顶轴油管存在破损和泄漏情况5）对高压缸定位尺寸进行测量对高压缸定位及滑销系统、轴承油挡、汽封间隙等状态检查结果：根据检查结果未见能导致盘车骤停的异常，本次盘车骤停并非由高压缸内部动静碰磨导致6）对发电机进行充3bar压缩空气，分析密封油系统参数结果：根据试验情况分析，发电机密封瓦造成的盘车骤停的可能性较低，排除发电机密封瓦的故障。

7）汽水分离再热器二级再热器退出时机不合理机组在停机过程中未提前退出二级再热器，打闸时低压缸进气温度较高（280℃左右），从而导致低压缸缸温较高，在破坏真空和停轴封之后，低压缸转子和缸体冷却速度发生较大偏差，由于低压转子和缸体冷却速率存在较大偏差，导致产生动静碰磨8）盘车停运时#6轴承顶起高度不够，后期对高度进行了调整，但是盘车还是无法盘动原因分析：盘车停运后，根据轴位移曲线及推力瓦结构分析得出推力瓦与推力盘贴合，进行多次顶轴高度调整后，现场2瓦处发出“砰”的声音，轴位移从+0.42mm下降至-0.06mm，推力瓦块与推力盘由此前的贴合状态变成分离状态，此后汽轮机转子可以盘动，所以顶轴高度调整后未能盘动转子的原因为推理瓦块和推力盘未分离，导致阻力矩依然存在3.3.3结论综合以上，盘车骤停原因分析结论如下：序号原因支持依据反对依据可能性1#6轴承顶起高度低（1）盘车骤停后测量#6轴承顶起高度为0/2丝；（2）解体检查发现黑色橡胶粉末异物，导致无顶起高度无高2主盘车故障引起（1）骤停后无法盘动，拆卸主盘车后可手动盘动；（1）拆除主盘车后盘车轴可手盘动；（2）回装后2/20rpm带载未见异常低3破坏真空及排氢时机程序规定汽轮机大轴完全冷却后再停辅助系统，#1、2号机盘车卡停均发生在停真空轴封后9~10个小时（1）在调试及商运均未按此方法操作，同类电站也未按此方法操作；（2）同类电站停机程序基本相同低4高压缸端部汽封齿碰磨引起动静碰磨导致阻力矩增大，骤停后手盘无法盘动测量轴封、油挡、高压缸滑销未见明显异常低5密封瓦故障骤停后手盘无法盘动停机曲线及保压验证未见明显异常低6推力瓦在转子收缩过程中贴死推力盘通过转子轴位移曲线显示，转子收缩时推力瓦与推力盘贴合解体检查推力瓦未见明显异常低7汽水分离再热器二级再热器退出时机不合理汽水分离再热器二级再热器在机组解列后退出，汽轮机打闸后低压缸进汽温度较高（280℃左右），导致低压缸的缸温较高，在破坏真空和停轴封之后，低压缸转子和缸体冷却速率发生较大偏差，导致动静碰磨。

无中4 分析结论直接原因：汽轮发电机组轴系 “抱死”根本原因：因橡胶类物质堵塞顶轴油口导致#6轴承无顶起高度促成因素：汽水分离再热器二级再热器退出时机不合理参考文献：[1]沈伟杰.某大型核电汽轮机组历次振动异常过程及原因分析[J].科技视界,2019(24):45-46+35.[2]魏红明,谢诞梅,曹超,李浩.核电汽轮机高压缸表面换热系数修正计算[J].热力发电,2018,47(09):109-114.[3]杨璋,王瑜,蒋彦龙.核电汽轮机低压缸不均匀热变形诊断[J].汽轮机技术,2017,59(03):207-210.[4]顾璐寅,王恭义,余德启.核电汽轮机末级长叶片低周疲劳寿命预测研究[J].热力透平,2015,44(04):271-275.  -全文完-。