羅定電廠#1機組沖轉過程中軸振大跳機異常分析

劉華

摘 要：廣東省羅定電廠#1汽輪機一次沖轉過程中，由于高壓內缸上下缸溫差大，引起汽輪機大軸振動達到振動保護動作值跳閘。本文記錄了故障的現象及過程，并分析了產生故障的原因及防范措施。

關鍵詞：汽輪機；沖轉；振動；疏水；溫差

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.152

1 機組概況

羅定電廠#1號機組系上海汽輪機廠生產的N135-13.24/535/535超高壓、中間再熱、雙缸、雙排汽、單軸凝器式汽輪機，配套QFS-135-2型雙水內冷發電機及DG-420/13.7-Ⅱ2型鍋爐，于2004年投產。

2 異常經過

2015年5月4日， #1機組溫態啟動。03：15 達到沖轉參數，主蒸汽壓力2.6/2.6MPa，主蒸汽溫度361/363℃，再熱蒸汽壓力0.73/0.73MPa，再熱蒸汽溫度355/340℃，高壓內缸內壁溫度上/下 256/236℃，中壓內缸內壁溫度上/下235/223℃，盤車電流 26.5 A，大軸晃動值4.5絲。03：25打開汽輪機本體疏水氣動門，全面檢查無異常，建立安全油后用DEH掛閘沖轉，升速率100rpm，盤車脫扣正常。3：40轉速升至145rpm，高壓缸調整段蒸汽溫度244℃，高壓缸調整段蒸汽溫度開始下降，高壓內缸內壁缸溫差開始變大。3：42高壓缸調整段蒸汽溫度下降至135℃，沖轉至500rpm后打閘后聽音正常，重新掛閘沖轉，高壓缸調整段蒸汽溫度開始回升。03：48 轉速升至1720rpm時，汽輪機#1軸承軸振大保護動作跳閘，最大值258μm（我廠保護值為250μm），此時高壓內缸內壁溫度上/下 251/185℃，溫差66℃。停機后，執行悶缸措施，轉速到零投入盤車運行，高壓內缸上下溫差開始逐漸縮小，至06：59溫差降至26℃，重新點火。07：51主蒸汽壓力2.78/2.78MPa，主蒸汽溫度343/344℃，再熱蒸汽壓力0.3/0.3MPa，再熱蒸汽溫度340/338℃，高壓內缸內壁溫度上/下 232/208℃，檢查各參數無異常后，重新沖轉，啟動正常。

3 原因分析

從此次開機過程來看，對比沖轉前后參數，不難發現沖轉后調整段溫度急劇下降（兩分鐘由244℃降至135℃），高壓內缸內壁溫度也隨之快速下降（從236℃降至185℃），致使高壓內缸上下缸溫差拉大至66℃，已經超出規程上下缸溫差不得大于50℃的要求，顯然這是引起此次汽輪機振動大跳機的主要原因。那么，是什么原因造成了此次上下缸溫差增大呢？我們分析有以下幾點原因：

3.1 疏水不充分，低溫蒸汽進入下汽缸

我們知道汽輪機下汽缸比上汽缸受熱條件相對要惡劣很多，主要由于下汽缸有抽汽口和抽汽管道，內部疏水由上而下流到下汽缸，從下汽缸輸水管排出。因此，如果疏水不充分或疏水管路不暢，極易造成疏水進入下汽缸，引起下汽缸溫度降低。

我廠汽輪機疏水管道比較復雜（如圖1），自動主汽門后高壓平衡管疏水與電動主汽門前后疏水接到同一段疏水母管后，再接入高壓疏水膨脹箱。那么，當電動主汽門前后疏水壓力高過高壓平衡管疏水壓力時，將導致高壓平衡管疏水不暢通。這樣，當汽輪機沖轉時，主蒸汽將把高壓平衡管內的積水帶進高壓缸，導致高壓內下缸溫度快速下降（從236℃降至185℃），致使高壓內缸上下缸溫差拉大至66℃，引起汽機大軸振動，達到振動保護動作值，汽機跳閘。

3.2 再熱蒸汽壓力偏高

從此次沖轉參數來看，我們發現再熱蒸汽壓力有所偏高（0.73 MPa），而以往沖轉時，再熱蒸汽壓力基本控制在0.2 MPa左右。沖轉時，進入汽輪機的進汽量是很少的，因此，高壓缸排汽基本沒什么壓力，若再熱蒸汽壓力高，那么將會造成高排逆止門不容易打開，從而引起蒸汽流通不順暢。另外，再熱蒸汽壓力高，其疏水壓力也隨之升高，且也是排入高壓疏水膨脹箱，這有可能造成膨脹箱壓力過高，不利于疏水流通順暢。因此，當第二次沖轉時，我們將再熱蒸汽壓力降至了0.3MPa，啟動順利，由此來看，這也是有一定影響的。

3.3 熱工測點安裝不合理，不便于運行人員監視。

為保證疏水通暢，我廠要求汽輪機沖轉時，疏水擴容器應維持適當負壓運行。然而，疏水擴容器只安裝有就地真空表，集控CRT上無法對該參數進行在線監視，且該表計安裝位置、精確度均不便于運行人員觀察。沖轉過程中，隨著工況的變化，疏水擴容器壓力也會發生變化，有可能正壓運行，從而造成疏水不順暢。由于CRT無該數據監視，現場也無專人監視，以致該參數發生異常時不能及時發現和調整。

3.4 主蒸汽和再熱蒸汽管道疏水門節流不夠充分。

盡管運行人員為防止主、再熱汽管道疏水壓力高，造成汽機本體疏水不暢，已將主蒸汽和再熱蒸汽管道疏水門節流（當時節流剩一圈左右），但對節流是否充分，沒有準確判斷。從此次事件來看，極有可能節流還不夠充分，導致管道疏水壓力高過本體疏水壓力，造成疏水不暢。

3.5 監盤人員麻痹大意，對重要參數監視不到位。

此次沖轉過程中，監盤人員盡管發現調整段溫度下降迅速，但由于以往也出現過類似情況，因此并未及時采取有效控制措施，存在僥幸心理，導致上下缸溫差超過規定值而未及時發現，造成事故的發生。

4 防范措施及建議

4.1 運行操作方面防范措施

a.汽輪機溫、熱態沖轉前，應適當節流主蒸汽管道和中壓聯合汽門前疏水，可考慮節流該門至二分之一圈左右，并對節流程度要心中有數，同時控制高壓疏水膨脹箱壓力在微負壓5kPa以上，沖轉前打開本體疏水5-10分鐘后，再開始沖轉。這樣做的目的是降低電動主汽門前后疏水壓力，保證高壓平衡管疏水暢通，防止汽輪機沖轉時，高壓平衡管內的積水被帶進高壓缸。

b.運行人員在汽輪機沖轉過程中，當發現高壓調整段溫度出現下降時，應停止升速，待其溫度回升后再升速。并嚴格控制升速率，沖轉至500轉內，升速率為200-300r/min，檢查正常后以300-500r/min

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