給水泵汽輪機盤車裝置嚴重超速分析

范文旺，劉培棟，張 盼

(潤電能源科學技術有限公司，河南 鄭州 450052)

1 給水泵汽輪機介紹

某電廠2×660 MW 超超臨界機組工程，汽輪機采用東方汽輪機有限公司生產的CC660/602-28/2.7/0.4/600/620型超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙抽、雙背壓凝汽式汽輪機。兩臺給水泵汽輪機均采用東方汽輪機廠生產的G16-1.0型單軸、單缸、輔助蒸汽外切換、變轉速、沖動凝汽式給水泵汽輪機。

該型給水泵汽輪機盤車裝置為SEW-傳動設備(天津)有限公司生產，設備型號KA87AM160/OS1，轉速1 400/111 r/min,傳動速比12.56。該裝置采用ETL96S離合器，盤車轉速120 r/min；盤車電機參數：額定電壓380 V、額定電流21.9 A、轉速1 460 r/min。

盤車裝置工作原理：停機過程中，當機組轉速由高轉速降至240 r/min時，盤車通油電磁閥將帶電5 s，盤車裝置潤滑油打開，當接收到小汽輪機電液控制系統(micro eleotro-hydraulic control system，MEH)的“啟動轉速(180 r/min)”，盤車在“自動”且同時滿足“潤滑油壓正常”后，盤車電機接通電源。盤車電機啟動后，自動同步離合器的棘爪與棘輪齒接觸，使內外花鍵輪齒相對齊，由棘輪棘爪機構提供的有效扭矩使中間滑移體沿花鍵槽做軸向運動，驅使內、外花鍵輪齒嚙合，并帶動輸出部件轉動，盤車裝置完成投入并處于盤車狀態。當給水泵汽輪機沖轉后，盤車裝置輸出軸轉速大于輸入軸轉速時，中間滑移體受到一個反向力矩，使中間滑移體與輸出部件脫離嚙合位置，離合器自動脫開(即機械部件脫開)；當給水泵汽輪機轉速超過240 r/min時，延時30 s，DCS發出盤車電機“停止”指令，盤車電機電源斷開，此時盤車裝置完全停止，手動操作盤車斷油電磁閥帶電5 s，潤滑油停止供油。為了準確地判斷盤車的“嚙合”與“甩開”位置，盤車裝置設置一套中間滑移體位置檢測裝置，在“投入極限位置”A和“脫開極限位置”B處分別安裝一只接近開關，當中間滑移體移動到“投入極限位置”A后發出“嚙合”信號，至“脫開極限位置”B后發出“甩開”信號。

2 事故經過

2019-08-11T21:10，A給水泵汽輪機首次沖轉。當汽輪機轉速到140 r/min時，控制室顯示盤車電機邏輯連鎖停止正常。就地調試人員發現，在汽輪機轉速繼續上升中，盤車裝置聲音不斷增大并有潤滑油甩出，且有加速趨勢，判斷“盤車未脫開”，就地打閘停機。經解體盤車裝置檢查發現：盤車裝置離合器中間滑移體被鎖死在“嚙合”位置，盤車電機在聯鎖停止失去電源后，轉變為電動機方式在汽輪機轉子拖動下不斷加速。當時汽輪機控制柜的轉速表顯示轉速301 r/min，按盤車裝置傳動比(12.56:1)折算電機已嚴重超速至3 780 r/min (盤車電機允許最高轉速為3 000 r/min)。

3 事故原因

(1) 熱工方面：應排除因轉速表參數設置不正確導致轉速表顯示值低于實際值造成的超速的因素，通過熱工人員對汽輪機轉速表參數進行核對，沒有發現異常，且在給水泵汽輪機沖轉過程中使用手持轉速表與MEH轉速已經進行了比對，說明MEH轉速表參數設置無誤，轉速表顯示正確。

(2) 機械部分：造成離合器甩不開的原因主要是離合器卡澀，應解體檢查離合器棘爪、棘輪齒、內外花鍵齒有沒有毛刺、磨損、及動靜之間有無異物卡頓等等。摘掉盤車電機護罩，盤動盤車電機轉子，盤車裝置無法實現“嚙合”與“脫開”的切換，判斷盤車裝置卡死在“嚙合”位。為進一步檢查盤車裝置的嚙合情況，對盤車裝置進行了解體檢查。檢查發現：盤車裝置齒輪結構完整、無咬合、無毛刺、無碰磨、無異物，離合器中間滑移體端部固定套(運輸中，對離合器的臨時保護措施)沒有拆除，滑移體被鎖死在“嚙合”位置，致使盤車電機聯鎖停止失去電源后，在給水泵汽輪機轉子拖動下不斷加速，造成盤車裝置嚴重超速。

4 結論及建議

盤車裝置嚴重超速的是由盤車離合器被鎖定，給水泵汽輪機升速過程中離合器無法甩開造成的，對設備和現場人員的人身安全構成極大威脅，必須引起設計、制造、安裝、調試、生產運行人員高度重視。為了避免此類事故的發生，應從下面幾個方面做進一步的防范。

(1) 安裝人員應嚴格按照廠家要求進行安裝，在設備到場安裝時應按照廠家說明書要求，將設備出廠運輸中采取的安全措施(固定套)拆除，確認離合器軸向安裝尺寸、動靜間隙偏差應符合制造廠家的規定，并依照《電力建設施工技術規范》進行驗收，對盤車裝置中間滑移體的“嚙合” “甩開”位置進行確認。

(2) 維護人員應定期檢查盤車裝置離合器的潤滑和磨損情況。

(3) 給水泵汽輪機就地控制盤轉速表作為給水泵組重要的運行監視表計，必須與控制室MEH轉速核對一致，如顯示不正確或失效，嚴禁啟動。

(4) 盤車投入時，應對盤車裝置的“嚙合”“甩開”位置予以確認，盤車裝置“嚙合”“甩開”應靈活無卡澀，否則禁止啟動。靜態投入盤車，啟動前需手動盤動盤車離合器使其處于“嚙合”位，然后啟動電機，防止盤車啟動瞬時受力將棘爪撞壞。

(5) 盤車投入運行中，應保持潤滑油通油正常。當盤車電流較正常值大、數值擺動或有異音，應及時查明原因，排除設備隱患。

(6) 給水泵汽輪機沖轉時，現場人員必須嚴密監視盤車的脫扣情況，發現異常情況及時打閘停機。

(7) 在盤車電機端部增加測速裝置，并增加正反轉邏輯判斷，在給水泵汽輪機沖轉過程中，監視盤車電機的實際運行狀態，當給水泵汽輪機轉速超過240 r/min、盤車電機停止、電流落零后，發現盤車電機轉速不降反升或反轉時應立即打閘停機。