給水泵汽輪機(jī)圍帶磨損事故分析

田建業(yè)

（甘肅電投常樂(lè)發(fā)電有限責(zé)任公司，甘肅酒泉 735000）

0 引言

汽輪機(jī)超速試驗(yàn)指用提升轉(zhuǎn)速的方法進(jìn)行危急保安器動(dòng)作轉(zhuǎn)速的測(cè)定與調(diào)整工作，并要求機(jī)組在新安裝或大修后必須進(jìn)行超速試驗(yàn)。試驗(yàn)是在汽輪機(jī)空負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行的，除被試驗(yàn)的危急保安器外，其他保護(hù)裝置均應(yīng)投入工作。

1 設(shè)備簡(jiǎn)介

國(guó)投哈密發(fā)電有限公司1#機(jī)組A 小機(jī)（以下簡(jiǎn)稱1A 小機(jī)）為北京電力設(shè)備總廠生產(chǎn)的TGQ14/6-1 型，采用單缸、單汽源、沖動(dòng)式、間接空冷和下排汽式，是660 MW 超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組半容量鍋爐給水泵的驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)。機(jī)組于2017 年10 月檢修結(jié)束后，開(kāi)始沖轉(zhuǎn)并進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)工作。

2 事件經(jīng)過(guò)

2017 年10 月12 日夜間，進(jìn)行1A 小機(jī)TSI（Turbine Supervisory Instruments，汽輪機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)）、MEH（Micro Electro-Hydraulic Control System，小汽輪機(jī)電液控制系統(tǒng)）電超速（5832 r/min）試驗(yàn)均合格，跳閘電磁閥及超速保護(hù)邏輯動(dòng)作均正常，軸瓦溫度振動(dòng)正常，小機(jī)掛閘后進(jìn)行機(jī)械超速實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖1 所示。

圖1 TSI、MEH 電超速試驗(yàn)數(shù)據(jù)

10 月13 日00：58，運(yùn)行主值通知熱控人員1A 小機(jī)電超速試驗(yàn)成功，投入1A 小機(jī)MEH 超速跳閘保護(hù)，切除1A 小機(jī)TSI超速保護(hù)，準(zhǔn)備進(jìn)行1A 小機(jī)機(jī)械超速實(shí)驗(yàn)。01：11，1A 小機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速6000 r/min，給定轉(zhuǎn)速5957 r/min，實(shí)際轉(zhuǎn)速5933 r/min，軸瓦溫度振動(dòng)正常，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖2 所示。

圖2 機(jī)械超速試驗(yàn)數(shù)據(jù)

10 月13 日01：12：58，1A 小機(jī)給定轉(zhuǎn)速5957 r/min，實(shí)際轉(zhuǎn)速5985 r/min，機(jī)械超速保護(hù)未動(dòng)作，小機(jī)缸體開(kāi)始劇烈振動(dòng)，后軸承振動(dòng)上升。01：12：03，實(shí)際轉(zhuǎn)速6019 r/min，運(yùn)行值班人員通知就地監(jiān)護(hù)人員通過(guò)汽機(jī)前箱油系統(tǒng)機(jī)械手柄緊急打閘，后1A 小機(jī)轉(zhuǎn)速下降，惰走過(guò)程中轉(zhuǎn)速4602 r/min，1A 小機(jī)后軸承X 方向振動(dòng)最高至224 μm，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)見(jiàn)圖3。

圖3 機(jī)械超速保護(hù)未動(dòng)作數(shù)據(jù)

10 月13 日，甲方運(yùn)行部對(duì)整體保護(hù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查，甲方設(shè)備部、運(yùn)行部及乙方檢修人員對(duì)1A 小機(jī)進(jìn)行多次盤(pán)車(chē)檢查，缸內(nèi)無(wú)異音。

10 月13 日23：45，運(yùn)行部再次對(duì)1A 小機(jī)進(jìn)行機(jī)械超速實(shí)驗(yàn)。23：54：12，小機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速1097 r/min，前后軸承振動(dòng)增加且后軸承振動(dòng)較大。10 月14 日00：18：30，小機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速1549 r/min，后軸承X方向振動(dòng)114 μm，超速實(shí)驗(yàn)停止，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)圖4。

圖4 再次超速試驗(yàn)數(shù)據(jù)

10 月14 日02：00，甲方設(shè)備部通知乙方開(kāi)工作票，揭2#軸承箱檢查軸瓦，打開(kāi)小機(jī)防爆門(mén)進(jìn)行檢查，打開(kāi)小機(jī)排汽管道人孔門(mén)。10 月14 日白天，乙方人員順著排汽管道進(jìn)入缸內(nèi)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)小機(jī)轉(zhuǎn)子次末級(jí)葉片圍帶部分脫落。10 月15 日上午，1A 小機(jī)揭缸，次末級(jí)葉片圍帶脫落1/4，底部汽封齒有明顯劃痕，1A 小機(jī)轉(zhuǎn)子彎曲由修前的0.015 mm 增大至0.04 mm，轉(zhuǎn)子吊出后，清缸收集約250 g 脫落圍帶粉末（圖5～圖8）。

圖5 轉(zhuǎn)子次末級(jí)圍帶磨損情況

圖6 揭缸后檢查轉(zhuǎn)子情況

圖7 葉頂汽封磨損情況

圖8 清缸收集到的脫落圍帶粉末

3 原因分析

1A 小機(jī)額定轉(zhuǎn)速為5473 r/min，調(diào)速范圍為3000～6000 r/min，1A 小機(jī)機(jī)械超速試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為5886～5994 r/min，機(jī)械超速實(shí)驗(yàn)時(shí)轉(zhuǎn)速達(dá)到6019 r/min，超速是此次事件的直接原因。

1A 小機(jī)次末級(jí)葉片圍帶采用鉚接方式，圍帶汽封間隙設(shè)計(jì)值1.0～1.25 mm，本次C 修調(diào)整間隙為1.1～1.25 mm，符合設(shè)計(jì)要求。超速實(shí)驗(yàn)與機(jī)組正常運(yùn)行不同，缸體本身膨脹不暢，在轉(zhuǎn)速達(dá)到6019 r/min 后，葉片產(chǎn)生的較大離心力使葉片拉長(zhǎng)，圍帶與汽封齒發(fā)生摩擦，圍帶被切碎是此次事件的主要原因。

4 小結(jié)

哈密電廠1A 小機(jī)在機(jī)械超速試驗(yàn)過(guò)程中，由于機(jī)械超速保護(hù)未動(dòng)作，導(dǎo)致次末級(jí)葉片圍帶嚴(yán)重磨損，為后期同類型機(jī)組運(yùn)行事故分析提供借鑒依據(jù)。