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NC300/225—16.7/537/537型汽轮机
发布时间:2010/12/13  阅读次数:8504  字体大小: 【】 【】【
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第十二章 汽轮机的几种典型事故及其预防
   随着火力发电机组的单机容量不断增大,大型机组在电力生产系统中发挥着越来越重要的作用。保障发电设备的安全运行对提高电厂以至工农业生产的经济性具有非常重要的意义。
   汽轮机设备损坏,是电力系统五大恶性事故(即全厂停电、大面积停电、主要设备损坏、火灾、人身死亡)之一。汽轮机设备一旦发生重大损坏事故,就需要相当长的检修时间才能恢复发电,能否避免严重的设备损坏事故以及减轻设备损坏的严重程度,与运行人员的操作技术水平以及对事故判断和处理方法正确与否有直接关系,因此,需要运行人员具有较强的责任心,了解设备结构,熟悉系统,认真执行运行规程,防止误操作事故。同时熟悉掌握引起各种重大事故的原因、预兆和象征,抓住事故的苗头,对事故做出迅速准确的判断和处理,从而避免和减少事故发生,减少事故带来的损失。
   为了预防大容量高参数机组发生重大事故,本章将列举几种大机组曾发生过的典型事故,并介绍其预防措施。尽管所列事故是在不同的机组上发生,虽然各种机组又具有各自的特性,但对大型机组而言,还是有许多共性,可以作为借鉴。
   第一节 通流部分磨损事故
   大型中间再热汽轮机组,轴系长度较长,汽缸数目多,高、中、低压缸多采用内外缸双层结构,汽缸和转子的膨胀关系比较复杂。汽缸外型尺寸大,受热后刚度降低,变形量较大,运行过程中,内部动静间隙改变,易发生动静磨损。只要逐步地掌握机组的运行规律,可以避免磨损事故的发生。
   一、引起机组动静磨损的原因
   造成汽轮机组动静磨损事故的原因是多方面的,归纳起来主要有以下几种:
   (1)动静部套加热或冷却膨胀不均匀。由于大型汽轮机汽缸的体积与面积比,一般都大于转子的体积与面积比。这样在启动过程中转子加热比汽缸快,停机时转子比汽缸冷却得快,当转子与汽缸的胀差超过了运行控制的正负极限值,就会在轴向产生动静摩擦。另外由于上下汽缸保温条件不同、上下汽缸法兰内外的受热条件不同等因素,会使上下汽缸产生温差,使汽缸产生变形,从而改变了动静部分的间隙,当间隙变化值大于动静间隙时,就会产生径向动静磨损。
   (2)动静间隙调整不当。在汽轮机起停和运转过程中,汽缸热应力和热变形以及各受力部件的机械变形,必然会引起动静间隙的变化。所以要求全面考虑各种因素的影响,制汀出合理的动静间隙,在检修过程中进行认真的检查和调整,如果动静间隙调整不当,就会引起动静摩擦。国产300MW机组低压缸在启动、停机过程中变形量较大,曾发生过动静摩擦,后根据对变形的监测,适当增大了内部隔板汽封间隙,从而避免了动静摩擦的产生。
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  (3)汽缸法兰加热装置与快速冷却装置使用不当。机组启动过程中合理地使用汽缸和法兰加热装置可以减小胀差,避免动静部分摩擦,如果加热过度,就会使法兰外壁温度高于内壁温度,使汽缸产生危险的变形,而且破坏了胀差的分布规律和引起径向间隙的变化,经验证明,即使胀差表指示没有超过允许值,也会产生严重的动静摩擦。
   在停机后投入快速冷却装置,如进入缸内和法兰联箱的热空气温度与缸壁温度差超过允许值,则温降率过快,会使汽缸和转子胀差超限,引起动静摩擦。
   (4)受力部件机械变形超过允许值。通流部分部件如隔板叶轮等,由于设计刚度不足或在异常工况下运行使工作应力增加,会使这些部件产生过大的热变形,从而造成严重的动静摩擦事故。这类事故在一些大容量机组上曾多次发生。
   (5)推力和支持轴承损坏。由于推力或支持轴承的损坏,转子随之产生很大的轴向位从而导致动静摩擦。
   (6)机组的强烈振动。由于转子的强烈振动,轴振动的振幅超出辐向动静间隙时将产生动静摩擦。
   (7)在转子挠曲或汽缸严重变形情况下强行盘车,动静将产生严重磨损。
   (8)通流部分部件破损或硬质杂物进入通流部分,引起动静磨损。
   二、通流部分磨损所造成的危害
   高速运转的汽轮机组,具有强大的转动力矩,一旦在动静之间发生摩擦,部件往往因摩擦发热膨胀,膨胀又加剧摩擦,形成恶性循环,从而造成严重的设备损坏,从磨损事故中设备的损坏情况来看,主要表现有如下几个方面:
   (1)大轴弯曲。因摩擦使转子局部过热,产生塑性变形而使转子永久变形,转子平衡遭到破坏,而引起不平衡振动。
   (2)叶片断裂。主要表现为因磨损削弱了叶片强度,或因铆钉头磨损,围带飞脱,破坏了原有的成组连接时的振动频率,在运行中产生共振而断裂。
   (3)叶轮损坏。因磨损会使叶轮的强度降低,而且摩擦发热会引起叶轮内部金相组织变化,在材料内部造成内应力,以致在运行中产生裂纹破损。
   (4)隔板变形破裂。局部摩擦会使摩擦部位过热,使铸铁隔板产生大量的辐向裂纹,使焊接隔板沿圆周呈波浪变形,以致从隔板套中拆装困难。
   三、防止通流部分磨损的措施
   (1)运行人员应根据机组的结构特点,认真分析转子和汽缸的膨胀特点,制定出合理的启动方式。
   (2)加强刘启动、停机和变工况时对胀差的监视,及时对胀差进行控制和调整。
   (3)在启停过程中,严格按照运行规程进行操作,严格控制蒸汽参数的变化;控制汽缸金属升温和降温速度,控制汽缸上、下缸温差和法兰内外壁温差;适时投入法兰加热装置(一般在出现胀差之后,才投入法兰加热);适当控制汽封的进汽温度和汽缸排汽温度(排汽温度过高时,会引起机组振动);启动前和启动过程中严格监视转子挠度的指示值,不得超限;停机过程中按时投入顶轴油泵,防止轴瓦碾研;停机后按规定投入盘车,若盘车不能投入或手动也不能盘车,不可强行盘车,待其自然冷却,摩擦消失后,方可投入盘车;严格
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