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汽轮机事故与预防的理论知识

发布时间：2010/10/3 阅读次数：29499 字体大小: 【小】【中】【大】

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第一节
汽轮机超速

一、超速的案例及原因

二、防止汽轮机超速应采取的主要措施
超速的案例及原因
汽轮机转速超过额定转速的112％，即为超速。严重超速可以导致汽轮发电机组严重损坏，甚至毁坏报废，是汽轮发电机设备破坏性最大的事故。近10年来，国内曾发生过以下几次超速造成的设备严重毁坏事故：
（1）1985年某厂一台国产200MW机组运行中，发电机开关掉闸甩负荷后，转速上升，危急保安器虽然动作基本上关闭了高压自动主汽门、调节汽门，但由于右侧中压主汽门自动关闭器滑阀活塞下部压力油进口缩孔旋塞在运行中退出，支住滑阀活塞不能移动泄压，造成右侧中压主汽门延时关闭，再热器余汽的能量使机组转速继续上升，约在3800r/min时，机组剧烈振动，中、低压转子间的加长轴对轮螺栓断裂拉脱，高、中压转子继续上升到4500r/min左右，轴系断裂成5段，高中压转子、汽缸通流部分严重毁坏，轴承、油管损坏后透平油漏出起火，经奋力抢救扑灭。事故后经鉴定，汽轮机本体报废，发电机修复后继续使用，经8个多月耗资1400多万元才恢复运行。
（2）1988年某厂一台国产200MW汽轮发电机组，在进行危急保安器提升转速试验时，在用超速滑阀提升转速中调节系统失控，转速突然上升到3500r/min多，机组剧烈振动，造成轴系断裂为13段，多处是轴颈部分断裂，整个汽轮机和发电机毁坏报废，损失2500多万元。
（3）1990年某厂一台25MW中压汽轮机组，在锅炉满水后蒸汽带水进入汽轮机时打闸停机，但因自动主汽门、调节汽门卡涩未能完全关闭，机组仍带有2万多千瓦有功负荷，而汽机运行人员却按解列按钮将发电机与系统解列，造成机组严重超速，轴系断裂为11段，多处从轴颈部位扭断，汽机叶轮、大轴、汽缸断裂飞出，汽轮机和发电机毁坏报废。
（4）1990年某自备厂一台50MW供热机组，在机组停机时，负荷减到7MW再也减不下来，操作人员未看功率表，只看到调节汽门已关闭，即打闸停机并将机组解列，主汽门、调节汽门虽然关闭，但与热网连接的抽汽逆止门卡涩未能关闭，导致热网系统蒸汽返入汽轮机造成机组严重超速报废。
（5）1993年某厂一台高压25MW汽轮发电机运行中处理励磁机整流子炭刷冒火时，突然形成环火，即打闸停机，但因自动主汽门、调节汽门卡涩未能完全关闭，继续向机内进汽，导致机组严重超速毁坏。
上述超速事故案例表明，造成汽轮机超速的主要原因是：
（1）国产220MW机组调节保安系统制造设计上留有隐患，在进行提升转速危急保安器试验时，调节系统易于进入开环失控区（即调节系统不能自动控制转速，而使转速直线上升，其原因在于超速试验滑阀的进油口面积比调速滑阀的相应排油口面积大2.1倍。对此制造厂已作改进）导致机组超速。
（2）调节保安系统检修后调试项目不全，以及运行中透平油质不良导致调速部套卡涩锈蚀，致使机组甩负荷后调节系统不能维持飞升转速在危急保安器动作转速以下，以及危急保安器锈蚀、卡涩拒动，造成机组超速。
（3）自动主汽门、调节汽门、抽汽逆止门等由于积结盐垢、产生高温氧化皮、门杆弯曲等原因造成卡涩，在危急保安器动作后，不能迅速关闭严密，使机组继续进汽造成超速。
二、防止汽轮机超速应采取的主要措施.

1985年某厂国产220MW机组严重超速事故后，原水电部以[85]水电生字85号文发了紧急通报，并以[1986]电生火字194号文发了“关于发送防止220MW机组严重超速事故的技术措施”，同时生产司、基建司先后两次发文要求新机组进行甩负荷试验。对其后的几次超速事故，能源部都发了通报并提出了防范措施。上述通报和技术措施，对防止超速事故提出了全面的、针对性的措施要求。并在1992年颁发的二十项反措中提出重点要求，应该认真学习贯彻。这里对主要防范措施再作一些强调和说明：
（1）调节系统在机组额定参数下甩掉额定电负荷后，应能将机组转速维持在危急保安器动作转速以下，这是防止超速的最基本措施。这就需要通过提高检修质量，做好调试工作，进行调节系统静态特性试验，确保调节系统的良好性能。
（2）提高调节保安系统和主汽门、调节汽门、抽汽逆止门检修质量，确保不发生机械卡涩及高温氧化皮卡涩缺陷。
（3）保持良好的透平油油质，保证不因油中水分引起调节保安部套锈蚀或油中杂质引起部套卡涩、拒动。
（4）坚持危急保安器的各项定期试验，防止危急保安器拒动。
.（5）坚持进行定期的自动主汽门、调节汽门严密性试验，防止甩负荷后不能快速关闭严密。
（6）坚持执行运行中定期活动主汽门、调节汽门和抽汽逆止门定期试验的规定，并保持良好的蒸汽品质，防止积结盐垢等因素造成汽门卡涩。
（7）各种超速保护均应投入运行，超速保护不能可靠动作时，禁止将机组投入运行或继续运行。
（8）除发电机甩负荷外的停机时，在打闸后应先检查有功功率表到零，电能表停转或逆转后，再将发电机与系统解列，或采用逆功率保护动作解列。
（9）鉴于国产220MW机组调节保安系统存在的隐患，制造厂已明确将危急保安器的动作转速降低为额定转速的108％～110％，后备保护的动作转速降低为额定转速的112％；并且在未能确证超速滑阀改进效果前，进行超速试验时，先使用同步器提升转速到3150r/min以上，再用超速滑阀提升转速。

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