罗定电厂#1机组冲转过程中轴振大跳机异常分析

刘华

摘 要：广东省罗定电厂#1汽轮机一次冲转过程中，由于高压内缸上下缸温差大，引起汽轮机大轴振动达到振动保护动作值跳闸。本文记录了故障的现象及过程，并分析了产生故障的原因及防范措施。

关键词：汽轮机；冲转；振动；疏水；温差

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

1 机组概况

罗定电厂#1号机组系上海汽轮机厂生产的N135-13.24/535/535超高压、中间再热、双缸、双排汽、单轴凝器式汽轮机，配套QFS-135-2型双水内冷发电机及DG-420/13.7-Ⅱ2型锅炉，于2004年投产。

2 异常经过

2015年5月4日， #1机组温态启动。03：15 达到冲转参数，主蒸汽压力2.6/2.6MPa，主蒸汽温度361/363℃，再热蒸汽压力0.73/0.73MPa，再热蒸汽温度355/340℃，高压内缸内壁温度上/下 256/236℃，中压内缸内壁温度上/下235/223℃，盘车电流 26.5 A，大轴晃动值4.5丝。03：25打开汽轮机本体疏水气动门，全面检查无异常，建立安全油后用DEH挂闸冲转，升速率100rpm，盘车脱扣正常。3：40转速升至145rpm，高压缸调整段蒸汽温度244℃，高压缸调整段蒸汽温度开始下降，高压内缸内壁缸温差开始变大。3：42高压缸调整段蒸汽温度下降至135℃，冲转至500rpm后打闸后听音正常，重新挂闸冲转，高压缸调整段蒸汽温度开始回升。03：48 转速升至1720rpm时，汽轮机#1轴承轴振大保护动作跳闸，最大值258μm（我厂保护值为250μm），此时高压内缸内壁温度上/下 251/185℃，温差66℃。停机后，执行闷缸措施，转速到零投入盘车运行，高压内缸上下温差开始逐渐缩小，至06：59温差降至26℃，重新点火。07：51主蒸汽压力2.78/2.78MPa，主蒸汽温度343/344℃，再热蒸汽压力0.3/0.3MPa，再热蒸汽温度340/338℃，高压内缸内壁温度上/下 232/208℃，检查各参数无异常后，重新冲转，启动正常。

3 原因分析

从此次开机过程来看，对比冲转前后参数，不难发现冲转后调整段温度急剧下降（两分钟由244℃降至135℃），高压内缸内壁温度也随之快速下降（从236℃降至185℃），致使高压内缸上下缸温差拉大至66℃，已经超出规程上下缸温差不得大于50℃的要求，显然这是引起此次汽轮机振动大跳机的主要原因。那么，是什么原因造成了此次上下缸温差增大呢？我们分析有以下几点原因：

3.1 疏水不充分，低温蒸汽进入下汽缸

我们知道汽轮机下汽缸比上汽缸受热条件相对要恶劣很多，主要由于下汽缸有抽汽口和抽汽管道，内部疏水由上而下流到下汽缸，从下汽缸输水管排出。因此，如果疏水不充分或疏水管路不畅，极易造成疏水进入下汽缸，引起下汽缸温度降低。

我厂汽轮机疏水管道比较复杂（如图1），自动主汽门后高压平衡管疏水与电动主汽门前后疏水接到同一段疏水母管后，再接入高压疏水膨胀箱。那么，当电动主汽门前后疏水压力高过高压平衡管疏水压力时，将导致高压平衡管疏水不畅通。这样，当汽轮机冲转时，主蒸汽将把高压平衡管内的积水带进高压缸，导致高压内下缸温度快速下降（从236℃降至185℃），致使高压内缸上下缸温差拉大至66℃，引起汽机大轴振动，达到振动保护动作值，汽机跳闸。

3.2 再热蒸汽压力偏高

从此次冲转参数来看，我们发现再热蒸汽压力有所偏高（0.73 MPa），而以往冲转时，再热蒸汽压力基本控制在0.2 MPa左右。冲转时，进入汽轮机的进汽量是很少的，因此，高压缸排汽基本没什么压力，若再热蒸汽压力高，那么将会造成高排逆止门不容易打开，从而引起蒸汽流通不顺畅。另外，再热蒸汽压力高，其疏水压力也随之升高，且也是排入高压疏水膨胀箱，这有可能造成膨胀箱压力过高，不利于疏水流通顺畅。因此，当第二次冲转时，我们将再热蒸汽压力降至了0.3MPa，启动顺利，由此来看，这也是有一定影响的。

3.3 热工测点安装不合理，不便于运行人员监视。

为保证疏水通畅，我厂要求汽轮机冲转时，疏水扩容器应维持适当负压运行。然而，疏水扩容器只安装有就地真空表，集控CRT上无法对该参数进行在线监视，且该表计安装位置、精确度均不便于运行人员观察。冲转过程中，随着工况的变化，疏水扩容器压力也会发生变化，有可能正压运行，从而造成疏水不顺畅。由于CRT无该数据监视，现场也无专人监视，以致该参数发生异常时不能及时发现和调整。

3.4 主蒸汽和再热蒸汽管道疏水门节流不够充分。

尽管运行人员为防止主、再热汽管道疏水压力高，造成汽机本体疏水不畅，已将主蒸汽和再热蒸汽管道疏水门节流（当时节流剩一圈左右），但对节流是否充分，没有准确判断。从此次事件来看，极有可能节流还不够充分，导致管道疏水压力高过本体疏水压力，造成疏水不畅。

3.5 监盘人员麻痹大意，对重要参数监视不到位。

此次冲转过程中，监盘人员尽管发现调整段温度下降迅速，但由于以往也出现过类似情况，因此并未及时采取有效控制措施，存在僥幸心理，导致上下缸温差超过规定值而未及时发现，造成事故的发生。

4 防范措施及建议

4.1 运行操作方面防范措施

a.汽轮机温、热态冲转前，应适当节流主蒸汽管道和中压联合汽门前疏水，可考虑节流该门至二分之一圈左右，并对节流程度要心中有数，同时控制高压疏水膨胀箱压力在微负压5kPa以上，冲转前打开本体疏水5-10分钟后，再开始冲转。这样做的目的是降低电动主汽门前后疏水压力，保证高压平衡管疏水畅通，防止汽轮机冲转时，高压平衡管内的积水被带进高压缸。

b.运行人员在汽轮机冲转过程中，当发现高压调整段温度出现下降时，应停止升速，待其温度回升后再升速。并严格控制升速率，冲转至500转内，升速率为200-300r/min，检查正常后以300-500r/min

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