【潤滑系統(tǒng)在線油液監(jiān)測】汽輪機(jī)運(yùn)行常見事故及處理
1 汽輪機(jī)緊急事故停機(jī)
汽輪機(jī)破壞真空緊急停機(jī):①、轉(zhuǎn)速升高超過3300~3360r/min,或制造廠家規(guī)定的上限值,而危急保安器與電超速保護(hù)未動(dòng)作;②汽輪機(jī)發(fā)生水沖擊或汽溫直線下降(10min內(nèi)下降50℃);③、軸向位移達(dá)極限值或推力軸承溫度超限而保護(hù)未動(dòng)作;④、脹差增大超過極限值;⑤、油系統(tǒng)油壓或主油箱油位下降,超過規(guī)定極限值;⑥、汽輪機(jī)軸承金屬溫度或軸承回油溫度超過規(guī)定值,或軸承冒煙時(shí);⑦、汽輪發(fā)電機(jī)組突然發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)或振動(dòng)突然增大超過規(guī)定值;⑧、汽輪機(jī)油系統(tǒng)著火或汽輪機(jī)周圍發(fā)生火災(zāi),就地采取措施而不能撲滅以致嚴(yán)重危機(jī)設(shè)備安全;⑨、加熱器、除氧器、等壓力容器發(fā)生爆破;⑩汽輪機(jī)主軸承摩擦產(chǎn)生火花或冒煙;發(fā)電機(jī)冒煙、著火或氫氣爆炸;勵(lì)磁機(jī)冒煙、著火。
汽輪機(jī)不破壞真空緊急停機(jī):①、凝汽器真空下降或低壓缸排汽溫度上升,超過規(guī)定極限值;②、主蒸汽或再熱蒸汽參數(shù)超限;③、主蒸汽、再熱蒸汽、抽汽、給水、凝結(jié)水、油系統(tǒng)管道及附件破裂無法維持運(yùn)行;④、調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障,無法維持運(yùn)行。⑤、主蒸汽溫度升高(通常允許主蒸汽溫度比額定溫度高5℃左右)超過規(guī)定溫度及規(guī)定允許時(shí)間時(shí)。
機(jī)組運(yùn)行中,對于機(jī)組軸瓦烏金溫度及回油溫度出現(xiàn)以下情況之一時(shí),應(yīng)立即打閘停機(jī):①任一軸承回油溫度超過75℃或突然連續(xù)升高至70℃時(shí);②、主油瓦烏金溫度超過85℃或廠家規(guī)定值時(shí);③、回油溫度急劇升高或軸承內(nèi)冒煙時(shí);④、潤滑油泵啟動(dòng)后,油壓低于運(yùn)行規(guī)程允許值;⑤、盤式密封回油溫度超過80℃或?yàn)踅饻囟瘸^95℃時(shí);⑥、發(fā)現(xiàn)油管、法蘭及其他接頭處漏油、威脅安全運(yùn)行而又不能在運(yùn)行中消除時(shí)。
汽輪機(jī)緊急故障停機(jī)的步驟:①、立即遙控或就地手打危急保安器;②、確證自動(dòng)主汽門、調(diào)速汽門、抽汽止回閥關(guān)閉,負(fù)荷到零后,立即解列發(fā)電機(jī);③、啟動(dòng)輔助油泵;④、破壞真空(開啟輔抽空氣門或關(guān)閉主抽總汽門),并記錄轉(zhuǎn)子惰走時(shí)間;⑤進(jìn)行其他停機(jī)操作(同正常停機(jī))。
2 凝結(jié)器真空下降的現(xiàn)象及處理
凝結(jié)器真空下降的主要特征:①、凝汽器真空表指示降低,排汽溫度升高;②、在進(jìn)汽量相同的情況下,汽輪機(jī)負(fù)荷降低;③凝結(jié)器端差明顯增大;④、凝汽器水位升高;⑤、當(dāng)采用射汽抽汽器時(shí),還會看到抽汽器口冒汽量增大;⑥、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵、抽氣設(shè)備、循環(huán)水冷卻設(shè)備、軸封系統(tǒng)等工作出現(xiàn)異常。
凝結(jié)器真空急劇下降的原因:①、循環(huán)水中斷;②、低壓軸封供汽中斷;③、真空泵或抽氣器故障;④真空系統(tǒng)嚴(yán)重漏氣;⑤、凝汽器滿水。
凝結(jié)器真空急劇下降的處理:①、若是循環(huán)水泵掉泵或循環(huán)水量不足引起,啟用備用循環(huán)泵;②、若是凝結(jié)泵掉泵或熱水井水位過高引起,則立即啟動(dòng)備用凝結(jié)泵或開大凝結(jié)泵出水門;③、若是抽氣器噴嘴堵塞,則切換備用抽氣器或啟用輔抽保持真空,再聯(lián)系處理;④、若是真空系統(tǒng)泄露引起,可以在泄露處加膨脹補(bǔ)償節(jié);⑤、若是低壓軸封中斷,立即查找原因并處理。
凝結(jié)器真空緩慢下降的原因:①、真空系統(tǒng)不嚴(yán)密;②、凝結(jié)器水位升高;③、循環(huán)水量不足;④、抽氣器工作不正?;蛐式档停虎?、凝結(jié)器銅管結(jié)垢;⑥、冷卻設(shè)備異常。
凝結(jié)器真空緩慢下降的處理:對照儀表指示、設(shè)備缺陷、系統(tǒng)特點(diǎn)等多方查找原因,并對癥處理。應(yīng)避免長時(shí)間在低真空下運(yùn)行,造成設(shè)備的損壞。
3 主蒸汽溫度下降
主蒸汽溫度下降的影響:①、在機(jī)主出力不變的情況下,將增大進(jìn)汽量,從而導(dǎo)致末級焓降增大,末級葉片過負(fù)荷。②、末幾級蒸汽濕度增大,將加劇末幾級長葉片的水沖刷,降低葉片的經(jīng)濟(jì)性和安全性,同時(shí)也降低其使用壽命;③、蒸汽溫度急劇下降,高溫部件將產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形。④、主蒸汽溫度降低會導(dǎo)致高壓部分的焓降減少,要引起各級的反動(dòng)度增加,增加機(jī)組的軸向推力,推力瓦塊溫度升高,
機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性降低;⑤、蒸汽溫度過度降低可能造成汽輪機(jī)水沖擊事故。
主蒸汽溫度下降的處理:①、主蒸汽溫度降低時(shí),提升蒸汽溫度;②、主、再熱蒸汽溫度下降至規(guī)程規(guī)定值時(shí),開始降負(fù)荷。③、當(dāng)蒸汽溫度下降時(shí),應(yīng)開啟高、中壓調(diào)速汽門室疏水,高、中壓調(diào)速汽門后導(dǎo)管疏水門,汽輪機(jī)本體疏水門,抽汽隔絕門前疏水門。④、當(dāng)主、再熱蒸汽溫度下降至極限時(shí),故障停機(jī)。⑤、蒸汽溫度下降過程中,如果出現(xiàn)溫度驟降或在10min內(nèi)溫度下降超過50℃,立即故障停機(jī)。⑥、在蒸汽溫度下降過程中,要特別注意脹差、軸位移、振動(dòng)的變化,超出標(biāo)準(zhǔn)立即故障停機(jī)。⑦、在當(dāng)蒸汽溫度下降時(shí)發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)有進(jìn)水象征時(shí),按汽輪機(jī)進(jìn)水處理。
4 汽輪機(jī)軸向位移增大
影響汽輪機(jī)軸向位移增大的原因:①、葉片結(jié)垢;②、汽輪機(jī)進(jìn)水;③、通流部分過負(fù)荷;④、真空降低;⑤、推力軸承損壞;⑥、蒸汽參數(shù)變化大;⑦、負(fù)荷變化或機(jī)組突然甩負(fù)荷;⑧、回?zé)峒訜崞魍V?;⑨、高壓軸封嚴(yán)重磨損;⑩、汽輪機(jī)單缸進(jìn)汽。
軸向位移大的處理:①、發(fā)現(xiàn)軸向位移大時(shí),應(yīng)檢查推力軸承溫度、推力軸承回油溫度(65℃)。②、傾聽機(jī)組內(nèi)部聲音,檢查軸承振動(dòng);③、檢查運(yùn)行工況是否變化,采取相應(yīng)措施恢復(fù)正常。④、當(dāng)軸位移達(dá)到報(bào)警值時(shí),應(yīng)降低機(jī)組負(fù)荷;⑤、當(dāng)推力瓦溫度達(dá)極限值(95℃)時(shí),應(yīng)故障停機(jī);⑥、當(dāng)軸位移達(dá)到極限值而保護(hù)未動(dòng)作時(shí),應(yīng)故障停機(jī)。
5 汽輪機(jī)大軸彎曲事故
事故現(xiàn)象:①、機(jī)組振動(dòng)增大、甚至發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng);②、前后汽封處可能會產(chǎn)生火花;③、汽缸內(nèi)部有金屬摩擦聲;④、有大軸擾度指示的機(jī)組,大軸擾度指示值增大或超限(轉(zhuǎn)子彎曲度大于0.035mm);⑤、在推力軸承損壞的情況下,推力瓦溫度升高,軸向位移指示值增大;⑥、汽缸上、下缸溫差增大等 事故處理:結(jié)合儀表指示及運(yùn)行工況,判斷機(jī)組已發(fā)生較為嚴(yán)重的故障。應(yīng)果斷停機(jī),并記錄惰走時(shí)間。停機(jī)后若轉(zhuǎn)子盤不動(dòng),不要強(qiáng)行盤車,以免造成其他部件的更大損壞。發(fā)生這類故障,應(yīng)揭缸檢查處理后,再考慮下次的啟動(dòng)。
預(yù)防措施:①、每次啟動(dòng)前必須認(rèn)真檢查大軸的晃動(dòng)度,確認(rèn)大軸彎曲度在允許范圍內(nèi),一般要求大軸晃動(dòng)值不超過原始值0.02MM。②、上下汽缸溫差不超過50℃;熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)。軸封系統(tǒng)應(yīng)先送蒸汽,然后抽真空,一般軸封送汽溫度高于軸封段壁溫30—50℃。(禁止轉(zhuǎn)子在不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下進(jìn)行暖機(jī)和向軸封送汽)。 ③、汽輪機(jī)啟動(dòng)前應(yīng)充分連續(xù)盤車、一般不少于2-4h,無論任何原因停機(jī)時(shí),必須立即投入盤車;若轉(zhuǎn)子熱彎曲較大時(shí),應(yīng)先盤車1800,待轉(zhuǎn)子熱彎曲消失后再投入連續(xù)盤車。④、機(jī)組啟動(dòng)時(shí)必須投入有關(guān)的儀表和保護(hù)裝置,如:轉(zhuǎn)速表、超速保護(hù)、軸向位移保護(hù)、軸彎曲指示、大軸與軸承振動(dòng)、汽缸膨脹、脹差、低油壓保護(hù)、低汽溫保護(hù)等,并檢查大軸繞度、上下缸溫差在規(guī)定范圍內(nèi),方可啟動(dòng)。
6 廠用電源中斷事故現(xiàn)象及處理
廠用電源中斷事故現(xiàn)象:機(jī)組聲音突變,所有照明燈熄滅,事故照明啟動(dòng);凝汽器循環(huán)水壓力到零,真空急劇下降;熱水水位升高,凝結(jié)泵、給水泵、輸水泵等停轉(zhuǎn),事故報(bào)警器鳴叫;主抽汽器排水管冒白色蒸汽。
廠用電源中斷事故處理:1、立即啟動(dòng)事故油泵緊急故障停機(jī)。2、冷油器的冷卻水倒為備用水源供給,注意各軸承溫度的變化。3、停止主抽氣器的運(yùn)行,復(fù)位各電動(dòng)機(jī)開關(guān)至停止位置。4、注意除氧器水位,廠用電來后立即通知化驗(yàn)室送水。5、廠用電恢復(fù)后,依次啟動(dòng)給水泵、循環(huán)泵,班長、司機(jī)立即組織啟動(dòng)機(jī)組(在啟動(dòng)時(shí),為避免二次廠用電中斷,輔機(jī)不能同時(shí)啟動(dòng))。
7 水沖擊事故
水沖擊事故前的象征:主蒸汽溫度急劇降低或主蒸汽溫度在10min內(nèi)降低50℃以上,汽壓大幅度擺動(dòng);汽輪機(jī)聲音突變,發(fā)生振動(dòng),機(jī)內(nèi)有金屬聲和沖擊聲;從主蒸汽管道的法蘭、軸封、汽缸結(jié)合面處冒出白色蒸汽或?yàn)R水點(diǎn);抽汽管發(fā)出水擊聲或振動(dòng);推力軸承溫度過高,軸向位移增大;汽缸上下溫差變大,下缸溫度要降低很多。
發(fā)生水沖擊事故的處理:①、發(fā)生水沖擊事故時(shí),應(yīng)迅速、果斷的進(jìn)行緊急故障停機(jī)。②、及時(shí)全開總汽門前后的疏水門、主汽門前后的疏水門、一、二、三段抽汽的疏水門、汽缸的疏水門。③、在轉(zhuǎn)子惰走內(nèi)仔細(xì)傾聽機(jī)內(nèi)聲音,檢查各軸承的溫度、軸向位移和振動(dòng)情況。④、準(zhǔn)確記錄轉(zhuǎn)子惰走時(shí)間,對水沖擊事故做詳細(xì)記錄。
水沖擊事故后,重新開機(jī)的基本要點(diǎn):①、水沖擊事故停機(jī)中,確認(rèn)機(jī)組無異音,動(dòng)靜部分無摩擦聲;②、各軸承溫度,軸向位移,機(jī)子振動(dòng)和轉(zhuǎn)子惰走時(shí)間均正常時(shí);③、加強(qiáng)機(jī)組疏水并使主蒸汽溫度合格,重新開機(jī)時(shí)要嚴(yán)格檢查機(jī)組各部情況,發(fā)現(xiàn)異常立即停止啟動(dòng),再次緊急停機(jī)。
水沖擊事故后,如有下列情況,應(yīng)嚴(yán)禁機(jī)組的重新啟動(dòng):①、水沖擊事故中和停機(jī)后盤車發(fā)現(xiàn)機(jī)內(nèi)有異音或摩擦聲;②、推力軸承溫度升高,軸向位移超過正常運(yùn)行參數(shù)值;③、惰走時(shí)間明顯縮短,必須停機(jī)檢查推力瓦,根據(jù)推力瓦的摩擦情況,對汽輪機(jī)進(jìn)行揭大蓋檢查;④、機(jī)組有強(qiáng)烈振動(dòng),在惰走時(shí)間內(nèi)不消除;
8 凝結(jié)泵自動(dòng)跳閘處理
現(xiàn)象:凝汽器真空下降,汽機(jī)負(fù)荷下降;凝結(jié)泵的電流、流量指示位零;跳閘凝結(jié)泵的開關(guān)綠燈閃光,
自啟動(dòng)凝結(jié)泵的開關(guān)紅燈閃光。
處理:①、若備用凝結(jié)泵自啟動(dòng)成功,復(fù)位各開關(guān),調(diào)整運(yùn)行參數(shù)至正常。②、若備用凝結(jié)泵自啟動(dòng)不成功,手動(dòng)啟動(dòng)備用凝結(jié)泵(無備用凝結(jié)泵,強(qiáng)制啟動(dòng)已跳閘凝結(jié)泵),若手動(dòng)啟動(dòng)不成功,按下表規(guī)定降低汽機(jī)負(fù)荷運(yùn)行,同時(shí)聯(lián)系電氣人員就地手動(dòng)合凝結(jié)泵空氣開關(guān)。③、若汽機(jī)真空降至停機(jī)極限值時(shí),應(yīng)立即停機(jī),啟動(dòng)直流油泵。
9 汽輪機(jī)發(fā)生超速損壞事故
汽輪機(jī)發(fā)生超速事故的原因:①、汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)存在缺陷(調(diào)速系統(tǒng)遲緩率最大不應(yīng)超過0.5%);②、超速保安系統(tǒng)故障(危急保安器動(dòng)作轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的110%~112%);③、運(yùn)行操作、調(diào)整、維護(hù)不當(dāng)。
汽輪機(jī)發(fā)生超速事故的現(xiàn)象:①、功率表指示到零;②、轉(zhuǎn)速表或頻率表指示值超過紅線數(shù)字并連續(xù)上升;③、機(jī)組聲音異常,振動(dòng)逐漸增大;④、主油壓迅速升高,離心式主油泵機(jī)組上升更為顯著。 汽輪機(jī)發(fā)生超速事故的處理:①、發(fā)生超速事故應(yīng)手打危急保安器,破壞真空故障停機(jī),大閘后應(yīng)檢查自動(dòng)主汽門、調(diào)汽門、抽汽止回閥迅速關(guān)閉,轉(zhuǎn)速應(yīng)下降;②、如果轉(zhuǎn)速超過3360r/min而危急保安器未動(dòng)作,應(yīng)立即手打危急保安器,破壞真空緊急故障停機(jī);③、如果危急保安器動(dòng)作,自動(dòng)主汽門、調(diào)速汽門、抽汽止回閥卡住或關(guān)不嚴(yán)時(shí),應(yīng)設(shè)法關(guān)閉上述閥門或立即關(guān)閉電動(dòng)主汽門和抽汽門;④、如果采取上述措施后,機(jī)組轉(zhuǎn)速仍不降低,應(yīng)迅速關(guān)閉與汽輪機(jī)相連的一切汽門,以切斷汽源;⑤、必要時(shí)可將發(fā)電機(jī)勵(lì)磁投入,增加制動(dòng)力;⑥、機(jī)組停運(yùn)后,要求全面檢查與修復(fù)調(diào)節(jié)、保安系統(tǒng)的缺陷,否則不允許機(jī)組再次啟動(dòng);⑦、機(jī)組重新啟動(dòng)時(shí),要注意檢查機(jī)組的振動(dòng)情況,在并網(wǎng)前,要求做危急保安器動(dòng)作試驗(yàn),動(dòng)作轉(zhuǎn)速合格后,方允許機(jī)組并入電網(wǎng)。
10 汽輪機(jī)油系統(tǒng)事故
汽輪機(jī)油系統(tǒng)事故產(chǎn)生的原因:①、由于本身機(jī)械部分的損傷或破壞導(dǎo)致主油泵工作失常;②、由于油系統(tǒng)的管道、閥門、冷卻器等部件的安裝檢修不良,運(yùn)行中機(jī)組振動(dòng)而松弛,以及儲油設(shè)備破裂或誤操作等原因?qū)е掠拖到y(tǒng)漏油;③、由于軸封間隙大、油系統(tǒng)不完善、汽輪機(jī)回油室負(fù)壓過高、軸封冷卻器不正?;蜉S封冷卻器不正常或軸封抽汽器容量不足導(dǎo)致油系統(tǒng)進(jìn)水;④、油系統(tǒng)著火。
汽輪機(jī)油系統(tǒng)事故的現(xiàn)象:①、油系統(tǒng)壓力下降、油量減少及主油泵聲音異常;②、油箱油位降低;③、軸承油擋漏油,油管振動(dòng)增加;④、油系統(tǒng)著火。
汽輪機(jī)油系統(tǒng)事故的處理:①、啟動(dòng)輔助油泵,若仍不能維持油壓則立即緊急停機(jī)。②、發(fā)現(xiàn)油壓降低或油箱油位下降時(shí),應(yīng)立即檢查主油泵出口的高、低壓油管道及有關(guān)管件,并采取有效措施堵漏;③、檢查油箱放油閥是否誤開.
11 汽輪機(jī)軸瓦損壞事故
軸瓦損壞的原因:①、發(fā)生水擊或機(jī)組過負(fù)荷,引起推力瓦損壞;②、軸承斷油;③、機(jī)組強(qiáng)烈振動(dòng);④、軸瓦本身缺陷;⑤、潤滑油中夾帶有機(jī)械雜質(zhì),損傷烏金面,引起軸承損壞。⑥、檢修方面的原因;⑦、由于安裝或檢修質(zhì)量不高,造成軸承受力分配不均,會使過載的軸承造成損壞;⑧、油溫控制不當(dāng),影響到軸承油膜的形成與穩(wěn)定,嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致軸瓦烏金損壞;⑨、運(yùn)行方面的原因。⑩、軸電流的存在,
會造成軸承的損壞。
事故象征:①、軸承回油溫度超過75℃或突然連續(xù)升高至70℃;②、主軸瓦烏金溫度超過85℃,推力瓦烏金溫度超過95℃;③、回油溫度升高且軸承內(nèi)冒煙;④、潤滑油壓下降至運(yùn)行規(guī)程允許值以下,油系統(tǒng)漏油或潤滑油泵無法投入運(yùn)行;⑤、機(jī)組振動(dòng)增加。
事故處理:在機(jī)組運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)以上象征且證明機(jī)組已發(fā)生異?;驌p壞,應(yīng)立即打閘緊急停機(jī),檢查損壞情況,采取檢修措施進(jìn)行修復(fù)。
12 葉片斷落事故
事故象征:①、汽輪機(jī)內(nèi)部或凝汽器內(nèi)部產(chǎn)生突然的聲響;②、當(dāng)斷落的葉片落入凝汽器時(shí),會導(dǎo)致凝結(jié)水硬度和導(dǎo)電度突然增大,凝結(jié)水水位增高,凝結(jié)水泵電動(dòng)機(jī)電流增大;③、機(jī)組振動(dòng)包括振幅和相位通常會明顯變化,有時(shí)會產(chǎn)生瞬間強(qiáng)烈抖動(dòng),有時(shí)只有在啟動(dòng)、停機(jī)過程中的臨界轉(zhuǎn)速附近,機(jī)組振動(dòng)會出現(xiàn)明顯增大;④、在同一負(fù)荷下蒸汽流量、調(diào)節(jié)汽門開度、監(jiān)視段壓力都會發(fā)生變化;⑤、若斷落葉片發(fā)生在抽汽部位,則會造成抽汽止回閥卡澀或使加熱器管子受撞擊損壞,引起加熱器疏水水位升高;⑥、在停機(jī)惰走過程或盤車狀態(tài)下,能聽到金屬摩擦聲,惰走時(shí)間縮短;⑦、轉(zhuǎn)子掉落葉片后,其平衡情況及軸相推力要發(fā)生變化,有時(shí)會引起推力瓦溫度和軸承回油溫度升高。
事故處理:根據(jù)以上現(xiàn)象進(jìn)行綜合判定,當(dāng)清楚聽到汽缸內(nèi)發(fā)生金屬響聲或機(jī)組出現(xiàn)強(qiáng)烈振動(dòng)時(shí),應(yīng)判斷為通流部分損壞或葉片斷落,則應(yīng)緊急故障停機(jī),準(zhǔn)確記下惰走時(shí)間,在惰走和盤車過程中仔細(xì)傾聽
汽缸內(nèi)聲音。
汽輪機(jī)常見事故分析及處理
一、汽輪機(jī)真空下降
汽輪機(jī)運(yùn)行中,凝汽器真空下降,將導(dǎo)致排汽壓力升高,可用焓減小,同時(shí)機(jī)組出力降低;排汽缸及軸承座受熱膨脹,軸承負(fù)荷分配發(fā)生變化,機(jī)組產(chǎn)生振動(dòng);凝汽器銅管受熱膨脹產(chǎn)生松弛、變形,甚至斷裂;若保持負(fù)荷不變,將使軸向推力增大以及葉片過負(fù)荷,排汽的容積流量減少,末級要產(chǎn)生脫流及旋流;同時(shí)還會在葉片的某一部位產(chǎn)生較大的激振力,有可能損傷葉片。因此機(jī)組在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)真空下降時(shí)必須采取如下措施:
1)發(fā)現(xiàn)真空下降時(shí)首先要對照表計(jì)。如果真空表指示下降,排汽室溫度升高,即可確認(rèn)為真空下降。在工況不變時(shí),隨著真空降低,負(fù)荷相應(yīng)地減小。
2)確認(rèn)真空下降后應(yīng)迅速檢查原因,根據(jù)真空下降原因采取相應(yīng)的處理措施。
3)應(yīng)啟動(dòng)備用射水軸氣器或輔助空氣抽氣器。”
4)在處理過程中,若真空繼續(xù)下降,應(yīng)按規(guī)程規(guī)定降負(fù)荷,防止排汽室溫度超限,防止低壓缸大氣安全門動(dòng)作。汽輪機(jī)真空下降分為急劇下降和緩慢下降兩種情況。
(一)真空急劇下降的原因和處理
1.循環(huán)水中斷循環(huán)水中斷的故障可以從循環(huán)泵的工作情況判斷出。若循環(huán)泵電機(jī)電流和水泵出口壓力到零,即可確認(rèn)為循環(huán)泵跳閘,此時(shí)應(yīng)立即啟動(dòng)備用循環(huán)泵。若強(qiáng)合跳閘泵,應(yīng)檢查泵是否倒轉(zhuǎn);若倒轉(zhuǎn),嚴(yán)禁強(qiáng)合,以免電機(jī)過載和斷軸。如無備用泵,則應(yīng)迅速將負(fù)荷降到零,打閘停機(jī)。循環(huán)水泵出口壓力、電機(jī)電流擺動(dòng),通常是循環(huán)水泵吸入口水位過低、網(wǎng)濾堵塞等所致,此時(shí)應(yīng)盡快采取措施,提高水位或清降雜物。如果循環(huán)水泵出口壓力、電機(jī)電流大幅度降低,則可能是循環(huán)水泵本身故障引起。如果循環(huán)泵在運(yùn)行中出口誤關(guān),或備用泵出口門誤門,造成循環(huán)水倒流,也會造成真空急劇下降。
2.射水抽氣器工作失常如果發(fā)現(xiàn)射水泵出口壓力,電機(jī)電流同時(shí)到零,說明射水泵跳閘;如射水泵壓力.電流下降,說明泵本身故障或水池水位過低。發(fā)生以上情況時(shí),均應(yīng)啟動(dòng)備用射水磁和射水抽氣器,水位過低時(shí)應(yīng)補(bǔ)水至正常水位。
3.凝汽器滿水凝汽器在短時(shí)間內(nèi)滿水,一般是凝汽器銅管泄漏嚴(yán)重,大量循環(huán)水進(jìn)入汽側(cè)或凝結(jié)水泵故障所致。處理方法是立即開大水位調(diào)節(jié)閥并啟動(dòng)備用凝結(jié)水泵。必要時(shí)可將凝結(jié)水排入地溝,直到水位恢復(fù)正常。銅管泄漏還表現(xiàn)為凝結(jié)水硬度增加。這時(shí)應(yīng)停止泄漏的凝汽器,嚴(yán)重時(shí)則要停機(jī)。如果凝結(jié)水泵故障,可以從出口壓力和電流來判斷。
4.軸封供汽中斷如果軸封供汽壓力到零或出現(xiàn)微負(fù)壓,說明軸封供汽中斷,其原因可能是軸封壓力調(diào)整節(jié)器失靈,調(diào)節(jié)閥閥芯脫落或汽封系統(tǒng)進(jìn)水。此時(shí)應(yīng)開啟軸封調(diào)節(jié)器的旁路閥門,檢查除氧器是否滿水(軸封供汽來自除氧器時(shí))。如果滿水,迅速降低其水位,倒換軸封的備用汽源。
(二)真空緩慢下降的原因和處理
因?yàn)檎婵障到y(tǒng)龐大,影響真空的因素較多,所以真空緩慢下降時(shí),尋找原因比較困難,重點(diǎn)可以檢查以下各項(xiàng),并進(jìn)行處理。
1.循環(huán)水量不足循環(huán)水量不足表現(xiàn)在同一負(fù)荷下,凝汽器循環(huán)水進(jìn)出口溫差增大,其原因可能是凝汽器進(jìn)入雜物而堵塞。對于裝有膠球清洗裝置的一機(jī)組,應(yīng)進(jìn)行反沖洗。對于凝汽器出口管有虹吸的機(jī)組,應(yīng)檢查虹吸是否破壞,其現(xiàn)象是:凝汽器出口側(cè)真空到零,同時(shí)凝汽器入口壓力增加。出現(xiàn)上述情況時(shí),應(yīng)使用循環(huán)水系統(tǒng)的輔助抽氣器,恢復(fù)出口處的真空,必要時(shí)可增加進(jìn)入凝汽器的循環(huán)水量。凝汽器出人口溫差增加,還可能是由于循環(huán)水出口管積存空氣或者是銅管結(jié)垢嚴(yán)重。此時(shí)應(yīng)開啟出口管放空氣閥,排除空氣或投入膠球清洗裝置進(jìn)行清洗,必要時(shí)在停機(jī)后用高壓水進(jìn)行沖洗。
2.凝汽器水位升高導(dǎo)致凝汽器水位升高的原因可能是凝結(jié)水泵入口汽化或者凝汽器銅管破裂漏入循環(huán)水等。凝結(jié)水泵入口汽化可以通過凝結(jié)水泵電流的減小來判斷,當(dāng)確認(rèn)是由于此原因造成凝汽器水位升高時(shí),應(yīng)檢查水泵入口側(cè)蘭盤根是否不嚴(yán),漏入空氣。凝汽器銅管破裂可通過檢驗(yàn)?zāi)Y(jié)水硬度加以判斷。 3.射水抽氣器工作水溫升高工作水溫升高,使抽氣室壓力升高,降低了抽氣器的效率。當(dāng)發(fā)現(xiàn)水溫升高時(shí),應(yīng)開啟工業(yè)水補(bǔ)水,降低工作水溫度。
4.真空系統(tǒng)漏人空氣真空系統(tǒng)是否漏入空氣,可通過嚴(yán)密性試驗(yàn)來檢查。此外,空氣漏入真空系統(tǒng),還表現(xiàn)為凝結(jié)水過冷度增加,并且凝汽器端差增大。
二、汽輪機(jī)超速
汽輪發(fā)電機(jī)組是在高速下工作的精密配合的機(jī)械設(shè)備,汽輪機(jī)作為原動(dòng)機(jī),具有強(qiáng)大的動(dòng)力矩,在運(yùn)行中調(diào)節(jié)系統(tǒng)一旦失靈。就可能使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速急劇升高,轉(zhuǎn)子零件的應(yīng)力將達(dá)到不允許的數(shù)值,可能使葉片甩脫、軸承損壞、轉(zhuǎn)子斷裂,甚至整個(gè)機(jī)組報(bào)廢。因此,汽輪機(jī)超速是對人身安全和設(shè)備危害極大的惡性事故。為了防止汽輪機(jī)超速,在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了多道保護(hù)措施,但汽輪機(jī)超速事故仍不能完全避免,其主要原因如下:
(1)調(diào)節(jié)系統(tǒng)有缺陷:
1)調(diào)速汽門不能正常關(guān)閉或關(guān)閉不嚴(yán); 2)調(diào)節(jié)系統(tǒng)遲緩率過大或調(diào)節(jié)部件卡澀; 3)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性不良;
4)調(diào)節(jié)系統(tǒng)整定不當(dāng),如同步器調(diào)整范圍、配汽機(jī)構(gòu)膨脹間隙不符合要求等。
(2)汽輪機(jī)超速保護(hù)系統(tǒng)故障:
1)危急遮斷器不動(dòng)作或動(dòng)作轉(zhuǎn)速過高; 2)危急遮斷器滑閥卡澀;
3)自動(dòng)主汽門和調(diào)整汽門卡澀;
4)抽汽止回閥失靈,發(fā)電機(jī)跳閘后高加疏水汽化或鄰機(jī)抽汽進(jìn)入汽輪機(jī)。
(3)運(yùn)行操作調(diào)整不當(dāng):
1)油質(zhì)管理不善,油中有雜質(zhì),酸價(jià)過高,汽封漏汽過大,油中進(jìn)水,引起調(diào)速和保護(hù)部套卡澀;2)運(yùn)行中同步器調(diào)整超過了調(diào)整范圍或調(diào)整范圍過大; 3)蒸汽品質(zhì)不良,造成主汽門、調(diào)整汽門結(jié)垢;
4)超速試驗(yàn)操作不當(dāng),轉(zhuǎn)速飛升過快;避免超速的發(fā)生,重在預(yù)防,為此應(yīng)采取如下措施:
(1)對調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)的一般要求
1)各超速保護(hù)裝置均應(yīng)完好并正常投入;
2)在正常參數(shù)下調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)能維持汽輪機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行;
3)在額定參數(shù)下,機(jī)組甩去額定負(fù)荷后,調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)能將機(jī)組轉(zhuǎn)速維持在危急保安器動(dòng)作轉(zhuǎn)速以下:
4)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度變動(dòng)率應(yīng)不大于5%,遲緩率應(yīng)小于O.2%(大機(jī)組);
5)自動(dòng)主汽門、再熱主汽門及調(diào)節(jié)汽門應(yīng)能迅速關(guān)閉嚴(yán)密、無卡澀;
6)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)的定期試驗(yàn)裝置應(yīng)完好可靠。
(2)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)定期試驗(yàn):
1)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)定期試驗(yàn)是檢查調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)是否處于良好狀態(tài),在異常情況下是否能迅速準(zhǔn)確動(dòng)作,防止機(jī)組嚴(yán)重超速的主要手段之一。有關(guān)定期試驗(yàn)要按規(guī)定進(jìn)和行。
2)新安裝機(jī)組或大修后、或危急保安器解體或調(diào)整后、或停機(jī)一個(gè)月后再交啟動(dòng)時(shí)、或機(jī)組甩負(fù)荷試驗(yàn)前,應(yīng)提升轉(zhuǎn)速進(jìn)行危急保安器動(dòng)作試驗(yàn)。提升轉(zhuǎn)速試驗(yàn)時(shí),應(yīng)滿足制造廠
對轉(zhuǎn)子溫度的要求。
3)機(jī)組每運(yùn)行2000h后應(yīng)進(jìn)行危急保安器充油試驗(yàn)。部分200MW機(jī)組在高壓缸脹差超過+3mm時(shí)進(jìn)行危急保安器充油試驗(yàn),可能出現(xiàn)危急保安器杠桿脫不開,而造成機(jī)組跳閘。 4)每天進(jìn)行一次自動(dòng)主汽門活動(dòng)試驗(yàn)。帶固定負(fù)荷的機(jī)組,每天或至少每周進(jìn)行一次負(fù)荷較大范圍的變動(dòng),以活動(dòng)調(diào)速汽門。裝有中壓調(diào)整汽門定期活動(dòng)裝置的機(jī)組,每天或至少每周進(jìn)行一次中壓調(diào)速汽門活動(dòng)試驗(yàn)。
5)每月進(jìn)行一次抽汽止回閥關(guān)閉試驗(yàn),當(dāng)某一抽汽止回閥存在缺陷時(shí),禁止汽輪機(jī)使用該段抽汽運(yùn)行。
6)大修前后應(yīng)進(jìn)行汽門嚴(yán)密性試驗(yàn)。
7)機(jī)組安裝后應(yīng)與制造廠聯(lián)系,取得同意后進(jìn)行甩負(fù)荷試驗(yàn)。試驗(yàn)前應(yīng)先進(jìn)行節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)試驗(yàn)、危急保安器動(dòng)作試驗(yàn)、汽門嚴(yán)密性試驗(yàn)、抽汽止回閥試驗(yàn),并在各項(xiàng)試驗(yàn)合格后才能進(jìn)行。
(3)防止汽門卡澀的措施:
1)汽輪機(jī)嚴(yán)重超速事故大多數(shù)是由于汽門卡澀等原因不能及時(shí)嚴(yán)密關(guān)閉而引起的。防止汽門卡澀,保證其能迅速嚴(yán)密關(guān)閉,是防止嚴(yán)重超速事故的關(guān)鍵。 2)高、中壓自動(dòng)主汽門錯(cuò)油門下部節(jié)流旋塞應(yīng)擰緊沖捻固定。
3)調(diào)節(jié)汽門凸輪間隙及調(diào)節(jié)汽門框架與球形墊之間間隙應(yīng)調(diào)整適當(dāng),以保證在熱態(tài)時(shí)調(diào)速汽門能關(guān)閉嚴(yán)密,關(guān)可在熱態(tài)停機(jī)后檢查凸輪是否有一定間隙來核對冷態(tài)凸輪間隙是否適當(dāng)。
4)大修中應(yīng)檢查門桿彎曲和測量閥桿與套簡間隙,不符合標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)進(jìn)行更換或處理。 5)檢修中檢查門桿與閥桿套是否存在氧化皮。對較厚的氧化皮應(yīng)設(shè)法清除,氧化皮厚的部位可用適當(dāng)放大間隙的辦法來防止卡澀。
6)檢修中應(yīng)測量主汽門及各調(diào)節(jié)汽門預(yù)啟閥行程,并檢查是否卡澀。如有卡澀,必順解體檢查處理。解體時(shí)應(yīng)徹底除去氧化皮,閥蝶與閥座接觸部分的垢跡及氧化皮也應(yīng)認(rèn)真清理,并且用紅丹油作接觸檢查。
7)蒸汽品質(zhì)應(yīng)符合要求,防止門桿結(jié)垢卡澀。
8)閥座松動(dòng)、抬起、導(dǎo)致門桿跳動(dòng),甚至運(yùn)行中門桿斷裂。 (4)對油系統(tǒng)的要求:
1)調(diào)速部套油系統(tǒng)管道中的鑄造型砂等雜物應(yīng)徹底清理干凈。
2)機(jī)組安裝時(shí)油系統(tǒng)的施II藝與油循環(huán)要求應(yīng)符合(84)基火字第145號文《汽輪發(fā)電機(jī)油系統(tǒng)施II藝暫行規(guī)定》的要求。
3)潤滑油中可添加防銹劑,檢修時(shí)調(diào)節(jié)部套可在防銹母液中浸泡24h,以提高防銹效果。
4)為防止大量水進(jìn)入油系統(tǒng),應(yīng)采用不易倒伏的汽封型式。汽封間隙應(yīng)調(diào)整適當(dāng),汽封系統(tǒng)設(shè)計(jì)及管道配置合理,汽封壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)正常投入。
5)前箱、軸承箱負(fù)壓不宜過高,以防止灰塵及水、汽進(jìn)入油系統(tǒng)。一般前箱、軸承箱負(fù)壓以12~20mm水柱為宜(或軸承室油檔無油及油煙噴出即可)。
三、汽輪機(jī)水沖擊
水或冷蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī),可能造成設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞。水沖擊將造成葉片的損傷、動(dòng)靜部分碰磨、汽缸裂紋或產(chǎn)生永久變形,推力軸承損壞等。對此,設(shè)計(jì)和運(yùn)行部門必須高度重視。關(guān)于汽輪機(jī)進(jìn)水事故,應(yīng)以預(yù)防為主,若運(yùn)行中一旦發(fā)生,必須采取迅速果斷的措施進(jìn)行處理。下面根據(jù)水或冷汽的來源分別進(jìn)行討論。
1.來自鍋爐及主蒸汽系統(tǒng)由于誤操作或自動(dòng)調(diào)整裝置失靈,鍋爐蒸汽溫度或汽包水位失去控制,有可能使水或冷蒸汽從鍋爐經(jīng)主蒸汽管道進(jìn)入汽輪機(jī)。嚴(yán)重時(shí)會使汽輪機(jī)發(fā)生水沖擊。汽輪機(jī)進(jìn)水時(shí),必須迅速破壞真空,緊急停機(jī),并開啟汽輪機(jī)本體和主蒸汽管道上的防措施。
(一)葉片斷落的征象汽輪機(jī)在運(yùn)行中發(fā)生葉片斷落一般有下列現(xiàn)象:
1)汽輪機(jī)內(nèi)部或凝汽器內(nèi)有突然的響聲,此時(shí)在汽輪機(jī)平臺底層??汕宄芈牭?。 2)機(jī)組發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)或振動(dòng)明顯增大,這是由于葉片斷落而引起轉(zhuǎn)子平衡破壞或轉(zhuǎn)與落葉片發(fā)生碰撞摩擦所致。但有時(shí)葉片的斷落發(fā)生在轉(zhuǎn)子的中間級,發(fā)生動(dòng)靜部分摩擦?xí)r,機(jī)組就不一定會發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)或振動(dòng)明顯增大,這在容量較大機(jī)組的高、中壓轉(zhuǎn)子上有時(shí)會遇到。
3)當(dāng)葉片損壞較多而且較嚴(yán)重時(shí),由于通流部分尺寸改變,蒸汽流量、調(diào)速汽閥開度監(jiān)視級壓力等與功率的關(guān)系部將發(fā)生變化。
4)若葉片落入凝汽器,則會交凝汽器的銅管打壞,使循環(huán)水漏入凝結(jié)水中,從而表現(xiàn)為凝結(jié)水硬度和導(dǎo)電度突增。
5)若機(jī)組抽汽部位葉片斷落,則葉片可能進(jìn)入抽汽管道,使抽汽止回閥卡澀,或進(jìn)加入熱器使管子損壞,導(dǎo)致水位升高。
6)停機(jī)過程中,聽到機(jī)內(nèi)有金屬摩擦聲,惰走時(shí)間減少。
7)在停機(jī)蔌升速過程中越過臨界轉(zhuǎn)速時(shí),機(jī)組振動(dòng)有明顯的增大或變化。 (二)葉片損壞的原因葉片損壞的原因很多,但不外乎下列三個(gè)方面: 1.葉片本身的原因:
1)振動(dòng)特性不合格。由于葉片頻率不合格,運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生共振而損壞者,在汽輪機(jī)葉片事故中為數(shù)不少。如果擾動(dòng)力很大,甚至運(yùn)行幾個(gè)小時(shí)后即能發(fā)生事故。這個(gè)時(shí)間的長短,還和振動(dòng)特性、材料性能以及葉片結(jié)構(gòu)、制造加工質(zhì)量等有關(guān)。
2)設(shè)計(jì)不當(dāng)。葉片設(shè)計(jì)應(yīng)力過高或柵結(jié)構(gòu)不合理,以及振動(dòng)強(qiáng)調(diào)特性不合格等,均會導(dǎo)致葉片損壞。個(gè)別機(jī)組葉片甚薄,若鉚釘應(yīng)力較大,則鉚裝圍帶時(shí)容易產(chǎn)生裂紋。葉片鉚頭和圍帶湯裂事故發(fā)生的情況也不在少數(shù)。
3)材質(zhì)不良或錯(cuò)用材料。材料機(jī)械性能差,金屬組織有缺陷或有夾渣、裂紋等,葉片經(jīng)過長期運(yùn)行后材料疲勞性能及衰減性能變差,或因腐蝕沖刷機(jī)械性能降低,這些都導(dǎo)致葉片損壞。
4)加工工藝不良。加工工藝不嚴(yán)格,例如表面粗糙度不好,留有加工刀痕,扭轉(zhuǎn)葉片的接刀處不當(dāng),圍帶鉚釘孔或拉金孔處無倒角或倒角不夠或尺寸不準(zhǔn)確等,能引起應(yīng)力集中,從而導(dǎo)致葉片損壞。有時(shí)低壓級葉片為了防止水蝕而采用防護(hù)措施,當(dāng)此措施的工藝不良時(shí)能使葉片損壞。國內(nèi)由于焊接拉金或圍帶安裝工藝不良引起的葉片事故較多,應(yīng)引起重視。 2.運(yùn)行方面的原因:
1)偏離額定頻率運(yùn)行。汽輪機(jī)葉片的振動(dòng)特性都是按運(yùn)行頻率為50HZ設(shè)計(jì)的,因此電網(wǎng)頻率降低時(shí),可能使機(jī)組葉片的共振安全率變化而落入共振動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行,使葉片加速壞和斷裂。
2)過負(fù)荷運(yùn)行。一般機(jī)組過負(fù)荷運(yùn)行時(shí)各級葉片應(yīng)力增大,特別是最后幾級葉片,葉片應(yīng)力隨蒸汽流量的增大而成正比增大外,還隨該幾級焓隆的增加而增大。因此機(jī)組過荷運(yùn)行時(shí),應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的熱力和強(qiáng)度核算。
3)汽溫過低。新蒸汽溫度降低時(shí),帶來兩種危害:一是最后幾級葉片處濕度過大,葉片受沖蝕,截而減小,應(yīng)力集中,從而引起葉片的損壞;二是當(dāng)汽溫降低而出力不降低時(shí),流量熱必增加,從而引起葉片的過負(fù)荷,這同何況能引起葉片損壞。
4)蒸汽品質(zhì)不良。蒸汽品質(zhì)不良會使葉片結(jié)垢,造成葉片損壞。葉片結(jié)垢使通道減小,造成級焓降增加,葉片應(yīng)力增大。另外結(jié)垢也容易引起葉片腐蝕,使強(qiáng)度降低。 5)真空過高或過低。真空過高時(shí),可能使末級葉片過負(fù)荷和濕度增大,加速葉片的水蝕,容易引起葉片的損壞。另外,真空過低仍維持最大出力不變時(shí),也可能使最后幾級過負(fù)荷而引起葉片損壞。
6)水沖擊。運(yùn)行時(shí)汽輪機(jī)進(jìn)水的可能性很多,特別是近代大容量再熱機(jī)組,由于汽水系統(tǒng)相應(yīng)復(fù)雜,汽輪機(jī)進(jìn)水的可能性更有所增加,蒸汽與水一起進(jìn)入汽輪機(jī),產(chǎn)生水擊和汽缸等部件不規(guī)則冷卻和變形,造成動(dòng)靜部件碰磨,使葉片受到嚴(yán)重?fù)p壞。 7)機(jī)組振動(dòng)過大。
8)起動(dòng)、停機(jī)與增減負(fù)荷時(shí)操作不當(dāng),如改變速度太快,脹差過大等,使動(dòng)靜部分發(fā)生摩擦,導(dǎo)致葉片損壞。
9)停機(jī)后主汽閥關(guān)閉不嚴(yán)而未開啟疏水閥,有可能使蒸汽漏入機(jī)內(nèi),引起葉片腐蝕等。 3.檢修方面的原因?qū)儆跈z修不當(dāng)?shù)闹饕蛴校簞?dòng)靜間隙不合標(biāo)準(zhǔn),隔板安裝不當(dāng),起吊搬運(yùn)過程中碰傷損壞葉片,或機(jī)內(nèi)和管道內(nèi)留有雜物等。新安裝機(jī)組管道沖洗不干凈,通流部分零件安裝不牢固,運(yùn)行時(shí)有型砂異物或零件松脫等,有可能打壞葉片。檢修中對葉片拉金、圍帶等的修理要特別注意,過去曾因拉金和葉片銀焊時(shí)發(fā)生過熱而葉片斷裂的事故為數(shù)不少,而且對這種事故的原因一般較難分析。此外,調(diào)節(jié)系統(tǒng)不能維持空負(fù)荷運(yùn)行,危急保安器失靈,以及抽汽系統(tǒng)止回閥失靈,汽輪機(jī)甩負(fù)荷時(shí)發(fā)生超速,或超速試驗(yàn)時(shí)發(fā)生異常情況等,均能使機(jī)組嚴(yán)重超速而引起葉片損壞。 (三)葉片事故原因的分析
引起葉片事故的原因,常常是很復(fù)雜的,而且是多方面的,但是其中必有一種因素起主要作用。分析葉片事故時(shí)應(yīng)當(dāng)抓住主要因素,并從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮:
1)檢查葉片損壞情況。事故發(fā)生后,應(yīng)首先檢查事故的范圍和情況,并作好記錄,然后檢查斷落位置及斷面特征,初步分析事故的原因。
2)分析運(yùn)行及檢修資料。檢查葉片事故發(fā)生前的運(yùn)行工況有無異常,如運(yùn)行參數(shù)是否正常,有無超載超速及低頻率運(yùn)行,有無葉片結(jié)垢、腐蝕、水刷等情況。查看檢修資料,檢查動(dòng)靜間隙是否符合標(biāo)準(zhǔn),有無重大改進(jìn)和改造等,對運(yùn)行和檢修資料進(jìn)行全面細(xì)致的分析。 3)測定葉片的振動(dòng)特性。根據(jù)歷次振動(dòng)特性試驗(yàn)記錄進(jìn)行分析,必要時(shí)進(jìn)行振動(dòng)特性試驗(yàn),對照運(yùn)行頻率進(jìn)行分析。葉片的振動(dòng)特性數(shù)據(jù)主要為A0、B0、A1型振動(dòng)頻率、輪系振動(dòng)頻率以及Zn附近±20%的高頻數(shù)據(jù),并將歷次數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較。
4)分析損壞葉片的斷面性質(zhì)。對葉片損壞的斷面進(jìn)行仔細(xì)的分析,往往能幫助我們找出葉片損壞的原因,因此這項(xiàng)工作很重要。
5)金屬材料檢驗(yàn)分析。對葉片材料進(jìn)行金相檢查和材質(zhì)分析,如有可能,應(yīng)進(jìn)行疲勞性能和衰減性能試驗(yàn)。
6)強(qiáng)度核算。復(fù)核葉片幾何尺寸,進(jìn)行熱力和強(qiáng)度核算,檢查應(yīng)力是否過大,設(shè)計(jì)制造上是否有問題。
7)與同類機(jī)組進(jìn)行比較。 (四)防止葉片斷裂事故的措施
汽輪機(jī)運(yùn)行事故中,因葉片損壞而造成事故的比重很大。隨著單機(jī)容量的增大,運(yùn)行系統(tǒng)的操作更加復(fù)雜,因此葉片損壞事故并未減少。特別是大容量機(jī)組,發(fā)生水擊而損壞葉片的事故更是常見。防止葉片損壞事故極為重要,除制造廠在設(shè)計(jì)和制造方面應(yīng)更合理,更完善以外,運(yùn)行部門還應(yīng)從運(yùn)行和檢修等方面著手,共同采取措施,防止葉片斷裂和損壞事故的發(fā)生。
(1)在運(yùn)行管理,特別是電網(wǎng)頻率的管理方面,應(yīng)采取以下措施: 1)電網(wǎng)應(yīng)保持在定額頻率和正常允許變動(dòng)范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)葉片損壞事故的分析統(tǒng)計(jì),電網(wǎng)頻率偏離正常值是造成葉片斷裂的主要原因,因此對頻率的管理極為重要。
2)避免機(jī)組過負(fù)荷運(yùn)行,特別是防止既是低頻率運(yùn)行又是過負(fù)荷運(yùn)行。對于機(jī)組的提高出力運(yùn)行,必須事先對機(jī)組進(jìn)行熱力計(jì)算和對主要部件進(jìn)行強(qiáng)度核算,并確認(rèn)強(qiáng)度允許后才可,否則是不允許的。
3)加強(qiáng)運(yùn)行中的監(jiān)視。機(jī)組起停和正常運(yùn)行時(shí),必須加強(qiáng)對各運(yùn)行參數(shù)(例如汽壓、汽溫、出力、真空等)的監(jiān)視,運(yùn)行中不允許這些參數(shù)劇烈波動(dòng)。嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)章制度,起停必須合理,防止動(dòng)靜部件在運(yùn)行中發(fā)生摩擦。近年來,大容量機(jī)組不斷增加,由于運(yùn)行和起停操作復(fù)雜,這些機(jī)組發(fā)生水擊而損壞葉片的情況為數(shù)不少。另外,由于大機(jī)組末幾級使用長葉片,水蝕也是一個(gè)威脅。
4)加強(qiáng)汽水品質(zhì)監(jiān)督,防上葉片結(jié)垢、腐蝕。
5)經(jīng)常傾聽機(jī)內(nèi)聲音,檢查振動(dòng)情況的變化,分析各級汽壓數(shù)值和凝結(jié)水水質(zhì)情況若出現(xiàn)斷葉征象,如通流部分發(fā)生可疑響聲,機(jī)組出現(xiàn)異常振動(dòng),在負(fù)荷不變或相對減小情況下中間級汽壓升高或凝結(jié)水硬度升高,導(dǎo)電度突然增大等,應(yīng)及時(shí)處理,避免事故擴(kuò)大。 6)停機(jī)后加強(qiáng)對主汽閥嚴(yán)密性的檢查,防止汽水漏入汽缸。停機(jī)時(shí)間較長的機(jī)組,包括為消除缺陷安排的工期較長的停機(jī),應(yīng)認(rèn)真做好保養(yǎng)工作,防止通流部分銹蝕損壞。 (2)在檢修管理方面應(yīng)采取如下措施:
1)每臺汽輪機(jī)的主要級葉片,應(yīng)建立完整的技術(shù)檔案。
2)新裝機(jī)組,投運(yùn)前必須對葉片的振動(dòng)特性進(jìn)行全面測定。對不調(diào)頻葉片,要檢驗(yàn)頻率分散率;對調(diào)頻葉片,除分散率外,尚需鑒定其共振安全率。對調(diào)頻葉片,若發(fā)現(xiàn)葉片落人共振狀態(tài),應(yīng)盡快采取措施,按實(shí)際情況進(jìn)行必要的調(diào)整。
3)檢修中認(rèn)真仔細(xì)地對各級葉片及其拉金、圍帶等進(jìn)行檢查。發(fā)現(xiàn)有缺陷或懷疑缺陷有時(shí),應(yīng)進(jìn)行處理并設(shè)法加以消除。對具有阻尼拉金的葉片,要特別細(xì)心檢查,必須保持阻尼拉金的完好。在檢查過程中,如果懷疑葉片或葉根有裂紋,則要進(jìn)行必要的探傷。目前,采用超聲波探傷,不僅能檢查葉片和葉輪等部件的表面有無裂紋存在,而且能對葉根在輪槽內(nèi)部的部位進(jìn)行探傷,檢查葉根有無裂紋。
4)嚴(yán)格保證葉片檢修工藝質(zhì)量。檢修中除換新葉片的工藝質(zhì)量必須良好以外,其他一般拉金銀焊工藝、型線變化處的圓角或倒角等均應(yīng)保證工藝質(zhì)量良好。調(diào)換或重裝葉片,應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行檢修工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。注意葉片鉚釘頭處及拉金孔處的倒角及加工粗糙度。葉根應(yīng)修刮,使接觸緊密,封口片應(yīng)有足夠的緊力。新裝葉片的單片和成組頻率,分散率應(yīng)合格(即<8%),圍帶鉚接應(yīng)保證質(zhì)量良好。
5)噴嘴葉片如發(fā)現(xiàn)有彎曲變形,應(yīng)設(shè)法校正,通流部分應(yīng)清理干凈,防止遺留雜物,緊固件應(yīng)加松保險(xiǎn),以防振動(dòng)脫落。
6)起吊搬運(yùn)時(shí)防止將葉片碰損。噴砂清洗時(shí)砂粒要細(xì)。葉片和葉輪上不準(zhǔn)用尖硬工具修刮,更嚴(yán)格禁止電焊。葉片酸洗時(shí)不應(yīng)將葉片沖刷過度,清洗后應(yīng)將酸液清洗干凈,防止腐蝕。避免用單個(gè)葉片或葉片組來盤動(dòng)轉(zhuǎn)子,以免將葉片弄彎。
7)當(dāng)發(fā)現(xiàn)葉片有時(shí)明顯的熱處理工藝不當(dāng)而遺留下過大的殘余應(yīng)力時(shí),應(yīng)進(jìn)行高溫回火處理。
8)發(fā)現(xiàn)葉片斷落、裂紋和各種損傷變形,要認(rèn)真分析研究,找出原因,采取措施。對損壞的葉片,行用肉眼檢查有無加工不良、沖刷、腐蝕、機(jī)械損傷、扭曲變形、松動(dòng)位移等異常跡象。對斷落、裂紋葉片要保留實(shí)物,保護(hù)斷面。仔細(xì)檢查分析斷口位置、形狀、斷面特征、受力狀態(tài)等,并對照原始頻率數(shù)據(jù),作必要的測試鑒定。在葉片換裝、拆卸過程中,要對葉片的制造、安裝質(zhì)量作出鑒定。
為進(jìn)一步分析損傷原因,應(yīng)對斷面和裂紋作出金相、硬度檢驗(yàn),必要時(shí)進(jìn)行材料分析和機(jī)械性能試驗(yàn),以確定裂紋和材質(zhì)狀況。對同級無外觀損傷的葉片進(jìn)行探傷檢驗(yàn),并根據(jù)損傷葉片的原因分析總結(jié),采取相應(yīng)的處理措施,防止重復(fù)發(fā)生。對受機(jī)械損作或摩擦損傷的葉片、除認(rèn)真排除原因外,對可能造成應(yīng)力集中的裂紋和缺口應(yīng)進(jìn)行整修,以防止缺陷擴(kuò)大。對彎扭變形葉片的加熱整形要慎重,須按材質(zhì)嚴(yán)格控制加熱溫度,防止超溫淬硬,必要時(shí)進(jìn)行回火處理,消除殘余應(yīng)力和淬硬組織。對異常水刷或腐蝕造成的葉片損傷應(yīng)查明原因,采取措施,消除不利因素。葉片的焊補(bǔ)和焊熱鬧必須持慎重態(tài)度,應(yīng)按不同材質(zhì)制定專門焊接工藝方案,通過小型試驗(yàn)成功后再采用。采取以上措施將能幫助我們把葉片的斷事故控制在最小程度,從而提高汽輪機(jī)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。 七、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子彎曲
大軸彎曲通常分為熱彈性彎曲和永久性彎曲。熱彈性彎曲即熱彎曲,是指轉(zhuǎn)子內(nèi)部溫度不均勻,轉(zhuǎn)子受后膨脹而造成轉(zhuǎn)子的彎曲。這時(shí)轉(zhuǎn)子所受應(yīng)力未超過材料在該溫度下的屈服極限,所以,通過延長盤車時(shí)間,當(dāng)轉(zhuǎn)子內(nèi)部溫度均勻后,這種彎曲會自行消失。永久彎曲則不同,轉(zhuǎn)子局部地區(qū)受到急(或冷卻),該區(qū)域與臨近部位產(chǎn)生很大的溫度差而受熱部位熱膨脹受到約束,產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力,其應(yīng)力值超過轉(zhuǎn)子材料在該溫度下的屈服極限,在劇烈摩擦?xí)r,些溫度高達(dá)650~1300℃,使轉(zhuǎn)子局部產(chǎn)生壓縮塑性變形。當(dāng)轉(zhuǎn)子溫度均勻后,該部位將有殘余拉應(yīng)力,塑性變形并不消失,造成轉(zhuǎn)子的永久彎曲。大軸永久彎曲后往往可以發(fā)現(xiàn)肇事過程中轉(zhuǎn)子熱彎曲的高位恰好是永久彎曲后的低位,其間有180°的位差,這也說明了因熱彎曲摩擦而發(fā)熱的部位,恰好是受周圍溫度低的金屬擠壓產(chǎn)生塑性形的部位。由此可見,大軸的永久彎曲是由過大的熱應(yīng)力引起的,往往是由暫時(shí)彎曲和摩擦振動(dòng)引起的。造成大軸彎曲的因素主要有兩大類: 一是轉(zhuǎn)子動(dòng)靜部分嚴(yán)重摩擦。大軸旋轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)撓度子的偏心值成正比,原始的熱撓曲越大,動(dòng)撓度越大。當(dāng)轉(zhuǎn)速小于臨界轉(zhuǎn)速時(shí),振動(dòng)的位與轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心方向相一致。對于200MW機(jī)組,中壓轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速在1680r/min左右,所以在中速以前振動(dòng)過大時(shí)軸的瞬間振動(dòng)方向與摩擦高位點(diǎn)之間的相位角是小于90°的銳角說明熱變形與轉(zhuǎn)子原來的偏心方向趨于一致,互為疊加。偏心引起摩擦,摩擦熱變形進(jìn)一加大偏心,此種情況可以在短時(shí)間內(nèi)使動(dòng)撓度大大加劇,振動(dòng)惡化,此處是引起大軸彎曲危險(xiǎn)區(qū)域。
二是汽缸進(jìn)冷汽、冷水,使轉(zhuǎn)子局部受到急劇冷卻。下面分別加以討論。
(一)摩擦振動(dòng)引起的大軸永久性彎曲機(jī)組在啟運(yùn)過程中,由于下述原因可能引起摩擦: 1)轉(zhuǎn)子熱彎曲,即轉(zhuǎn)子愛熱不均勻。
2)轉(zhuǎn)子動(dòng)彎曲,即轉(zhuǎn)子自身不平衡,引起同步振動(dòng)。
3)汽缸熱撓曲,即汽缸受熱不均勻,上缸溫度大于下缸溫度,引起缸體向上拱背彎曲或者法蘭加熱不足時(shí),汽缸前部呈立橢圓,中部呈扁橢圓,容易引起動(dòng)、靜部分間隙消失,產(chǎn)行摩擦。
(二)汽缸進(jìn)冷汽、冷水機(jī)組在啟動(dòng)過程中,如有冷汽、冷水進(jìn)入汽輪機(jī),機(jī)組將產(chǎn)生激烈振動(dòng)。這時(shí),下汽缸受到突然冷卻,使得汽缸產(chǎn)生拱背變形,造成通流部份經(jīng)向間隙消失,使轉(zhuǎn)子汽封體產(chǎn)生摩擦,轉(zhuǎn)子無法,盤車被迫停止。轉(zhuǎn)子在高溫條件下突然受到冷水侵襲,轉(zhuǎn)子下沖半部受到冷卻,轉(zhuǎn)子表面急劇收縮,使轉(zhuǎn)子彎曲,浸入冷水的下半部為凹面,受到?jīng)]有冷卻部分的約束,承受拉應(yīng)力。根據(jù)計(jì)算,熱態(tài)停機(jī)后如汽水系統(tǒng)隔離不當(dāng)而使下部進(jìn)水,當(dāng)轉(zhuǎn)子上下出現(xiàn)200℃的溫差時(shí),冷卻部分的拉熱應(yīng)力將超過屈服極限。 (三)防止大軸彎曲的措施1.在基礎(chǔ)技術(shù)和管理方面主要值班人員應(yīng)熟悉掌握以下數(shù)據(jù)、資料:
1)大軸晃度表測點(diǎn)安裝位置,轉(zhuǎn)子原始彎曲的最大晃動(dòng)度值和最大彎曲點(diǎn)的軸向位置及圓周方向的相位。
2)汽輪發(fā)電機(jī)軸系各階監(jiān)界轉(zhuǎn)速點(diǎn)及正常啟動(dòng)運(yùn)行情況的各軸承振動(dòng)值。 3)正常情況下的盤車電流及電流擺動(dòng)值。
4)正常停機(jī)時(shí)的惰走曲線和緊急破壞真空停機(jī)時(shí)的隋走曲線。 5)停同后正常情況下高壓內(nèi)外缸及中壓缸上下壁溫度的下降曲線。 6)通流部分軸向、徑向間隙。
2.在運(yùn)行操作方面:
1)汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前必須符合以下條件,否則禁止啟動(dòng):①大軸晃動(dòng)度下超過原始值的O.02mm。②高壓內(nèi)缸上下溫差不超過35℃,高壓外缸及中壓缸上下溫差不超過50℃。③主蒸汽、再熱蒸汽溫度至少高于汽缸最高金屬溫度60~100℃,但不應(yīng)超過額定汽溫,蒸汽過熱度不低于50℃。
2)沖轉(zhuǎn)前進(jìn)行充分盤車,一般不少于2~4h,并盡可能避免中間停止盤車。
3)熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守運(yùn)行規(guī)程中的操作規(guī)定,當(dāng)汽封需要使用高溫汽源時(shí),應(yīng)注意與金屬溫度相匹配,軸封和管路經(jīng)充分疏水后方可投汽。
4)啟動(dòng)升速中應(yīng)有專人監(jiān)視軸承振動(dòng),如果有異常,應(yīng)查明原因并進(jìn)行處理。
5)機(jī)組啟動(dòng)中,因振動(dòng)異常而停機(jī)后,必須經(jīng)過全面檢查并確認(rèn)機(jī)組已符合啟動(dòng)條件,仍要連續(xù)盤車4h,才能再次啟動(dòng)。
6)啟動(dòng)過程中疏水系統(tǒng)投入時(shí),應(yīng)注意保持凝汽器水位低于疏水?dāng)U容器標(biāo)高。 7)當(dāng)主蒸汽溫度較低時(shí),調(diào)節(jié)汽閥的大幅度擺動(dòng),有可能引起汽輪機(jī)一定程度的水沖擊。 8)機(jī)組在啟、停和變工況運(yùn)行時(shí),應(yīng)按規(guī)定的曲線控制參數(shù)變化。當(dāng)lOmin內(nèi)汽溫直線下降50℃以上時(shí),在立即打閘停機(jī)。
9)機(jī)組在運(yùn)行中,軸承振動(dòng)一般不應(yīng)超過O.03mm,超過O.05mm時(shí)應(yīng)設(shè)法消除。 10)停機(jī)后應(yīng)立即投入盤車。當(dāng)盤車電流較正常值大、擺動(dòng)或有異音時(shí),應(yīng)及時(shí)匯報(bào)、分析、處理。當(dāng)汽封摩擦嚴(yán)重時(shí),應(yīng)先改為手動(dòng)的方式盤車180。待摩擦基本消失后投入連續(xù)盤車。當(dāng)盤車盤不動(dòng)時(shí),禁止用天車強(qiáng)行盤車。
11)停機(jī)后應(yīng)認(rèn)真監(jiān)視凝汽器、除氧器、加熱器的水位,防止冷汽、冷水進(jìn)入汽輪機(jī),造成轉(zhuǎn)子彎曲。
12)停機(jī)后應(yīng)檢查再熱器減溫水閥和I級旁路減溫水閥是否關(guān)閉嚴(yán)密。
13)汽輪機(jī)在熱狀態(tài)下,如主蒸汽系統(tǒng)截止閥不嚴(yán),則鍋爐不宜進(jìn)行水壓試驗(yàn)如確需進(jìn)行,應(yīng)采取有效措施,防止水漏入汽輪機(jī)。
14)熱態(tài)啟動(dòng)前應(yīng)檢查停機(jī)記錄,并與正常停機(jī)曲線比較,發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時(shí)匯報(bào)處理。
15)熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)應(yīng)先送汽封,后抽真空,高壓汽封使用的高溫汽源應(yīng)與金屬溫度相匹配,軸封汽管道應(yīng)充分暖管、疏水。防止水或冷汽從汽封進(jìn)入汽輪機(jī)。
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