汽轮机轴延伸盘脱落引起跳闸事故分析.pdf

第26卷 第4期2023年8月Vol.26 No.4Aug.2023山东电力高等专科学校学报Journal of Shandong Electric Power College汽轮机轴延伸盘脱落引起跳闸事故分析吕赛，孙浩然，肖宗新，徐辉，蒲军（山东华聚能源股份有限公司赵楼综合利用电厂，山东菏泽274700）摘要：针对某电厂300 MW汽轮机连续出现的“就地打闸”跳机现象，通过现场监测和检查，发现汽轮机轴延伸盘紧定螺栓防脱弹簧扣脱落，导致轴延伸盘碰触危急遮断油门传动连杆，汽轮机安全油泄压，引起“就地打闸”跳机故障。根据事故原因，提出相应的预防措施，保障电厂的正常生产。关键词：300 MW汽轮机；跳闸事故；轴延伸盘；电厂安全中图分类号：TK248文献标志码：B文章编号：2096-9104（2023）04-0029-04Analysis of Trip Accident Caused by the Falling of SteamTurbine Shaft Extension DiscLYU Sai，SUN Haoran，XIAO Zongxin，XU Hui，PU Jun（Zhaolou Integrated Utilization Power Plant of Shandong Huaju Energy Co.，Ltd.，Heze 274700，China）Abstract：In allusion to the continuous local tripping of a 300 MW steam turbine in a power plant，through field monitoring andinspection，it is found that the anti-detachment spring buckle of the steam turbine shaft extension discs tightening bolt falls off，which causes the shaft extension disc to touch the emergency governor pilot valve transmission connecting rod，the steam turbinesafety oil pressure is decreased,resulting in local tripping.According to the accident causes，the corresponding preventive measures are put forward to ensure the normal production of the power plant.Keywords：300 MW steam turbine，trip accident，shaft extension disc，power plant safety0引言随着我国经济的快速发展，能源消费增长旺盛，现代能源体系建设取得新的重要成效，虽然清洁能源消费比例持续提升，但是传统火电的发电份额依然较大。汽轮机作为火电厂的三大主机之一，是完成蒸汽热能向转子机械能转化的重要设备，保证汽轮机的安全、高效运行，与火电厂的生产效益密切相关1-3。作为大型连续运行的机械设备，其工作状态受多种因素的共同影响4-5。若未能及时监测汽轮机工作过程中的运行参数，并及时排查隐患，将会对火电厂的安全生产造成不利影响6-8。本文对某电厂一起轴延伸盘脱落导致的汽轮机跳闸事故进行分析，并提出相应的预防措施，确保机组的安全运行。1设备概况某电厂1号机组为300 MW汽轮发电机组，锅炉为循环流化床锅炉，2014年投运。在该汽轮机前箱设备结构中，高中压转子调阀端与转子延伸轴采用刚性方式连接，转子延伸轴上装有轴向位移测量盘、推力盘、测速装置、主油泵叶轮，并与危急遮断器小轴相连。危急遮断器小轴上装有危急保安器、偏心键相测量盘等，如图1所示。超速遮断阀和隔膜阀利用主油泵出口供机械超速和手动脱扣总管的节流润滑油。在线路中装有减压阀，将油压限制在0.620.6889 MPa（g）范围内。借助隔膜阀，机械超速和手动脱扣总管与自动停机紧急脱扣液压总管相连。操作机械超速脱扣装置或调速器座上的手动脱扣杆将使隔膜阀开启，所有的进收稿日期：2023-04-25作者简介：吕赛（1990），男，助理工程师，主要研究方向为电厂锅炉、汽轮机运行及环保设备管理。编辑部收稿邮箱：29山东电力高等专科学校学报第26卷 第4期Vol.26 No.4汽阀关闭。图1某300 MW汽轮机前箱设备图该300 MW汽轮机前箱系统中的机械超速遮断机构有一只偏心重锤，装在汽轮机转子延伸轴上的横孔中。重锤偏离转子轴心，因此离心力使它有向外运动的趋势。通常重锤在弹簧压力的作用下保持在某一位置。当汽轮机超速到脱扣机构整定的作用点时，重锤的离心力克服弹簧的压力向外运动，撞击扳扣，从而开启超速脱扣阀，机械超速和手动脱扣总管中的油排出，油压下降，使隔膜阀打开，所有的进汽阀关闭，汽轮机解列。油压校验装置利用来自高压密封油备用总管中的高压油迫使超速脱扣重锤克服弹簧力向外运动，直到撞击到扳扣，以此来模拟超速脱扣。将脱扣所需的压力同试验压力相比，可以推断动作是否合适。保持前轴承座上的试验杆在试验中的位置，能防止机械超速和手动脱扣总管压力的衰减及避免汽轮机试验时脱扣。手动脱扣杆安装在前轴承座上，当它移至脱扣位置时，将撞击扳扣。2事故分析2.1事故经过2022年9月8日，汽轮发电机组负荷为222 MW，主汽压力为14.5 MPa，主汽温度为535，主机润滑油压为0.137MPa，主油箱油位为-127mm，发电机氢压为0.29 MPa，左、右床压分别为4.9 kPa 和5.1 kPa，床温为914。8时44分，汽轮机跳闸，第一个报警信号为“就地打闸”，触发主燃料跳闸，锅炉压力快速上升。打开对空排汽，曲轴箱强制通风阀压力无法控制，汽包 B 侧安全阀动作，汽包水位低造成锅炉跳闸。经过检查，汽轮机本体参数无异常，逻辑保护无异常，进行机组恢复。2022年9月10日，汽轮发电机组负荷为269 MW，主汽压力为16.3 MPa，主汽温度为538，主机润滑油压为0.137 MPa，主油箱油位为-127 mm，发电机氢压为0.3 MPa，左、右床压分别为4.8 kPa 和5.0 kPa，床温为902。15时47分，汽轮机跳闸，第一个报警信号为“就地打闸”，触发主燃料跳闸，锅炉压力快速上升。打开对空排汽，曲轴箱强制通风阀压力无法控制，汽包 B 侧安全阀动作，汽包水位低造成锅炉跳闸。1号汽轮发电机组连续两次跳闸原因均为“就地打闸”，电厂决定停运该机组，对汽轮机前箱进行开盖检查。2.2解体检查情况汽轮机跳闸后，交流油泵、顶轴油泵启动汽轮机盘车投入，盘车电流为24 A，在盘车状态下，打开汽轮机前轴承箱侧面及上面的手孔，对汽轮机危急遮断系统进行检查。通过摸排和监测，发现偏心键相支架上的偏心探头和键相探头损坏，如图2所示。图2前轴承箱手孔检查图通过进一步检查，发现危急遮断器小轴上的轴延伸盘脱落磨损，4条固定螺栓全部拧断脱落，锁紧用弹簧扣缺失，如图3所示。同时，危急遮断油门传动连杆磨损严重，注油试验块的4条固定螺栓发生不同程度的松动或脱落，连接结构损坏，如图 4所示。2.3返厂测试情况经过与供货厂家交流，汽轮机危急遮断器小轴30出厂时已进行封装，现场无法拆检，不具备现场修复条件，需返厂维修。厂家经过相关试验发现，轴延伸盘磨损严重，需要进行更换；危急遮断器小轴轴头磨损变细，需要进行更换；飞锤调整螺母固定销磨损变形。小轴磨损情况如图5所示。修复后，将危急遮断器小轴回装至原汽轮机组，如图6所示。图3现场轴延伸盘检查图图4前箱检查图图5小轴磨损情况图图6修复后回装图2.4事故原因经过事故调查，汽轮机转子轴延伸盘紧定螺栓防脱弹簧扣发生脱落，使紧定螺栓松动后断裂，导致轴延伸盘脱落。脱落的轴延伸盘在运行过程中由高速转轴带动，碰触危急遮断油门传动连杆，汽轮机安全油泄压，导致“就地打闸”跳机。另外，机组自 2015年大修后未再进行大修，且在前期机组停运检修中，未对此部位进行针对性检查，未能及时发现弹簧扣脱落。3预防措施根据本次事故，总结火电厂汽轮发电机组的日常维护和检修预防措施。机组正常运行时，应加强对汽轮机轴瓦振动和温度的监视以及对汽轮机偏心的监测，提高汽轮机机头巡检的频率。按照“逢停必检”的工作原则，机组停运检修时，除了进行针对性检查，还应对所有防脱弹簧扣、紧定螺栓的完整性和完好性进行检查，必要时进行更换9-10。同时，对所有螺栓进行复紧，防止松动。根据相关标准的要求，定期对汽轮机机械超速保护进行试验。4结语汽轮机轴延伸盘脱落对汽轮机的安全运行和火电厂正常生产造成了严重影响。因此，机组运行时，应增加设备运行参数检测的次数及检测的点位，定期维护检修时应注意设备的整体情况，及时发现设备的异常并安排工作人员进行处理，保证电厂的生产安全。吕赛，等：汽轮机轴延伸盘脱落引起跳闸事故分析31山东电力高等专科学校学报第26卷 第4期Vol.26 No.4参考文献1赵为民，耿杰，常永超.汽轮机远方打闸主汽门关闭缓慢原因及处理 J.设备管理与维修，2013（2）：16-18.2陶小宇，邱煜民.汽轮机跳闸系统优化改进 J.大众用电，2022，37（3）：47-49.3张雷，张建，李鑫，等.汽轮机保安系统典型故障的机理研究及实例分析 J.电站系统工程，2009，25（1）：59-60，63.4张勇材.发电机脱网汽轮机跳闸而不连锁锅炉熄火的事故分析J.贵州电力技术，2014，17（1）：12-14.5张岩，袁明玉.热电厂汽轮机的检修及安全运行分析 J.电站系统工程，2021，37（3）：53-54.6戴一晨鸣.发电厂汽轮机检修中的关键点探讨 J.质量与市场，2020（18）：67-69.7郑淑华.热电厂汽轮机的检修及安全运行 J.中国新技术新产品，2019（22）：78-79.8唐茂林.大型火电厂汽轮机设备安全管理 J.中国设备工程，2022（23）：46-48.9马宇超.火电厂汽轮机安全监视系统调试方法探析 J.现代工业经济和信息化，2022，12（10）：253-255.10 黄利明.电厂汽轮机运行中的故障及其处理对策探析 J.现代工业经济和信息化，2021，11（4）：138-139.电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产电力生产安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一安全第一32