汽轮机组断油烧瓦典型案例分析

张泽滨， 段鸿飞

(东方汽轮机有限公司，四川德阳，618000)

0 引言

汽轮机润滑油系统是保证汽轮机安全运行的重要系统，一旦发生故障不能正常供油，将发生断油烧瓦事故。在全国汽轮发电机组的调试和运行期间， 有过多起案例。从原因看，造成断油的原因多种多样。本文所讲述的汽轮机烧瓦事故，其主因也是断油。本次事故的基本情况是：印尼某电厂#1机（东汽D300N机型）在停机过程中，交流润滑油泵因电源故障跳闸，直流润滑油泵未联动，导致润滑油系统油压持续下降，期间运行人员未强制启动直流润滑油泵，最终导致断油烧瓦（汽轮机润滑油油压过低或没有供油后，由于轴瓦与轴之间失去润滑而产生干摩擦，产生大量的热量无法带走而导致轴瓦及轴颈温度急剧升高损伤轴瓦和轴的情况）。本文通过分析事故经过，探索预防断油烧瓦事故发生的措施，从而有效避免类似事故的发生。

1 润滑油系统概况

1.1 机组简介

印尼某电厂#1 机为东汽生产的N300－16.7/535/535-8 型亚临界、一次中间再热、抽汽凝汽式汽轮机。汽轮机由一个高中压缸和一个低压缸组成，高中压转子材质为30Cr1Mo1V，低压转子材质为30Cr2Ni4MoV，两转子均为无中心孔整锻结构。两转子之间采用刚性联轴器连接，高中压转子采用2个五瓦块可倾瓦轴承支承，低压转子采用2个椭圆轴承支承。推力盘在高中压转子上[1]。

1.2 润滑油系统组成

本机型润滑油系统采用主油泵-射油器供油方式。主油泵由汽轮机主轴直接驱动，其出口压力油驱动射油器投入工作。润滑油系统主要用于向汽轮发电机组各轴承及盘车装置提供润滑油，同时提供顶轴系统用油，电机氢密封系统密封用油。

润滑油系统主要由主油泵、供油射油器、供润滑油射油器、交流润滑油泵、直流事故油泵、溢油阀、集装油箱、油烟分离器、油位指示器、单舌止回阀、双舌止回阀、冷油器、切换阀、顶轴装置、低润滑油压遮断装置、套装油管路、电加热器、油氢分离器（电机厂提供），以及连接管道和监视仪表等设备构成[2]。

1.3 油系统安全运行联锁方式

油系统的交流润滑油泵、直流事故油泵与润滑油母管压力信号之间有联锁保护。汽机正常运行时，润滑油母管油压为0.08~0.12MPa，当润滑油母管油压降至0.049MPa时，报警并启动交流润滑油泵。如润滑油压继续下降，应立即打闸停机。停机过程中如润滑油压降至0.0392MPa时，应联动直流事故油泵；正常停机过程中，在汽机转速下降到2850r/min之前，启动交流润滑油泵，当汽机转速下降到1200r/min时，启动顶轴装置。如交流润滑油泵失效，应联动直流事故油泵保证安全停机[2]。

润滑油系统的交流润滑油泵、直流事故油泵电气联锁由油箱仪表控制柜实现[3]。交流润滑油泵、直流事故油泵及润滑油母管压力信号联锁由低润滑油压遮断装置实现[4]。即交流润滑油泵与直流事故油泵间采用电气、油压双联锁。

2 断油烧瓦事故调查分析

印尼某电厂#1 机发生断油烧瓦事故后，作者第一时间去现场查看了润滑油系统电气控制柜，询问当值运行人员故障现象及所作的处理程序，查阅了润滑油压、轴承金属温度，交、直流润滑油泵电流等参数的DCS 历史曲线，并对事故发生过程进行了详细的记录和分析（见表1）。

表1 某电厂#1机断油烧瓦过程记录

续表

由表1断油烧瓦事故发生的过程可以看出：

该机组打闸停机时，交流润滑油泵、直流润滑油泵同时启动（运行维护人员对直流润滑油泵的启动条件没有检查校准），运行人员停直流润滑油泵后未将开关恢复在联锁位置，而打在解除联锁位置（见图1）。6s后，交流润滑油泵跳闸。引起交流润滑油泵跳闸的原因是进入控制柜的动力线接头松动造成缺相引起另两相过载跳闸。交流润滑油泵跳闸后，因联锁开关处于断开位置，而未联动直流润滑油泵。机组转速2 567 r/min 时交流润滑油泵跳闸时润滑油压为0.14MPa，转速降到1800r/min时润滑油压还有0.049MPa（低润滑油压动作值），此过程持续了2′7″。在此过程中，运行人员未采取任何手段处理，即未远程、就地启动直流润滑油泵也未在集控室控制面板上用强启按钮启动直流润滑油泵（见图2），而是先查事故原因，由此耽误了宝贵时间；事后，检查、操作主油箱电气控制柜，交、直流润滑油泵可自由切换，说明润滑油电气控制系统没问题。由此判断本次断油事故主要原因和次要原因如下。

主要原因：

（1）运行人员违章操作，解除联锁后未将联锁及时恢复导致交流润滑油泵停止后，直流润滑油泵未及时联锁启动；

（2）运行人员对油压持续不正常下降未引起警惕，未及时对直流事故油泵进行远程、就地或强制启动。

次要原因：

（1）交流润滑油泵两路电源（A路、B路），可用的只有一路，紧急电源未正常备用；

（2）交流润滑油泵跳闸的原因是进入控制柜的动力线接头松动造成缺相引起另两相过载跳闸。

图1 正确联锁位置（事故发生时开关处于REMOVE位即解锁位置）

图2 直流润滑油泵强启按钮AC

3 断油烧瓦事故的预防措施

（1）加强对运行人员的培训，让运行人员对运行安全要求有清醒的认识，并严格遵守运行章程，严禁违章操作。

针对断油烧瓦事故，运行人员在机组运行中，应严密监视油系统参数，严格按照油系统运行要求进行操作。严禁在机组启、停、运行过程中解除各设备间的联锁。因特殊情况而解除联锁的设备和信号，执行报备制度，按报备制度及时恢复联锁，并严密监视是否处于正常状态。

（2）加强对设备的巡查，及时发现电气线路及设备可能存在的隐患并予以排除。

运行人员应及时巡查各机组设备及电气线路的隐患，如线头松动等现象应及时排除。

（3）经过参与多起断油烧瓦事故的调查与处理，笔者认为按运行规程，制定严谨的紧急预案，并定期演练，让运行人员熟知紧急事故状态下操作流程。

（4）电厂一旦出现润滑油事故，应按预设程序第一时间先保障润滑油系统油压正常，否则立即实施紧急停机。停机后再查明原因。

通过以上措施，尤其是对紧急状况的演练，可以有效地预防断油烧瓦事故的发生，避免或大大降低事故造成的损失。

[1]东方汽轮有限公司.N300－16.7/535/535-8型汽轮机产品说明书D300N-000100ASM[S].

[2]东方汽轮有限公司.N300－16.7/535/535-8型汽轮机润滑油系统说明书D300N-000152ASM[S].

[3]东方汽轮有限公司.N300－16.7/535/535-8型汽轮机主油箱电气控制柜说明书[S].

[4]东方汽轮有限公司.N300－16.7/535/535-8型汽轮机低润滑油压遮断装置图[S].