一起因轴振大导致小汽轮机跳闸事故的分析与处理

李荣昌

摘要：随着现代火力发电机组容量的不断增加，汽动给水泵已逐渐代替电动给水泵，成为主给水泵，承担着向锅炉连续提供具有足够压力、流量和相当温度的水的重任。而小汽轮机（以下简称小机）作为汽动给水泵的驱动设备，其能否安全可靠地运行，直接关系到锅炉设备及整个发电机组的安全运行。茂名臻能热电有限公司#7机组A小机在冲转时，因轴承振动超过极限值，导致A小机在两次冲转过程中均发生跳闸事故。该文针对此次跳闸事件进行分析，并提出相应处理及整改措施。

关键词：小汽轮机 冲转 轴承振动 跳闸

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（b）-0064-02

1 设备概况

茂名臻能热电有限公司#7机组汽轮机为东方汽轮机厂引进日立技术生产制造的超临界压力、一次中间再热、冲动式、单轴、三缸四排汽、双背压、抽汽凝汽式汽轮机，型号为：CC600/523-24.2/4.2/1.0/566/566，最大连续出力为662MW，额定出力为600 MW。其中给水泵组系统包括两台50%容量的汽动给水泵及其驱动小汽轮机；汽动给水泵前置泵及其驱动电机；30%容量的电动给水泵。汽动给水泵组中小汽轮机的设计参数如表1。

2 事件经过

2014年6月5日3时39分57秒，#7机组跳机，经检查是电气方面的原因引起的，处理好故障后，重新开机。

12时44分22秒，开始冲转A小机，设置升速率150r/min，冲到800 r/min时，停留5min，接着再次设置升速率150 r/min，设置目标转速1800 r/min。

12时57分47秒，转速为1316 r/min时，A小机跳闸，跳闸首出为“A小机轴振大停机”。查得A小机前轴振动X向为184 μm，超出极限值175 μm。

全面检查DCS参数及就地无异常后，13时03分23秒重新开始冲转A小机，升速率300 r/min，目标转速1800 r/min。

13时07分35秒，转速为1454r/min时，A小机再次跳闸，跳闸首出依然是“A小机轴振大停机”。查得A小机前轴振动X向为181μm。

两次冲转过程A小机转速和轴振趋势如图1。

3 事件原因分析

（1）对润滑油油压、油温检查，A小机润滑油母管油压0.374 Mpa一直不变，油温在45 ℃左右，油质正常，因此判断润滑油不是影响轴振大的因素。

（2）冲转前，A小机汽缸上半温度220 ℃，汽缸下半温度190 ℃，绝对膨胀值为3.5 mm。上下缸温度均在热态启动参数范围内，膨胀值也正常，因此无须中低速暖机，所以排除暖机不充分的因素。

（3）查DCS记录，冲转前及冲转后在偏心仪退出前偏心值一直在42 μm左右，属正常值，说明轴振大不是由于大轴过度弯曲造成的。

（4）冲转前已经对A小机高低压进汽管道进行充分疏水暖管，冲转后A小机低压主汽门前蒸汽温度一直维持270 ℃左右，A小机调节级后蒸汽温度235 ℃左右，蒸汽压力1.0 Mpa，蒸汽温度和压力都没有大幅度波动，蒸汽过热度达55 ℃以上，因此判断A小机轴振大是由于发生水冲击的可能性较小。

（5）对轴承进行检查，发现各轴瓦温度在45～48 ℃之间，且就地用听针听各轴承位置声音比较清脆、规律，无太多的嘈杂声，所以分析因轴承损坏导致轴振大的可能性也较小。

（6）排汽温度过高会导致汽缸变形，使转子偏离中心线，造成动静摩擦，也是诱发轴振大的一个因素。经查，A小机排汽温度一直在42 ℃上下，就地检查汽缸外形及排汽管并无变形，与汽缸相连接的部件也没有发生蠕变现象，所以排除排汽温度高对A小机轴振大的影响。

（7）最后在就地反复检查，发现就地新装设的小机排汽缸减温水手动门开度很大，几乎全开。由于小机在设计时没有减温水管设计，为了防止小机冲转时因蒸汽量少导致排汽温度过高，后来在排汽缸加装了排汽缸减温水管及一个手动门。减温水喷头装设的位置较高，分析是因为减温水手动门开度过大，导致过量的减温水未经雾化直接喷射在小机转子叶片上，使转子受力不均，最后导致小机轴振大停机。

4 处理及整改

（1）分析出是减温水手动门开度过大后，即派人先把门全关，重新开始冲转A小机，待排汽温度升高到80 ℃以上时，才稍开一点减温水手动门。经处理，A小机在冲转至前两次跳闸转速（1316 r/min、1454 r/min）时，轴振最大值处分别为10.7 μm、13.7 μm，振动明显比前两次小，最后A小机于17时21分48秒成功冲转至3100 r/min（正常运行时最低转速），检查排汽温度为45.4℃，在正常范围内。关小减温水手动门前后A小机轴振最大处数值比较如表2。

（2）打开减温水手动门时，发现只要稍开一点（大概1/20圈），排汽温度就很快从80多摄氏度降到40多摄氏度，因此分析是减温水管径过大，导致即使手动门在很小开度就会有较大量的水进入排汽缸，因此决定在减温水手动门后加装节流孔板，这样就能更好更容易地控制减温水量，具体整改如图2。

5 结语

通过此次事故的处理及对排汽缸减温水管的整改，在以后几次的启动冲转过程中，A小机再也没有发生过因轴振大而跳闸的事故，保证了#7机组的顺利启动及安全运行。

参考文献

[1] 华东六省一市电机工程（电力）学会.汽轮机设备及其系统[M].北京：中国电力出版社，2006.

[2] 王国清.汽轮机设备运行技术问答[M]. 北京：中国电力出版社，2003.

[3] Q/MZN-103.501-2012，600MW机组集控运行规程主机部分.

[4] Q/MZN-103.502-2012，600 MW机集控运行规程辅机及公用系统.