汽轮机发生进水或冷汽事故的处理

林光亮

摘 要：汽轮机是一种应用较为广泛的机械，对促进社会经济的发展发挥着至关重要的作用。但在汽轮机运行过程中，常常会发生进水或冷汽事故。对汽轮机发生进水或冷汽事故的处理进行了详细介绍，并结合实例进行了分析，以期能为类似事故的处理提供参考。

关键词：汽轮机；冷汽故障；汽缸；盘车

中图分类号：TM621 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.08.116

汽轮机具有热效率高、经济性好等优点，常用于发电的原动机中，在泵、风机、船螺旋桨等设备的驱动方面也得到广泛应用。在汽轮机应用的过程中，由于受到各种因素的影响，常会发生进水、冷汽故障，进而导致汽轮机设备严重损坏，造成巨大的经济损失。因此，如何有效处理汽轮机进水、冷汽事故，减少事故损失是当前的一个重要课题。

1 进水或冷汽故障的处理方法

1.1 排查水或冷汽源头并设法消除

汽轮机汽缸发生进水或进冷汽故障后，首先应查找进水水源，对引起汽轮机进水各个可能的原因进行排查；找到进水点后，应切断水或冷汽，并对汽缸进行充分疏水，尽可能地排尽汽缸内的积水。

1.2 闷缸处理

汽轮机缸体内积水排尽后，应对汽轮机进行闷缸处理。切断汽轮机外来汽源，关闭汽轮机本体缸体疏水，通过闷缸，使机组通过自身传热来消除汽缸的缸温差，逐渐消除汽缸及转子变形。

如果机组盘车未跳闸，则可根据转子晃度表读数来判断转子弯曲量及转子弯曲高点位置，转子在闷缸状态下连续盘车，随着上下缸温差下降，转子弯曲将会回到原始状态；如果机组盘车已跳闸，则表明转子与汽缸之间已经出现碰磨甚至卡涩，汽缸进水或冷汽后，上下缸温差加大，汽缸及转子产生的变形量将同步增加，变形量超过机组汽封径向间隙后，转子与静止部套出现摩擦，盘车电流出现频繁摆动，当动静之间完全卡死后，盘车过电流保护跳闸。机组盘车跳闸后，转子的偏心表不起作用。笔者建议，揭开汽轮机前箱窥视窗口，在前箱转子上架设临时百分表，定期记录百分表读数，从而判断过程转子的弯曲状况。

1.3 盘车

设法手动操作盘车，后投入连续盘车。通过闷缸，汽缸上下缸温差逐步减小，汽缸、转子变形减小，通过手动操作盘车180°静止一段时间后（静止时间以前箱百分表读数变化来确定），再投入连续盘车，连续盘车过程中注意倾听汽缸有无金属摩擦声。

确认转子是否发生永久性弯曲。如果转子没有发生塑性变形，经过4 h以上连续盘车，转子偏心、转子高点的相位应会恢复到原始值。如果经过4～8 h连续盘车后，转子偏心、转子高点的相位没有恢复到原始值，则证明大轴已经发生了永久性变形。

对于变形量不大的转子，可以尝试对转子进行现场配重处理，比如某电厂4号机组发生了汽缸进水，经过闷缸及长久盘车后，转子晃度值仍然维持在0.1 mm，通过在高中压转子中间配重1.4 kg，保证了机组顺利通过一阶临界振动。对于变形量大的转子，唯一手段是现场揭缸，对转子进行直轴处理。

2 处理难点及建议

2.1 转子弯曲量和弯曲高点位置难以确定

转子盘车无法启动时，转子晃度表不起作用，转子的弯曲量和弯曲高点位置未知，一些参考文献推荐根据轴瓦探头间隙电压值来对弯曲程度进行判断。但在实际中此方法不可行，主要原因是由于大轴与轴瓦之间仅相隔一层油膜厚度，当大轴弯曲量不大时，间隙电压值几乎无变化。比较切实可行的方法为：揭开汽轮机前箱窥视窗口，在前箱转子上架设临时百分表，由于百分表距离1号瓦有一定的距离，转子弯曲量虽然在1号瓦间隙电压上无反应，但在百分表上可以反应出来；定期记录百分表读数，从而判断过程转子的弯曲状况。

2.2 盘车跳闸后投入盘车的时间问题

对于因发生大轴弯曲引起盘车跳闸的处理办法，《国家电网公司电力安全工作规程（火电厂动力部分）》中的10.1.8.7条规定，“机组如果在盘车状态时发生故障，则应待故障解决后方可再次投用盘车；如果机组发生大轴弯曲，盘车装置投用不上时，则应按制造商的规定或至少48 h后方可投盘车。”目前，并不清楚48 h后方可投盘车的依据何在，但根据缸温差变化及转子弯曲变化，可适时尝试手动盘车，比如，在可能的情况下先盘转180°静置，再尝试投入电动盘车，从而有效避免转子发生临时性变形。

2.3 变形状况难以定量分析

汽轮机汽缸进水后，转子和汽缸等部件变形状况难以定量分析。对进水后汽轮机本体变形量进行定量分析前，必须对汽轮机本体进行三维建模，求解转子及汽缸温度场和应力场，但这是一项非常复杂的工作。

3 汽缸进水现场处理案例分析

3.1 事故过程

2014-02-11T20：11，某厂1号机组因锅炉水冷壁泄漏故障停机，停机后盘车正常，电流为32.7 A，1号汽轮机本体各疏水关闭，处于闷缸状态；2014-02-12T14：00左右，因天气寒冷，出现降雪，为了防止管道冻结延误1号机开机，安排执行减温水系统和燃油系统的防冻措施，在执行防冻措施的过程中，于14：04开启了再热器减温水电动调节门、电动门、手动截止门及疏水门进行1号炉减温水系统放水；2014-02-12T20：45监盘人员发现，1号机盘车跳闸，查盘车电流顶表跳闸，高压缸上下缸温差急剧增大，怀疑汽轮机进了冷水冷汽。

3.2 事故调查分析与处理

通过查阅数据发现，2014-02-12T20：02高排温度开始快速下降，2014-02-12T20：10高压外缸排汽处下半内壁温度开始快速下降，2014-02-12T20：16中压外缸进汽处下半内壁温度开始快速下降，2014-02-12T20：20高压内缸一段抽汽下半内壁温度开始下降，后依次为高压缸第一级外缸下半外壁温度快速下降和高压缸第一级内缸下半外壁温度快速下降，上下缸温差高达300 ℃。2014-02-12T20：26盘车电流开始逐步增大，2014-02-12T20：45盘车电流达225 A后跳闸，从上述现象分析，由于再热器减温水阀门开启状况下，而给水泵处于盘车状态，冷水类似水车作用从冷再管倒入高压缸。

2014-02-12T21：07开启汽缸底部疏水门、冷再疏水罐疏水门、冷再疏水罐液位计放水门、一抽管道上各疏水门等措施，2014-02-12T22：10高压缸内水已经基本放干净，关闭疏水门进行闷缸。

在前箱短轴上架设临时百分表用于监测转子弯曲状况，监测从2014-02-13T02：30开始（前箱短轴百分表读数如图1所示），2014-02-13T07：30开始尝试对1号机转子进行手动盘车，2014-02-13T20：30转子翻转180°，继续闷缸至于2014-02-14T00：24投入连续盘车，盘车电流由50 A左右逐步降至32.9 A，经过3.5 h后，转子偏心由500 μm逐步降至24.9 μm。2014-02-17，1号机组开机过程中各轴振、瓦振值均正常，机组于2014-02-17T06：28并网，运行至今，机组稳定。

4 结束语

综上所述，汽轮机进水或冷汽事故是汽轮机应用中最常见也是造成损失最大的事故，对其进行有效处理十分重要。在汽輪机发生故障时，技术人员要对事故发生的原因进行分析，查找出事故发生的源头，并及时采取有效措施处理，从而减少事故造成的损失。此外，还要定期检查，防止事故的发生。

参考文献

[1]陈嘉峰.国产300 MW汽轮机润滑油系统进水事故分析处理[J].科技创新与应用，2014（03）.

[2]程贵兵.有效预防水及冷汽进入汽轮机的控制策略[J].汽轮机技术，2015（06）.

〔编辑：张思楠〕