防止汽轮机大轴弯曲—“二十五项重点要求”若干问题探讨
轮机室
2008年10月 广东清远
重大恶性事故
汽轮机转子大轴永久性弯曲是重大恶性事故,国内从50~660MW机组均曾发生,其中尤以200MW机组突出。
汽轮机转子大轴弯况时,即使立即监视到,往往打闸犹豫、迟疑也是情有可原的,况且还存在不同专业人员看法不一的情况;
又如机组起动过程中,通过临界转速时,(),,起机过程执行何值。若为冲过一阶临界转速暂时解除振动保护,采取人工监视打闸,又违反了规程和“二十五项重点要求”。
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振动
~。在低速下无明显的振动,并不等于转子无弯曲,这个问题的误判断曾经导致多起大轴的弯曲事故。往往产生越磨越弯,越弯越磨的恶性循环,且不可降速暖机,应立即打闸。否则,在更低转速下动静继续摩擦是非常危险的。
根据低于一阶临界转速时,转子的摩擦振动具有与原质量不平衡振动相位夹角小于90。的特征,大型机组启动低速暖机的时间应从严掌握,特别是热态启动时,不主张安排所谓“低速暖机”。
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振动
鉴于目前通过DCS和ETS实现保护逻辑的修改非常方便,建议对振动大保护的逻辑进行修改,就像DEH实现在临界转速区域自动更改升速率为500r/min/min一样,。这样,既不违反规程,也利于机组起动顺利通过临界。
根据实践经验,,通过DCS计算机实现报警(轴承振动变化±±)和保护停机()是非常方便的。
为防止信号干扰造成的误动,可采取适当的延时,引入其他辅助信号,如某个轴承振动的信息(包括振动绝对值及变化速率)再综合相邻轴承振动绝对值及变化值。
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盘车
在机组正常起动、停机和事故工况下,正确投入盘车,是避免转子发生永久性弯曲事故的重要措施之一。为了避免出现转子发生永久性弯曲,要求在机组起动前至少连续盘车2~4h,热态起动时至少连续盘车4h。如果盘车过程中发生盘车跳闸或由于其他原因引起的盘车中断,都应重新计时。
振动是转子发生弯曲最明显的标志,如果机组在起动过程中因为振动异常而必须回到盘车状态时,则应认真检查、分析引起振动的因素,在没有明确结论时,严禁盲目起动。如果具备了起动条件,则还应连续盘车4h后方可起动。
例如:1995年3月,通辽发电总厂发生4号200MW汽轮机高压转子弯曲事故。其事故原因是由于机组在停机处理缺陷后,再次起动升速时2号轴承发生振动,在没有查明事故原因的 情况下,93min内连续起动4次,使高压转子与前汽封发生摩擦,从而导致了转子弯曲事故的发生。
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盘车
停机后立即投入盘车。当盘车电流较正常值大、摆动或有异音时,应查明原因及时处理。当汽封摩擦严重时,将转子高点置于最高位置,关闭汽缸疏水,保持上下缸温差,监视转子弯曲度,当确认转子弯曲度正常后再手动盘车180度。当盘车盘不动时,严禁用吊车强行盘车。
停机后因盘车故障暂时停止盘车时,应监视转子弯曲度的变化,当弯曲度较大时,应采用手动盘车180度,待盘车正常后及时投入连续盘车。
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轴封汽源
目前根据缸温选择供汽汽源,以使供汽温度与金属温度相匹配是对轴封的基本要求。
热态启动时应严禁使用轴封低温汽源,尤其是除氧器来的饱和蒸汽。
目前一些大型机组面临的困难是,在冷态和极热态是很明确的,可以分别选择辅助厂用蒸汽和主汽高温汽源(或参混),但一些机组(如125M机组)没有设计高、低压轴封分供,甚至高、低压轴封之间也没有减温装置,在温态和热态起动时轴封汽源难以实现与缸温匹配,往往高、中压缸和低压缸产生矛盾。
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轴封汽源
另外,一些机组规定轴封汽温度与轴封段壁温差不大于30℃却是一个模糊的概念。
因为,轴封段壁温不知,只能参考缸温。
轴封用汽量不大,喷水减温调节容易使喷水量和蒸汽流量的比例失调,甚至导致轴封带水,产生严重后果。
建议加强基础研究,制造厂应给出轴封段壁温与缸温的关系曲线,以便指导生产;轴封减温水调整门的选择也应慎重、合理,应具有较好的调节特性。
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疏水系统
汽缸和管道的疏水从疏水扩容器返回汽缸是非常严重的问题,在一些机组上时有发生。制造厂和设计院在防汽缸进水和冷汽方面一般均采取有效措施,普遍参照了美国ASME TDP-1-1998和DL/T 834-2003《火力发电厂汽轮机防进水和冷蒸汽导则》的建议,但须注意不
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