安全工程師輔導(dǎo):汽輪機(jī)事故的預(yù)防措施(一)

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與其他復(fù)雜機(jī)械的事故一樣,汽輪機(jī)的事故是多種多樣的,其發(fā)生的原因也是多方面的。除了由于設(shè)備結(jié)構(gòu)、材料、制造時(shí)存在缺陷,安裝檢修質(zhì)量不良等原因外,有很多事故是由于運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)而造成的。常見的典型事故有汽輪機(jī)超速、大軸彎曲、通流部分損壞、軸瓦燒損、葉片斷裂、凝汽器真空跌落、油系統(tǒng)工作失常、汽輪機(jī)進(jìn)水、油系統(tǒng)著火、氫氣爆炸、除氧器超壓爆炸、振動(dòng)異常等。
    一、防止汽輪機(jī)組超速損壞事故
    超速事故是汽輪機(jī)事故中最為危險(xiǎn)的一種。當(dāng)機(jī)組嚴(yán)重超速時(shí),則可能使葉片脫落、軸承損壞、大軸折斷,甚至整個(gè)機(jī)組報(bào)廢。超速事故的發(fā)生多是由于調(diào)節(jié)和保安系統(tǒng)故障或設(shè)備本身存在缺陷所引起的,而這又往往與運(yùn)行維護(hù)有關(guān)。下面按照不同事故原因討論幾種情況。
    (一)調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障
    汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)除了要保證汽輪機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下正常運(yùn)行外,還應(yīng)保證在甩負(fù)荷之后轉(zhuǎn)速的升高不超過規(guī)定的允許值。調(diào)節(jié)系統(tǒng)的就可能使用甩負(fù)荷后汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速飛升過高。這些故障有:
    (1)調(diào)節(jié)汽閥卡澀或漏汽過大。除機(jī)構(gòu)故障外,主要是由于蒸汽品質(zhì)不良使門桿結(jié)垢,運(yùn)行中又未定期活動(dòng)汽閥。
    (2)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性不良。
    (3)調(diào)節(jié)系統(tǒng)整定不當(dāng),如速度變動(dòng)率δ過大或同晃器調(diào)整范圍不合適,或配汽機(jī)構(gòu)脹間隙不符合要求等。
    (4)調(diào)節(jié)部套及元件故障。
    (二)汽輪機(jī)超速保護(hù)系統(tǒng)故障
    (1)危急保安器動(dòng)作或動(dòng)作轉(zhuǎn)速過高。這可能是由于重錘或飛環(huán)導(dǎo)桿卡澀引起,也可甬脫扣間隙過大,撞擊子飛出后不能使然急遮斷器滑閥動(dòng)作。
    (2)危急遮斷器滑閥卡澀。
    (3)自動(dòng)主汽門或調(diào)門卡澀或關(guān)閉不嚴(yán)等。
    (4)抽汽逆止門動(dòng)作失靈或不嚴(yán)。此種缺陷在運(yùn)行中較難檢查和發(fā)現(xiàn)。
    (三)運(yùn)行操作不當(dāng)或檢修質(zhì)量不保證
    (1)油質(zhì)管理不善,油中長期帶水,使調(diào)節(jié)和保護(hù)部套銹蝕卡澀。
    (2)汽水品質(zhì)不良,蒸汽帶鹽,使調(diào)節(jié)閥和自動(dòng)主汽門桿和其他部位沉積鹽垢,使這卡澀關(guān)閉不嚴(yán)。
    (3)超速試驗(yàn)操作不當(dāng)。
    (4)運(yùn)行中操作民步器超過了規(guī)定調(diào)整范圍,使調(diào)節(jié)部套不能可靠動(dòng)作時(shí),嚴(yán)禁機(jī)組投運(yùn)或繼續(xù)運(yùn)行。
    (四)防止汽輪機(jī)超速的發(fā)生,重在預(yù)防。針對上述原因,應(yīng)采取如下防止措施。
    1.嚴(yán)格遵循調(diào)節(jié)、保安系統(tǒng)的技術(shù)要求
    (1)各超速保安裝置均應(yīng)完好并正常投入,若超速保護(hù)不能可靠動(dòng)作時(shí),嚴(yán)禁機(jī)組投運(yùn)或繼續(xù)運(yùn)行。
    (2)在正常參數(shù)下調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)能維持汽輪機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。
    (3)在額定參數(shù)情況下,機(jī)組甩去額定電負(fù)荷后,調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)能將機(jī)組轉(zhuǎn)速維持在危急保安器動(dòng)作轉(zhuǎn)速以下。
    (4)堅(jiān)持進(jìn)行調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)特性試驗(yàn);液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)速度變動(dòng)率為3%~6%之間,遲緩率不大于0.2%;電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)速度變動(dòng)率為5%,遲緩率(包括執(zhí)行機(jī)構(gòu))一般小于0.1%。
    (5)自動(dòng)主汽門、再熱主汽門及調(diào)速汽門應(yīng)能迅速關(guān)閉嚴(yán)密、無卡澀。
    (6)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)的定期試驗(yàn)裝置應(yīng)完好可靠。
    (7)對調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)不合理的(如幾個(gè)防止超速保安系統(tǒng),都只通過某一個(gè)環(huán)節(jié)才能關(guān)閉主汽門和調(diào)速汽門),要采取措施改進(jìn)和完善。
    2.調(diào)節(jié)、保護(hù)系統(tǒng)的定期試驗(yàn)
    (1)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)定期試驗(yàn),是檢查調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)是否處于良好狀態(tài),在異常情況下是否能迅速準(zhǔn)確動(dòng)作,防止機(jī)組嚴(yán)重超速的主要手段之一。有關(guān)定期試驗(yàn)要按規(guī)定進(jìn)行。
    (2)在機(jī)組安裝或大修后,危急保安器解體或調(diào)整后停機(jī)一個(gè)月以后再次啟動(dòng)時(shí),機(jī)組進(jìn)行甩負(fù)荷試驗(yàn)前,應(yīng)提升轉(zhuǎn)速進(jìn)行危急保安器動(dòng)作試驗(yàn)。
    (3)機(jī)組每運(yùn)行2000h后應(yīng)進(jìn)行危急保安器充油試驗(yàn)。充油試驗(yàn)不動(dòng)作時(shí),應(yīng)消除缺陷再進(jìn)行試驗(yàn),或提升轉(zhuǎn)速進(jìn)行試驗(yàn)。
    (4)高、中壓主汽門和調(diào)速汽門全關(guān)活動(dòng)試驗(yàn)應(yīng)每周一次;不具備全行程試驗(yàn)裝置的機(jī)組,應(yīng)每天進(jìn)行一次高、中壓主汽門和中壓調(diào)速汽門小行程活動(dòng)試驗(yàn)。
    (5)每周進(jìn)行一次抽汽逆止門關(guān)閉試驗(yàn),當(dāng)某一抽汽逆止門存在缺陷時(shí),禁止汽輪機(jī)使用該段抽汽運(yùn)行。
    (6)大修前后應(yīng)進(jìn)行汽門嚴(yán)密性試驗(yàn)。
    (7)機(jī)組安裝后應(yīng)與制造廠聯(lián)系,取得同意后進(jìn)行甩負(fù)荷試驗(yàn)。
    3.防止汽門卡澀的措施
    汽輪機(jī)嚴(yán)重超速事故大多都是由于汽門卡澀原因引起。防止汽門卡澀,保證汽門能迅速嚴(yán)密關(guān)閉是防止嚴(yán)重超速事故的關(guān)鍵之一,因此在運(yùn)行中與維護(hù)中在定期檢查汽門有否卡澀現(xiàn)象。油的品質(zhì)與蒸汽的品質(zhì)應(yīng)符合化學(xué)監(jiān)督規(guī)程規(guī)定的要求,以防止卡澀現(xiàn)象發(fā)生。
    正常停機(jī)時(shí),在拉閘前,應(yīng)先檢查有功功率表是否到零,電能表停轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)以后,再將發(fā)電機(jī)解列,或采用逆功率保護(hù)動(dòng)作解列。
    對新投產(chǎn)的機(jī)組,必須時(shí)行甩負(fù)荷試驗(yàn);已投產(chǎn)但尚未做過甩試驗(yàn)的機(jī)組,應(yīng)積極創(chuàng)造條件做甩負(fù)荷試驗(yàn)。
    目前隨著引進(jìn)機(jī)組的增多,汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)絕大多數(shù)采用數(shù)字電液控制,很明顯調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制品質(zhì)和控制功能大大增強(qiáng)。在有的汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)中,甚至當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)103%額定轉(zhuǎn)速時(shí)就有超速保護(hù)的功能。由于這樣的系統(tǒng)中的電子控制部分具有自動(dòng)故障處理功能,相對來說,出現(xiàn)的故障極少,但其液壓控制部分雖提高了原有機(jī)械結(jié)構(gòu),可能出現(xiàn)的故障仍可參照上述內(nèi)容。