黃 鵬

（華能太倉(cāng)電廠，江蘇 太倉(cāng) 215424）

1 設(shè)備與系統(tǒng)概況

某電廠3號(hào)機(jī)組額定容量600MW，機(jī)組配置2臺(tái)50 %鍋爐額定容量的汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)給水泵，另由1臺(tái)30 %容量的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)給水泵作備用，正常運(yùn)行中2臺(tái)汽動(dòng)泵并聯(lián)運(yùn)行。在1臺(tái)汽動(dòng)給水泵與電動(dòng)給水泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，仍可供給鍋爐100% BMCR的給水量。1臺(tái)汽動(dòng)給水泵作單泵運(yùn)行時(shí)，能供給鍋爐60% BMCR的給水量。

驅(qū)動(dòng)鍋爐主給水泵的汽輪機(jī)為變轉(zhuǎn)速凝汽式汽輪機(jī)，調(diào)速范圍：3000～5900r/min，與哈爾濱汽輪機(jī)廠制造的N600-24.2/566/566型超臨界中間再熱600 MW汽輪機(jī)配套。該汽輪機(jī)是單缸、反動(dòng)、軸流、純凝汽式、變參數(shù)、變轉(zhuǎn)速、變功率和能采用多種汽源的汽輪機(jī)，具有完整的高、低壓配汽機(jī)構(gòu)。高壓蒸汽來(lái)自再熱器冷段(壓力：4.589MPa，溫度317.1℃)，通過(guò)1個(gè)管道調(diào)節(jié)閥和5個(gè)調(diào)節(jié)汽門(mén)，經(jīng)汽缸噴嘴進(jìn)入汽缸；低壓蒸汽來(lái)自主機(jī)的第四級(jí)抽汽(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為四抽，壓力：1.089MPa，溫度：372.8℃)，通過(guò)5個(gè)調(diào)節(jié)汽門(mén)，經(jīng)汽缸噴嘴進(jìn)入汽缸。這種多汽源的供汽方式，使本汽輪機(jī)具有比較靈活的啟動(dòng)、運(yùn)行方式。

本機(jī)能在主機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)自動(dòng)進(jìn)行高汽外切換，主機(jī)定壓運(yùn)行，負(fù)荷降至40 %額定負(fù)荷及以下時(shí)，轉(zhuǎn)由高壓汽源供氣；滑壓運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷降至30 %額定負(fù)荷及以下時(shí)，也由高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)。機(jī)組負(fù)荷小于60%時(shí)單泵運(yùn)行，大于60%時(shí)雙泵運(yùn)行，蒸汽在汽輪機(jī)中作完功后，經(jīng)后汽缸的下缸排汽口通過(guò)低壓排汽管引入主機(jī)凝汽器。其蒸氣系統(tǒng)如圖1所示。

2 事故經(jīng)過(guò)

2008-06-22T19:13，3號(hào)爐一次風(fēng)機(jī)3B跳閘，3號(hào)機(jī)RB正確動(dòng)作，負(fù)荷由335MW最低降至205 MW。運(yùn)行人員處理過(guò)程中，啟動(dòng)電泵，關(guān)閉給水泵3A出口門(mén)作備用。19:36，小機(jī)3A前軸X方向振動(dòng)逐漸升高到84μm而保護(hù)動(dòng)作跳閘，后重新沖轉(zhuǎn)至2850r/min時(shí)又因前軸X方向振動(dòng)大而保護(hù)動(dòng)作跳閘，這時(shí)整個(gè)軸系的振動(dòng)均比平時(shí)正常運(yùn)行時(shí)有不同程度的升高。隨后經(jīng)過(guò)8 h盤(pán)車(chē)，6 h暖機(jī)至23日12:20再次升速并泵，振動(dòng)才正常。

3 原因分析

一次風(fēng)機(jī)3B跳閘前各相關(guān)參數(shù)為，主機(jī)負(fù)荷：335MW，四抽壓力/溫度：0.565MPa/367℃，除氧器壓力/溫度：0.538MPa/159℃，給水泵3A轉(zhuǎn)速：3 678 r/min，給水泵3A低壓進(jìn)汽溫度：363.6 ℃。

19:13，一次風(fēng)機(jī)3B跳閘，機(jī)組RB動(dòng)作，19:14:24 機(jī)組負(fù)荷降至290MW，四抽壓力和除氧器壓力均下降，但因除氧器壓力下降慢，四抽壓力下降快，此后的相關(guān)參數(shù)變化列于表1。

19:18:15， 給水泵3A轉(zhuǎn)速快速下降；于19:18:57由3553r/min 降至2300r/min，之后又上升至3 677 r/min。但由于小機(jī)3A轉(zhuǎn)速控制為MEH自動(dòng)方式，所以高壓蒸汽管道調(diào)節(jié)閥頻繁動(dòng)作，使轉(zhuǎn)速在2300r/min至3 700r/min范圍內(nèi)頻繁波動(dòng)。

19:21:42，四抽壓力開(kāi)始高于除氧器壓力。

從上述數(shù)據(jù)和其他相關(guān)參數(shù)的曲線(xiàn)變化可以分析出，在機(jī)組負(fù)荷快速下降的過(guò)程中，由于除氧器壓力的下降導(dǎo)致除氧器水箱中的水成為過(guò)熱水，開(kāi)始沸騰并產(chǎn)生出大量蒸汽，又由于四抽壓力下降速度比除氧器快，使除氧器壓力高于四抽壓力，而此時(shí)除氧器3抽汽逆止門(mén)卡澀，導(dǎo)致低溫蒸汽進(jìn)入四抽管道內(nèi)，繼而進(jìn)入小機(jī)3A/3B。由于低溫低壓的蒸汽進(jìn)入，故小機(jī)3A和3B的轉(zhuǎn)速快速下降，直至各自管道調(diào)節(jié)閥(高壓調(diào)門(mén))開(kāi)啟，使高壓缸排汽進(jìn)入，轉(zhuǎn)速才開(kāi)始恢復(fù)。

表1 故障期間相關(guān)參數(shù)變化

由于此狀態(tài)(四抽壓力低于除氧器壓力)持續(xù)了約7 min，故低溫蒸汽對(duì)小汽機(jī)3A/3B均造成了不同程度的沖擊。因運(yùn)行人員之前減負(fù)荷操作中關(guān)閉了給水泵3A出水門(mén)維持其空轉(zhuǎn)，小機(jī)3A的進(jìn)汽量遠(yuǎn)小于小機(jī)3B，使小機(jī)3B的管道調(diào)節(jié)閥(高壓調(diào)門(mén))能夠及早開(kāi)出，故小機(jī)3B未受太大影響；而小機(jī)3A則沒(méi)有過(guò)多的高壓蒸汽進(jìn)入，這一點(diǎn)可從小機(jī)3A轉(zhuǎn)速頻繁波動(dòng)看出。19:17:54至19:18:57，小機(jī)3A的軸向位移由0.112 mm升高至0.251 mm；小機(jī)3B的軸向位移由0.06 mm升高至0.14 mm。各自的軸振也均有增大，其中小機(jī)3A的前軸X方向振動(dòng)從19:17:54至19:19:15，由20μm上升至35 μm，19:25為44μm，19:27為62μm，19:36最大至84μm而保護(hù)動(dòng)作跳閘。

由此可看出，由于除氧器3抽汽逆止門(mén)卡澀而導(dǎo)致低溫蒸汽進(jìn)入小機(jī)3A，造成小機(jī)3A的急劇冷卻是造成此次小機(jī)3A振動(dòng)異常增大的主要原因。從后續(xù)的暖機(jī)及升速情況可以判斷出小機(jī)3A汽缸應(yīng)略有變形。

4 防范措施

為避免機(jī)組快速減負(fù)荷過(guò)程中，因除氧器抽汽逆止門(mén)卡澀而沒(méi)有關(guān)閉，導(dǎo)致除氧器中的水汽化返回到四抽管道及小機(jī)中，制定了如下措施。

(1) 機(jī)組正常減負(fù)荷時(shí)速率不應(yīng)過(guò)快。

(2) 遇異常情況而導(dǎo)致主機(jī)快速減負(fù)荷時(shí)，應(yīng)注意監(jiān)視下列參數(shù)：四抽壓力/溫度、除氧器壓力/溫度、四抽管壁金屬溫度、四抽至除氧器進(jìn)汽溫度、給泵3A/3B低壓進(jìn)汽溫度。

(3) 機(jī)組RB動(dòng)作，或主機(jī)負(fù)荷下降速率超過(guò)25 MW/min時(shí)，若發(fā)生四抽壓力小于除氧器壓力的情況，應(yīng)立即手操關(guān)閉除氧器3抽汽門(mén)。待四抽壓力大于除氧器壓力后再及時(shí)將其開(kāi)啟，避免除氧器壓力下降而導(dǎo)致給水泵進(jìn)水壓力異常降低。

(4) 在主機(jī)快速減負(fù)荷時(shí)，一旦發(fā)生除氧器壓力高于四抽壓力，而小機(jī)3A/3B低壓進(jìn)汽溫度快速下降時(shí)，應(yīng)立即啟動(dòng)電泵，手動(dòng)關(guān)閉除氧器3的抽汽供汽，及時(shí)開(kāi)啟小機(jī)低壓供氣管道相關(guān)疏水門(mén)，并嚴(yán)密監(jiān)視小機(jī)和主機(jī)的振動(dòng)、軸向位移、推力瓦溫度。待四抽壓力高于除氧器壓力后，再恢復(fù)正常運(yùn)行方式。

(5)一旦發(fā)生大小汽輪機(jī)水沖擊，應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程果斷停機(jī)處理，避免事故擴(kuò)大。

5 結(jié)束語(yǔ)

汽輪機(jī)水沖擊、進(jìn)冷汽都是非常嚴(yán)重的事故，如本文介紹的事故案例中，就因抽汽逆止門(mén)卡澀不能關(guān)閉而造成給水泵小汽輪機(jī)進(jìn)冷汽，導(dǎo)致了汽缸變形。為避免類(lèi)似事故的發(fā)生，設(shè)備的定期維護(hù)校驗(yàn)工作不容忽視。