胡勇剛，李鵬飛，黃 景

（江西銅業(yè)鉛鋅金屬有限公司，江西 九江 332500）

1 引言

汽輪發(fā)電機(jī)潤滑油系統(tǒng)是保證汽輪發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的重要系統(tǒng)，其一旦發(fā)生故障或人為操作不當(dāng)不能正常供油，將造成發(fā)電機(jī)組振動異常跳閘，嚴(yán)重甚至發(fā)生軸承斷油燒損事故。放眼全國，汽輪機(jī)運(yùn)行或調(diào)試期間，燒瓦事故較多，造成斷油的原因各異。本文所講述的汽輪機(jī)燒瓦事故，其主因是DCS斷電油泵不能連鎖自動啟動，現(xiàn)象實(shí)為罕見，特殊性較強(qiáng)，本次事故的基本情況是：江銅鉛鋅CRN10-3.6/0.785/0.3機(jī)組運(yùn)行中UPS電源發(fā)生燒板故障造成，DCS突然斷電，儀表柜房異響并伴有焦糊味，汽輪發(fā)電機(jī)跳機(jī)，在轉(zhuǎn)子惰走過程中，發(fā)生交、直流油泵同時不能自啟，有3min時間軸承斷油，使軸瓦燒壞，產(chǎn)生嚴(yán)重安全生產(chǎn)后果。事故發(fā)生后，工藝、設(shè)備等有關(guān)方面迅速采取有效應(yīng)對措施，組織多方對事故原因進(jìn)行分析，并成立檢修組織機(jī)構(gòu)，編制檢修方案，改進(jìn)控制措施，有效預(yù)防斷油事故發(fā)生。

2 CRN10-3.6/0.785/0.3型國產(chǎn)化透平發(fā)電機(jī)的簡單介紹

CRN10-3.6/0.785/0.3型透平發(fā)電機(jī)既為抽汽式、中間再熱冷凝型汽輪發(fā)電機(jī)［1］，3.6MPa飽和蒸汽進(jìn)入抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，額定功率為10MW，最大連續(xù)輸出功率12MW。汽輪機(jī)能適應(yīng)波動范圍大，機(jī)組能適應(yīng)負(fù)荷從10%到100%負(fù)荷的變化。煙化爐余熱鍋爐由于其煙氣條件受生產(chǎn)工藝影響較大，余鍋產(chǎn)蒸汽隨煙化爐操作周期變化，每天有8～9次周期波動，負(fù)荷最大為40.8 t/h，最小為20.4t/h。煙化爐操作周期160～180min，其中加料 30～55min，吹煉 90～100min，放渣 15～25 min；加料前期及放渣后期余鍋產(chǎn)汽最少約為20.4t/h，吹煉時余鍋產(chǎn)汽穩(wěn)定約40.8 t/h。煙化爐產(chǎn)汽量最小時，汽輪機(jī)主蒸汽量為78t/h，為保證汽輪機(jī)運(yùn)行正常，此時汽輪機(jī)最大抽汽量68t/h，凝結(jié)水量10t/h。抽汽采用噴嘴調(diào)節(jié)方式，根據(jù)抽汽壓力來調(diào)節(jié)，滿足工藝需求，抽汽調(diào)節(jié)閥采用505E控制。

抽汽采用噴嘴調(diào)節(jié)方式，根據(jù)抽汽壓力來調(diào)節(jié)，滿足工藝需求，抽汽調(diào)節(jié)閥采用505E控制。各蒸汽參數(shù)見表1。

汽輪機(jī)單缸結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)有再熱除濕裝置，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子采用剛性聯(lián)軸器連接，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子前后端軸承安裝在軸承座上，為橢圓軸瓦［2］。汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)包括油箱、冷油器（雙聯(lián)）、濾油器（雙聯(lián)）、主油泵、注油器、高壓電動油泵、交流輔助油泵、直流事故油泵（DC220V）、排油煙裝置、油站底盤及油系統(tǒng)內(nèi)部管路（不銹鋼材質(zhì)）和必需的各種閥門、附件。

3 事故調(diào)查

汽輪發(fā)電機(jī)燒瓦事故發(fā)生后，通過查閱潤滑油壓、軸瓦金屬溫度、油泵電流、轉(zhuǎn)子振動等參數(shù)的歷史記錄，同時詢問當(dāng)班操作人員現(xiàn)場發(fā)生故障現(xiàn)象及所作的處理過程等，基本明確了事故起因及斷油燒瓦原因。各參數(shù)的后臺歷史數(shù)據(jù)見表2。

表1 余熱蒸氣參數(shù)表

表2 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、潤滑油壓及汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速后臺歷史數(shù)據(jù)表

3.1 故障過程

2016年6月19日20：00汽輪機(jī)DCS機(jī)柜室傳來一聲異響， 汽輪機(jī)DCS控制電腦黑屏停機(jī)，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)監(jiān)視屏電腦顯示汽輪發(fā)電機(jī)解列，汽輪發(fā)電機(jī)ETS柜與IP1101柜失電，中、低壓排空閥全關(guān)、除氧器進(jìn)汽進(jìn)水閥等氣動閥全關(guān)。汽輪發(fā)電機(jī)解列跳機(jī)，操作員立即在IP1101柜上按直流油泵緊急啟動按鈕，之后與相關(guān)單位聯(lián)系并說明情況，并下現(xiàn)場巡視汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的停機(jī)操作，當(dāng)巡視至直流油泵時發(fā)現(xiàn)其為停止?fàn)顟B(tài)，其馬上跑至高壓油泵控制柜手動開啟高壓油泵，聽到高壓油泵運(yùn)行聲音后繼續(xù)巡檢其他設(shè)備運(yùn)行情況。

20：32 DCS恢復(fù)正常，操作員發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)盤車裝置不能投入，發(fā)電機(jī)后軸X、Y方向振動故障，專業(yè)設(shè)備人員處理完故障后汽輪發(fā)電機(jī)開機(jī)。23:10汽輪發(fā)電機(jī)沖轉(zhuǎn)至900r/min時發(fā)電機(jī)后軸Y向振動超過報警值（并上漲很快），操作員按開機(jī)方案執(zhí)行汽輪發(fā)電機(jī)緊急停機(jī)，設(shè)備部及分廠人員通過DCS各相關(guān)數(shù)據(jù)分析及發(fā)電機(jī)后軸有下沉的情況，一致認(rèn)為汽輪發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)前后軸瓦需拆開檢查。

設(shè)備部聯(lián)系九江電廠檢修人員于21日對汽輪發(fā)電機(jī)2#、3#、4#軸瓦拆開檢查，通過檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)前、后軸瓦磨損嚴(yán)重，汽輪機(jī)后軸瓦也有輕微磨損，最后確定更換發(fā)電機(jī)前、后軸瓦，汽輪機(jī)后軸瓦修復(fù)處理，并于24日晚21:00汽輪發(fā)電機(jī)檢修全部結(jié)束。

3.2 原因分析

根據(jù)汽輪發(fā)電機(jī)軸瓦拆開情況和九江電廠檢修專家的分析，軸瓦燒毀的直接原因?yàn)槠啓C(jī)惰轉(zhuǎn)后缺潤滑油潤滑不良（UPS跳電油泵未啟動），主要分析如下：

（1）當(dāng)班人員在“控制室按了直流油泵緊急啟動按鈕，沒有立即確認(rèn)泵的運(yùn)行狀態(tài)和現(xiàn)場潤滑油壓表情況，直至巡檢時看到直流油泵沒有運(yùn)行才手動開啟高壓交流油泵，導(dǎo)致汽輪機(jī)惰轉(zhuǎn)情況下缺油運(yùn)行”，根據(jù)電氣原理分析、試驗(yàn)及現(xiàn)場勘查，可以確定軸瓦燒毀的直接原因是故障停機(jī)狀態(tài)下直流油泵、交流油泵或高壓油泵自動未啟動。

（2）原設(shè)計(jì)當(dāng)意外故障導(dǎo)致DCS失電停機(jī)時，汽輪機(jī)高壓油泵、低壓交流油泵和直流油泵聯(lián)鎖啟動功能將失效，需切換至手動啟動，所以須制定應(yīng)急操作規(guī)程，并嚴(yán)格按應(yīng)急操作規(guī)程執(zhí)行。

3.3 防范措施

（1）修改低壓交流油泵、直流油泵聯(lián)鎖啟動方案，在潤滑油壓低的情況下直接由現(xiàn)場壓力開關(guān)啟動直流油泵；DCS控制低壓交流油泵和直流油泵由常開點(diǎn)改成常閉點(diǎn)，確保DCS失電時二臺油泵立即啟動。并增設(shè)直流油泵緊急啟動指示燈，油泵啟動或停止可在控制室控制柜明確判斷。汽輪機(jī)大小修后，均應(yīng)進(jìn)行直流油泵的帶負(fù)荷試驗(yàn)［3］。

（2）冷油器、油過濾器等容器在進(jìn)行切換時，要注意將空氣排放干凈。潤滑油系統(tǒng)的排油管要保證必要的坡度，以防積存空氣。潤滑油進(jìn)油管的末端要保證軸瓦要求的進(jìn)油壓力。

（3）冷油器進(jìn)出口要掛警示牌。油系統(tǒng)正常切換操作要在運(yùn)行負(fù)責(zé)人主持，按操作票進(jìn)行，操作過程中要嚴(yán)密監(jiān)視潤滑油壓的變化。

（4） 在機(jī)組停后和正常運(yùn)行中，潤滑油壓和油溫要保持在正常范圍以內(nèi)。發(fā)現(xiàn)油壓下降、軸瓦溫度波動等異常情況時，要及時分析處理，檢修時可以對軸瓦進(jìn)行微損傷檢測［4］。

（5）高低壓備用油泵和低油壓保護(hù)裝置要定期進(jìn)行試驗(yàn)，保持良好的備用狀態(tài)。

（6）保持油箱正常油位，濾網(wǎng)前后壓差超過規(guī)定時要及時清理濾網(wǎng)，防止軸瓦烏金融化、轉(zhuǎn)子軸頸磨損［5］。

（7）機(jī)組啟動前向油系統(tǒng)供油時，要先啟動低壓潤滑油泵，并通過低壓潤滑油泵向調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)供油排除系統(tǒng)內(nèi)空氣后再啟動高壓調(diào)速油泵，防止軸瓦斷油［6］。

（8）機(jī)組啟動定速后、停用高壓油泵時，要先緩慢關(guān)其出口門并注意監(jiān)視潤滑油壓的變化，出口門全關(guān)后停高壓油泵。然后再打開高壓油泵出口門恢復(fù)備用，開啟出口門時亦應(yīng)注意監(jiān)視潤滑油壓的變化。

（9）為防止汽輪發(fā)電機(jī)故障跳機(jī)引起超速事故，確保抽汽逆止閥、抽汽快關(guān)閥的閥門能關(guān)到位，汽輪發(fā)電機(jī)各蒸汽閥門密封符合要求。

4 效果檢測

通過大修換瓦后，跟蹤運(yùn)行一個月以上，汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，軸承振動正常，各項(xiàng)控制參數(shù)都在最佳的范圍內(nèi)，蒸汽管網(wǎng)壓力放空次數(shù)為零、余熱鍋爐安全閥動作次數(shù)為零；汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)良好，發(fā)電量保持穩(wěn)定（見圖1）。

圖1 2016年度汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電量、作業(yè)率、汽耗率的對比圖

5 結(jié)束語

汽輪發(fā)電機(jī)［7］大面積運(yùn)行在冶煉、化工、電力等行業(yè)，技術(shù)成熟。但是在日常使用和維護(hù)過程中也應(yīng)加強(qiáng)防范，對于斷油燒瓦惡性事故更應(yīng)嚴(yán)加杜絕。潤滑油系統(tǒng)要保證油泵和油量的正常，還應(yīng)確保一定的潤滑油溫與壓力，同時要對油質(zhì)進(jìn)行月度或季度分析，時刻關(guān)注油質(zhì)變化，防止?jié)櫥腿榛到?，到運(yùn)行時間的潤滑油必須強(qiáng)制性更換。汽輪發(fā)電機(jī)此次發(fā)生燒瓦事故損失之大，教訓(xùn)深刻，通過檢修換瓦后機(jī)組運(yùn)行良好，各連鎖保護(hù)更加完善，為后期運(yùn)行奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。