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汽輪機(jī)超速事故及預(yù)防
汽輪機(jī)超速事故及預(yù)防
摘要：本文就汽輪機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生的超速事故進(jìn)行舉例，并對(duì)汽輪機(jī)超速事故的預(yù)防措施進(jìn)行研究。
關(guān)鍵詞：汽輪機(jī);超速事故;預(yù)防
一、汽輪機(jī)設(shè)備的運(yùn)行及特點(diǎn)
眾所周知，汽輪機(jī)都具有高壓、高溫、高轉(zhuǎn)速，結(jié)構(gòu)復(fù)雜精密，動(dòng)靜間隙極其小的特點(diǎn)。
汽輪機(jī)在停機(jī)、啟動(dòng)及負(fù)荷大幅度變化等各種情況下，其動(dòng)靜部分的收縮、膨脹都將會(huì)引起動(dòng)靜間隙和脹差變化的明顯變化，因此，推力的變化和由熱應(yīng)力而引起的變形等，都會(huì)嚴(yán)重威脅到汽輪機(jī)的安全。
若汽輪機(jī)檢修的質(zhì)量不好，或者是運(yùn)行的操作不正確，以及對(duì)異常情況的處理操作錯(cuò)誤，或者是對(duì)緊急的情況處理得不夠及時(shí)，都將會(huì)對(duì)汽輪機(jī)的設(shè)備造成嚴(yán)重的損壞事故，甚至?xí)䦟?dǎo)致設(shè)備的報(bào)廢。
這些不僅會(huì)嚴(yán)重的影響到企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益，還會(huì)對(duì)正常的供電造成影響。
伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，火力發(fā)電取得長(zhǎng)足的發(fā)展，裝機(jī)容量不斷提高，裝備的科技含量、精密程度不斷地進(jìn)步，相應(yīng)的對(duì)我們的運(yùn)行維護(hù)。
汽輪機(jī)組是完成發(fā)電任務(wù)最重要的組成設(shè)備之一，其運(yùn)行維護(hù)的好壞，對(duì)火力發(fā)電廠是否能夠安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)的發(fā)電起著主要的作用。
因此，在我們的日常生產(chǎn)管理工作中，必須做好汽輪機(jī)的各種安全事故的預(yù)防工作，這也是預(yù)防和阻止產(chǎn)生重大的安全事故的關(guān)鍵所在。
在汽輪機(jī)各種事故中，超速對(duì)汽輪機(jī)設(shè)備造成的損害是最為嚴(yán)重。
眾所周知，汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速如果超過(guò)了額定轉(zhuǎn)速的112%，即可定為超速。
如果在嚴(yán)重超速的狀態(tài)下，會(huì)導(dǎo)致汽輪發(fā)電機(jī)組受到嚴(yán)重的損壞，甚至有可能毀壞報(bào)廢。
隨著現(xiàn)代汽輪機(jī)技術(shù)的發(fā)展，汽輪機(jī)的防超速保護(hù)在設(shè)計(jì)上已相對(duì)完備，一般都采用電超速保護(hù)、機(jī)械超速保護(hù)等多重保護(hù)，從技術(shù)角度避免汽輪機(jī)超速。
然而，近年來(lái)，汽輪機(jī)超速事故仍時(shí)有發(fā)生。
因此，探究汽輪機(jī)超速的原因以及采取必要的預(yù)防措施，是保證汽輪機(jī)組安全、可靠運(yùn)行的前提。
二、汽輪機(jī)超速事故及原因
(一)汽輪機(jī)超速事故舉例
就這十幾年以來(lái)，我國(guó)曾經(jīng)就發(fā)生過(guò)幾次由于超速而造成汽輪機(jī)的設(shè)備受到嚴(yán)重的毀壞的事故。
如在1998年，xx發(fā)電廠發(fā)生了7號(hào)機(jī)串軸保護(hù)誤動(dòng)，汽輪機(jī)超速事故。
熱工人員在做處理串軸保護(hù)缺陷時(shí)，造成串軸保護(hù)誤動(dòng)作機(jī)組跳閘。
串軸保護(hù)誤動(dòng)后;盡管危急保安器已經(jīng)動(dòng)作，但由于主汽門(mén)和調(diào)速汽門(mén)不嚴(yán)密形成了正向進(jìn)汽，使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速飛升到3699轉(zhuǎn)/分。
1990年，某廠汽輪機(jī)組的一臺(tái)25Mw的中壓型汽輪機(jī)組，在鍋爐的水燒滿以后，隨著蒸汽帶著水逐漸的進(jìn)入了汽輪機(jī)的時(shí)候，突然的打閘導(dǎo)致停機(jī)。
但是，由于自動(dòng)的調(diào)節(jié)汽門(mén)卡澀、主汽門(mén)不能夠完全的進(jìn)行關(guān)閉，機(jī)組內(nèi)部仍然帶著約2萬(wàn)多千瓦的有功負(fù)荷，而此時(shí)，操作汽機(jī)運(yùn)行的人員按下解列的按鈕，系統(tǒng)解列和發(fā)電機(jī)軸系都斷裂成了ll段，并且多處都從軸頸部位受到扭斷，大軸、汽機(jī)葉輪、汽缸均斷裂而且飛出，發(fā)電機(jī)與汽輪機(jī)因此都受到毀壞而報(bào)廢。
(二)汽輪機(jī)超速的具體定義
所謂汽輪機(jī)超速，即是指汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速超過(guò)了危急保安器的動(dòng)作轉(zhuǎn)速。
若是汽輪機(jī)保持繼續(xù)的上升，則稱之為嚴(yán)重超速。
汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件,大都按照120r/min來(lái)進(jìn)行強(qiáng)度校核。
在運(yùn)行過(guò)程中，汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速一旦超過(guò)此極限，各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件就會(huì)斷裂，最終導(dǎo)致機(jī)組設(shè)備遭到損壞。
嚴(yán)重情況下，甚至?xí)斐善啓C(jī)的飛車(chē)，讓機(jī)組軸系斷裂，從而導(dǎo)致整臺(tái)機(jī)組的報(bào)廢。
(三)汽輪機(jī)超速的具體體現(xiàn)
在汽輪機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中，由于汽輪機(jī)超速，會(huì)具體表現(xiàn)為汽輪機(jī)的功率表指示為零;主油壓飛速上升;機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音出現(xiàn)異常;機(jī)組振動(dòng)變得劇烈;汽輪機(jī)頻率表和轉(zhuǎn)速表的指示值持續(xù)上升;機(jī)組突然的甩負(fù)荷為零。
三、預(yù)防汽輪機(jī)超速的具體措施
為有效防止汽輪機(jī)超速，我們應(yīng)積極的采取相應(yīng)措施。
(一)防止汽輪機(jī)超速,對(duì)超速保護(hù)裝置的具體要求
為有效預(yù)防汽輪機(jī)發(fā)生超速事故，應(yīng)加強(qiáng)超速保護(hù)裝置的維護(hù)、試驗(yàn)工作，確保超速保護(hù)正�？煽康膭�(dòng)作。
其中，每一種超速保護(hù)都務(wù)必完好，且能夠可靠的投入運(yùn)行(包含超速保護(hù)、危急保安器和附加保安裝置)。
機(jī)組啟動(dòng)前，必須按規(guī)程規(guī)定進(jìn)行相關(guān)的超速保護(hù)試驗(yàn)，若超速保護(hù)不能可靠動(dòng)作時(shí),嚴(yán)禁機(jī)組啟動(dòng)。
超速保護(hù)裝置動(dòng)作后，需要查清明原因，并采取不要的防范措施，確定機(jī)組完全正常后，才可以再次啟動(dòng)。
(二)防止汽輪機(jī)超速,對(duì)保安系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)并做好定期試驗(yàn)
1、所謂調(diào)節(jié)汽輪機(jī)保安系統(tǒng)并定期試驗(yàn)，即是指對(duì)保安系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并對(duì)其是否處于良好的狀態(tài)進(jìn)行檢查。
具體而言即是指在異常情況下，看其是否能夠進(jìn)行迅速、準(zhǔn)確的動(dòng)作，這是有效預(yù)防機(jī)組超速的重要手段之一。
同時(shí)，要求按照有關(guān)規(guī)定對(duì)其進(jìn)行定期的試驗(yàn)。
2、在汽輪機(jī)機(jī)組進(jìn)行安裝或大修后，危急保安器進(jìn)行調(diào)整或解體后，在停機(jī)一個(gè)月后，進(jìn)行再次啟動(dòng)時(shí)，要對(duì)機(jī)組進(jìn)行甩負(fù)荷試驗(yàn)。
在進(jìn)行甩負(fù)荷試驗(yàn)前，要提升轉(zhuǎn)速做好危急保安器的動(dòng)作試驗(yàn)。
在進(jìn)行提升轉(zhuǎn)速的試驗(yàn)時(shí)，務(wù)必按照制造廠就轉(zhuǎn)子溫度的具體要求和規(guī)定進(jìn)行操作。
通常情況下，冷態(tài)啟動(dòng)的機(jī)組應(yīng)該帶25%-30%的負(fù)荷，進(jìn)行連續(xù)運(yùn)行3-4小時(shí)以后進(jìn)行，機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，甩負(fù)荷并不能夠代替危急保安器的試驗(yàn)。
3、汽輪機(jī)機(jī)組每運(yùn)行到2000個(gè)小時(shí)以后，就應(yīng)該做好危急保安器的充油試驗(yàn)。
4、定期進(jìn)行汽輪機(jī)的主、再熱調(diào)節(jié)汽門(mén)與自動(dòng)主汽門(mén)的松動(dòng)試驗(yàn)，對(duì)汽門(mén)的活動(dòng)情況進(jìn)行檢查。
5、汽輪機(jī)每月完成一次抽汽逆止門(mén)的關(guān)閉試驗(yàn)，當(dāng)某一個(gè)抽汽逆止門(mén)有缺陷的時(shí)候，應(yīng)阻止汽輪機(jī)的使用。
6、汽輪機(jī)大修前后應(yīng)該對(duì)汽門(mén)的嚴(yán)密性進(jìn)行試驗(yàn)。
(三)防止汽輪機(jī)超速,確保汽輪機(jī)油的油質(zhì)
為有效預(yù)防汽輪機(jī)發(fā)生超速事故，必須保證汽輪機(jī)潤(rùn)滑、調(diào)節(jié)油的油質(zhì)。
如果油質(zhì)長(zhǎng)期劣化，可能造成調(diào)速保安系統(tǒng)油管路堵塞，會(huì)導(dǎo)致危急保安裝置和調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)作失靈，從而引起汽輪機(jī)的超速。
所以，務(wù)必要確保汽輪機(jī)油的油質(zhì)清潔良好，沒(méi)有雜物，且油中不能帶水，以此來(lái)預(yù)防調(diào)速系統(tǒng)部件的卡澀。
在對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行檢修和安裝時(shí)，務(wù)必將油管、油箱和軸承座的內(nèi)部進(jìn)行徹底的清除，確保其干凈衛(wèi)生，并對(duì)此加強(qiáng)管理，預(yù)防外來(lái)物質(zhì)遺留在油系統(tǒng)內(nèi)部。
為避免油中帶水，在運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)調(diào)整好軸封送氣壓力，確保軸封汽壓自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正常投運(yùn)，并預(yù)防軸封的汽封片倒伏，讓大量的蒸汽漏入到油系統(tǒng)中。
同時(shí)，應(yīng)定期對(duì)油質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)，對(duì)儲(chǔ)油箱進(jìn)行放水。
濾油機(jī)要齊備，并按照規(guī)程對(duì)油中的雜質(zhì)和水進(jìn)行及時(shí)的處理。
(四)防止汽輪機(jī)超速,對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特征的具體要求
為有效預(yù)防汽輪機(jī)發(fā)生超速事故，汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)性能應(yīng)該能夠滿足汽輪機(jī)在額定轉(zhuǎn)速和額定參數(shù)下的正常運(yùn)行。
汽輪機(jī)從滿負(fù)荷的運(yùn)行到突甩負(fù)荷為零的時(shí)候，能夠自動(dòng)的調(diào)節(jié)和維持汽輪機(jī)的空轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速升高的極限值不能夠超過(guò)額定轉(zhuǎn)速的8%-9%，并用穩(wěn)定轉(zhuǎn)速來(lái)對(duì)速度變動(dòng)率進(jìn)行驗(yàn)證。
無(wú)論在怎樣的情況下，飛升轉(zhuǎn)速都應(yīng)該嚴(yán)格控制在危急保安器的動(dòng)作轉(zhuǎn)速之下。
超速限制錯(cuò)油門(mén)整定復(fù)位的時(shí)間和微分器的整定動(dòng)作轉(zhuǎn)速都應(yīng)該符合要求。
如對(duì)于200MW的機(jī)組而言，微分器的動(dòng)作轉(zhuǎn)速整應(yīng)該定為34-50r/min，延遲時(shí)間大概為0.07-0.1s，超速錯(cuò)油門(mén)的復(fù)位時(shí)間應(yīng)該整定為2-2.5s。
(五)防止汽輪機(jī)超速,對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特征的要求
為了有效預(yù)防汽輪機(jī)發(fā)生超速事故，就應(yīng)加強(qiáng)對(duì)汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)用。
汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是有效確保汽輪機(jī)組不發(fā)生超速事故的關(guān)鍵部件。
為有效確保汽輪發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行，務(wù)必保持調(diào)速系統(tǒng)良好的性能。
由此可見(jiàn)，盡管汽輪機(jī)已設(shè)有完備的超速保護(hù)裝置，但如果不重視保護(hù)裝置的日常維護(hù)、試驗(yàn)等工作，一旦汽輪機(jī)出現(xiàn)故障，超速保護(hù)無(wú)法正常動(dòng)作，則將導(dǎo)致超速事故的發(fā)生，給汽輪機(jī)帶來(lái)嚴(yán)重的損壞。
因此，必須加強(qiáng)汽輪機(jī)超速的預(yù)防工作，以杜絕超速事故的發(fā)生。
參考文獻(xiàn)：
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