汽輪機超速的原因及安全防止措施
摘 要:汽輪機超速是汽輪機組設備損壞的重大惡性事故,它能使設備損壞,嚴重影響安全生產。
關鍵詞:汽輪機組 超速 安全 防止措施
一、汽輪機超速的主要原因
汽輪機超速事故是由于汽輪機在調速和保護系統(tǒng)故障及本身的缺陷造成的,但往往和運行操作維護有著直接的關系,按不同的事故起因和故障環(huán)節(jié),分析討論。
1. 調速系統(tǒng)有缺陷:
汽輪機調速系統(tǒng)任務,不但要保證汽輪機在額定轉速下正常運行,而且還保證在汽輪機甩負荷以后轉速升高不超過規(guī)定的允許值,所以調速系統(tǒng)是防止汽輪機超速的第一措施。如果在汽輪機甩掉負荷以后不能保持空載運行,就可能引起超速。汽輪機甩負荷后,轉速飛升過高的原因有以下幾個方面。
(1)調速汽門不能關閉或漏汽量大。
(2)抽汽逆止門不嚴或拒絕動作。
(3)調速系統(tǒng)遲緩率過大或調節(jié)部件卡澀。
(4)運行方式不合理或調整不當。
(5)調速系統(tǒng)不等率過大。
(6)調速系統(tǒng)動態(tài)特性不當。
(7)調速系統(tǒng)整定不當,如同步器調整范圍、配汽機構膨脹間隙不符合要求等。
2. 汽輪機超速保護系統(tǒng)故障:
(1)危急保安器不動作或動作轉速過高
危急保安器的動作轉速一般規(guī)定在高于額定轉速的10-12%,這是保護汽輪機使其轉速不臻過分升高的主要保護設備,另外不同的機組還沒有規(guī)定動作轉速稍高于危急保安器的附加保護或電超速裝置。如果在汽輪機轉速升高時,造成危急保安器不動作或動作過尺原因主要有:
① 重錘或飛環(huán)導桿卡澀。
② 重錘或飛環(huán)動靜部件不同心,在運行時憋勁。
③ 彈簧在受力產生過大的徑向變形,以致與孔壁產生磨擦。
④ 接吻扣或打擊板間隙過大,撞擊子飛出后不能使危急保安器滑閥動作。
(2)危急保安器滑閥卡澀,無法動作。
(3) 自動主汽門和調速汽門卡澀。
3. 運行中操作調整不當:
(1)油質管理不善,進油時是劣質油或標號不同,領回時未化驗加入主油箱運行,再者是檢修質量不良,軸封間隙調整未在標準范疇內,調整不當,運行中軸封壓力調得過大,漏汽到油檔,造成油中進水,引起調速和保護部件卡澀。
(2)運行中同步器手動或電動時,加、減負荷超過規(guī)定調整范圍,不但會造成機組甩負荷后轉速飛升高,而且還會使調節(jié)部套失去脈動,從而造成卡澀,引起超速事故。
(3)運行中蒸汽品質不良,化學監(jiān)未執(zhí)行部頒標準,長期運行會造成主汽門和調速汽門卡澀。
(4)大、小修后或2000小時后和調速系統(tǒng)解體后,開機做超速試驗,升速未執(zhí)行標準,操作不當,造成轉速飛升過快。
二、防止汽輪機超速事故的措施:
1. 在停機時,采用先打危急保安器關閉主汽門和調速汽門,確保發(fā)電機有功,功率為零,電流倒送后,再解列發(fā)電機,這樣就可避免發(fā)電機解列時間不能拖延得太長,因這時機組處于無法運行,時間過長,在鼓風作用下會使排汽溫度升高,低差脹會增大,造成對電網影響大。
2. 化學嚴格執(zhí)行部汽水標準,加強對汽水的品質監(jiān)督化驗,防止汽水品質不合格,運行中蒸汽帶鹽使主汽門桿,調速汽門桿,各段抽汽逆止門桿結垢,開、關不靈活、卡澀。
3. 化學應加強對油質的監(jiān)督,執(zhí)行部頒標準,定期抽樣化驗,有報告,防止油中帶水或雜物造成調節(jié)部套卡澀和腐蝕。
4. 自動主汽門,調速汽門要開、關靈活,嚴密性合格,每天定期自動主汽門桿活動。每周變負荷30%,以便活動調速汽門及油動機滑閥。機組大修后,甩負荷試驗前,必須進行主汽門、調速汽門嚴密性試驗,保證符合技術要求,執(zhí)行法規(guī)標準及制造廠的要求,主汽門和調速汽門單獨關閉時,在額定參數下,穩(wěn)定轉速最高不得超過1000轉/分,但試驗汽壓在額定汽壓下進行,以求得甩負荷時或事故情況甩負荷后主汽門、調速汽門關閉的嚴密性。
運行中,當汽、水品質不合格時,要適當增加活動主汽門、調速汽門活動次數和范圍,做好安全措施。
5. 運行中發(fā)現(xiàn)主汽門、調速汽門、抽汽逆止門卡澀時,要及時消除,消除前要有防止超速的安全措施,必要時要加裝快速關斷閥,主汽門卡澀不能立即消除時,要停機處理。
6. 運行中定期抄表和巡回檢查及微機監(jiān)視儀表變化時,密切注意調速汽門開度和負荷關系,根據調速汽門的壓力變化情況,防止門座升起或瓦拉下移,使調速汽門不能嚴密關閉,發(fā)生甩負荷時超速。
7. 運行人員要熟知超速時的征象(負荷到零或僅帶廠用電,聲音突變異常,轉速表連續(xù)上升,油壓升高,振動增大等),遇到超速情況時,果斷采取措施,嚴格執(zhí)行規(guī)程打閘停機,防止事故擴大。
8. 機組長期停運時,做好停機中保養(yǎng)工作,每月進行干燥一次,防止汽水或其它腐蝕物質進入或殘留在汽機及調節(jié)供油系統(tǒng)引起汽門及調節(jié)部套腐蝕。
9. 在機組滑參數起動過程中,或采用滑壓運行的機組,調速汽門開度要留有富裕度,不應開度過大,以防止同步器超過正常調節(jié)范圍或使甩負荷時飛升轉速升高。
10. 堅持調速系統(tǒng)靜態(tài)特性試驗,汽輪機大修后或處理調速系統(tǒng)缺陷更換調速部套和重新整定以后均應做汽輪機調速系統(tǒng)試驗,調速系統(tǒng)的速度變動率和遲緩率應符合技術要求,一般規(guī)定速度變動率為額定轉速的3-6%,遲緩率不大于額定轉速的的0.5%。
11. 合理地整定同步器的調整范圍,上限富裕行程不宜過大,一般要求高限能升高速度變動率&=(1-2)%的富裕行程,在低限能降低3-5%的額定轉速,配汽機構凸輪間隙,要保證汽輪機在熱態(tài)下能嚴密關閉調速汽門。
12. 汽輪機的各項附加保護,如電超速保護、磁力斷路油門等,要進行嚴格的檢查試驗,保證符合技術要求和標準,正常正常投入運行,不得在運行中隨意切除,如因設備存在缺陷,需要處理時,應經主管領導批準,制定出切實可行的安全措施和技術措施,處理好后加入運行。
13. 對新安裝機組和對機組調速系統(tǒng)進行技術改造以后,進行調速系統(tǒng)動態(tài)特性試驗,保證汽輪機甩負荷后,動態(tài)飛升轉速不超過規(guī)定值,汽輪機甩負荷后應能保持空負荷運行,一般要求甩掉額定負荷后的飛升轉速不超過額定轉速的8%,發(fā)現(xiàn)設備缺陷要及時消除。
14. 機組大修后,甩負荷試驗前,危急保安器解體檢查以后或運行2000小時以后,危急保安器試驗,但在注油試驗不合格時,仍應做危急保安器試驗,超速試驗要嚴格按照規(guī)定進行,高速下不宜停留時間過長,超速試驗次數要力求減少,注油試驗應在超速試驗后進行,以免影響危急保安器的動作轉速,在做超速試驗時,升速應平穩(wěn),注意防止轉速突然升高,并應事先采取防止超速的技術措施和安全措施。
為了防止大軸在冷脆溫度下增加大軸的綜合應力,沿長轉子的使用壽命,超速試驗最好在轉子的熱狀態(tài)下進行,如規(guī)程沒有規(guī)定溫度要求,一般在高壓缸內壁金屬溫度高于150℃時再做超速試驗。
15. 加強運行崗位的責任制和技術培訓,為了提高運行人員的技術素質和應變能力,應采取如下措施,擇優(yōu)競爭上崗,使那些技術素質高,處理事故能力臺盟的人能在主要崗位上發(fā)揮作用。
(1) 加強培訓,嚴格執(zhí)行技術考核。
(2) 結合設備大、小修時,現(xiàn)場實際調速系統(tǒng)部件構造進行講解,使運行人員掌握其設備特性和性能,避免人為造成不安全因素。
(3) 每班要進行事故預想,以提高處理事故的能力。
(4) 每月進行一次反事故演習,車間領導和技術人員參加,進行模擬事故和處理事故的演習,然后進行分析、評價,找出不足之處,以便在運行中避免超速事故的發(fā)生,使大家從中受益。
(5)司機及機組人員切實履行自己的職責,當班一定要認真監(jiān)盤,認真檢查,根據運行方式,設備健康善及天氣變化,機組甩負荷時,密切注意轉速上升,必須判斷準確,處理果斷,樹立確保主設備不損壞的思想,以保證機組安全運行。