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TSI系統(tǒng)軸承振動(dòng)大引起機(jī)組跳閘的故障分析與處理

2018-10-24

肖紅亮　陶軍華　曹軍峰

　　【摘 要】對(duì)#2汽輪機(jī)異常振動(dòng)大跳機(jī)的原因進(jìn)行了分析與判斷，找出了汽輪機(jī)異常振動(dòng)大跳機(jī)的原因，并列出了汽輪機(jī)異常振動(dòng)的防范措施，以提高汽輪機(jī)安全運(yùn)行的可靠性。
　　【關(guān)鍵詞】異常振動(dòng)；分析；措施
　　隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國對(duì)電力供應(yīng)也提出了更高的要求。為了保障城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與居民用電的穩(wěn)定，加強(qiáng)汽輪機(jī)組日常保養(yǎng)與維護(hù)，保障城市供電已經(jīng)成為了火力發(fā)電廠維護(hù)部門的重要任務(wù)。汽輪機(jī)組作為發(fā)電廠重要組成部分其異常振動(dòng)對(duì)于整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)都有著重要的影響，然而影響汽輪機(jī)安全運(yùn)行的因素是很復(fù)雜的，其中振動(dòng)是一個(gè)至關(guān)重要的因素，運(yùn)行中的機(jī)組振動(dòng)嚴(yán)重超標(biāo)，如不及時(shí)處理，將會(huì)使軸承破裂，汽輪機(jī)本體毀壞，甚至?xí)l(fā)生重大事故，因此必須高度重視汽輪機(jī)的振動(dòng)。

　　本廠所用的振動(dòng)探頭美國本特利Bently傳感器振動(dòng)探頭，監(jiān)視系統(tǒng)有傳感器和前置器組成。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于接收來自多種傳感器的信號(hào)，并連續(xù)監(jiān)測(cè)和顯示重要的機(jī)器參數(shù)。當(dāng)機(jī)械狀態(tài)超出用戶設(shè)定的界限時(shí)，就會(huì)激發(fā)報(bào)警信號(hào)。這些報(bào)警信號(hào)能夠自動(dòng)停機(jī)和/或向運(yùn)行人員以及工廠中的其他人員發(fā)出機(jī)械故障警告。美國本特利（B.N）公司3500監(jiān)視系統(tǒng)是本特利公司Z新的監(jiān)視系統(tǒng)，它采用積木式模塊方式，可在其框架內(nèi)安裝不同種類及數(shù)量的插件，完成各種測(cè)量。本特利3500系統(tǒng)與本特利3300系統(tǒng)不同，它沒有面板顯示，其測(cè)量顯示通過上位機(jī)顯示或直接觸發(fā)繼電器模塊輸出，大部分內(nèi)部設(shè)置都在軟件中完成。

　　主要的測(cè)點(diǎn)如下：
　　汽機(jī)#1軸承轉(zhuǎn)子振動(dòng)（X方向前置器）；
　　汽機(jī)#1軸承轉(zhuǎn)子振動(dòng)（Y方向前置器）；
　　汽機(jī)#2軸承轉(zhuǎn)子振動(dòng)（X方向前置器）；
　　汽機(jī)#2軸承轉(zhuǎn)子振動(dòng)（Y方向前置器）；
　　汽機(jī)#3軸承轉(zhuǎn)子振動(dòng)（X方向前置器）；
　　汽機(jī)#3軸承轉(zhuǎn)子振動(dòng)（Y方向前置器）；
　　汽機(jī)#4軸承轉(zhuǎn)子振動(dòng)（X方向前置器）；
　　汽機(jī)#4軸承轉(zhuǎn)子振動(dòng)（Y方向前置器）；
　　汽機(jī)#5軸承轉(zhuǎn)子振動(dòng)（X方向前置器）；
　　汽機(jī)#5軸承轉(zhuǎn)子振動(dòng)（Y方向前置器）；
　　汽機(jī)#6軸承轉(zhuǎn)子振動(dòng)（X方向前置器）；
　　汽機(jī)#6軸承轉(zhuǎn)子振動(dòng)（Y方向前置器）；
　　#1軸承振動(dòng)（Y方向前置器）；
　　#2軸承振動(dòng)（Y方向前置器）；
　　#3軸承振動(dòng)（Y方向前置器）；
　　#4軸承振動(dòng)（Y方向前置器）；
　　#5軸承振動(dòng)（Y方向前置器）；
　　#6軸承振動(dòng)（Y方向前置器）；
　　1　事故經(jīng)過
　　2010年12月6日14：30，#2機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。爐側(cè)A、B引風(fēng)機(jī)、A、B送風(fēng)機(jī)、A、B一次風(fēng)機(jī)、A、B磨煤機(jī)運(yùn)行，機(jī)側(cè)A、B小機(jī)運(yùn)行，電泵備用，機(jī)組在“CCBF”方式運(yùn)行，AGC投入。

　　14：28，主汽溫度539℃，一級(jí)減溫水調(diào)門開度68%，流量105t/h。14：30，主汽溫度531℃，一級(jí)減溫水調(diào)門開度4%，流量13t/h。14：37#2爐B磨B1給煤機(jī)因由“自動(dòng)”跳至“手動(dòng)”運(yùn)行（可能是料位偏差大造成），此時(shí)B1給煤量34噸/小時(shí)，B2給煤量一直在“手動(dòng)”位38噸/小時(shí)，B1側(cè)料位554，B2側(cè)料位648，B磨電流160A，主氣壓15.6MP，負(fù)荷290MW。

　　14：38由于B磨煤機(jī)料位處于下降趨勢(shì)，料位自動(dòng)跟蹤不良，運(yùn)行人員解除料位自動(dòng)，增加B1、B2側(cè)給煤量由38/34至41/55噸，主汽壓力上升較快，值長令手動(dòng)增加機(jī)組負(fù)荷由288MW至320MW，以緩解主汽壓力上升過快。

　　14：41主汽壓力仍上升，主汽溫度達(dá)549℃，再熱558℃后屏壁溫超限1℃。監(jiān)盤人員隨即在30秒內(nèi)一級(jí)減溫開度由44%、流量55噸/小時(shí)，開大至94%、流量107.48噸/小時(shí)，二級(jí)減溫開度增至97%，流量17噸/小時(shí)。再熱減溫水量增至17噸/小時(shí)（左側(cè)），19噸/小時(shí)（右側(cè)）。

　　14：42主汽壓在高位運(yùn)行，為控制汽壓，順序撤出B23、 B21、A12火嘴運(yùn)行后，主汽壓趨于穩(wěn)定，開始下降。
　　14：43發(fā)現(xiàn)主汽溫度急劇降低，立即關(guān)閉二級(jí)減溫水至0，關(guān)閉兩側(cè)再熱減溫水至6%開度，在關(guān)小一級(jí)減溫水開度至55%時(shí)，發(fā)現(xiàn)閥門卡澀，關(guān)不下來，匯報(bào)值長，立即到就地手動(dòng)關(guān)，但手動(dòng)也關(guān)不下來。

　　14：45 緊急情況下關(guān)閉一級(jí)減溫水前后電動(dòng)門，但為時(shí)已晚，一級(jí)減溫水流量一直維持在106噸/小時(shí)不變，機(jī)側(cè)主汽溫降至497.65℃，3分鐘時(shí)間下降了53.58℃；再熱蒸汽溫度降至516℃，3分鐘下降了41.83℃。14：46：#2機(jī)組跳閘，首出原因“軸振大”。

　　2　事故原因分析
　　2.1 由于#2機(jī)組主汽溫度在短時(shí)間內(nèi)急劇下降，濕蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)沖擊轉(zhuǎn)子引起軸系振動(dòng)大，導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，引起機(jī)組跳閘。
　　主汽溫度在3分鐘內(nèi)由550℃快速下降至498.52℃、501.21℃，是造成本次跳機(jī)的直接原因。
　　2.2 當(dāng)值運(yùn)行人員在處理主汽壓力、主汽溫度，后屏溫度高時(shí)開大一級(jí)減溫水開度，操作減溫水門幅度過大，30秒內(nèi)由44%開至99%，沒有執(zhí)行好運(yùn)行規(guī)程中關(guān)于汽溫調(diào)整的規(guī)定（第6.3.5.1條，第6.3.5.2條）；同時(shí)又快速增加了32MW負(fù)荷，撤出了上層兩個(gè)火嘴，幾個(gè)因素的疊加是導(dǎo)致主汽溫快速下降的主要原因。

　　2.3 14：43分50秒，當(dāng)值運(yùn)行人員在發(fā)現(xiàn)主汽溫降低，輸入55%指令關(guān)一級(jí)減溫調(diào)節(jié)門時(shí)，調(diào)節(jié)門卡澀在92%，一級(jí)減溫水流量不能降下來，一級(jí)減溫水調(diào)門設(shè)備存在問題，是主汽溫度迅速下降的次要原因。

　　2.4 運(yùn)行當(dāng)班監(jiān)盤人員業(yè)務(wù)技術(shù)較弱，監(jiān)盤組織不好。在出現(xiàn)異常情況時(shí)不能及時(shí)作出反應(yīng)，并提出解決問題的對(duì)策。
　　3　防范措施
　　3.1 首先要加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行人員進(jìn)行汽溫、汽壓調(diào)整方面的專項(xiàng)講課；操作人員加強(qiáng)技術(shù)業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，注重操作實(shí)踐，逐漸摸索汽溫、汽壓、水位方面的調(diào)節(jié)規(guī)律。
　　3.2 機(jī)爐監(jiān)盤人員應(yīng)加強(qiáng)配合，出現(xiàn)異常工況，應(yīng)協(xié)商確定處理主線和方案，協(xié)調(diào)進(jìn)行處理。
　　3.3 各生產(chǎn)主管部門要盡快制定一級(jí)減溫水調(diào)門卡澀的處理方案，解決調(diào)門卡澀的問題。運(yùn)行部針對(duì)減溫水門卡澀的情況，制定專項(xiàng)安全預(yù)防措施。
　　3.4 主管部門在運(yùn)行規(guī)程中增加：關(guān)于“機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，主、再熱蒸汽溫度在10分鐘內(nèi)突然下降50℃”防止汽輪機(jī)大軸彎曲、軸瓦燒損和軸頸嚴(yán)重磨損事故等防止電力生產(chǎn)事故的重點(diǎn)要求的要求。

　　3.5 主管部門要加強(qiáng)人員的思想教育，加強(qiáng)對(duì)職工責(zé)任心教育。
　　4　結(jié)束語
　　總之，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械來說，微小的振動(dòng)是不可避免的，振動(dòng)幅度不超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的屬正常振動(dòng)。這里所說的振動(dòng)，系指機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)中振幅比原有水平增大，特別是增大到超過允許標(biāo)準(zhǔn)的振動(dòng)，也就是異常振動(dòng)。任何一種異常振動(dòng)都潛伏著設(shè)備損壞的危險(xiǎn)。比如軸系質(zhì)量失去平衡（掉葉片、大軸彎曲、軸系中心變化、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水路局部堵塞等）、動(dòng)靜磨擦、膨脹受阻、軸承磨損或軸承座松動(dòng)，以及電磁力不平衡等等都會(huì)表面在振動(dòng)增大，甚至強(qiáng)烈振動(dòng)。而強(qiáng)烈振又會(huì)導(dǎo)致機(jī)組其他零部件松動(dòng)甚至損壞，加劇動(dòng)靜部分摩擦，形成惡性循環(huán)，加劇設(shè)備損壞程度。因此要加強(qiáng)振動(dòng)監(jiān)督，對(duì)振動(dòng)監(jiān)測(cè)做到制度化、經(jīng)?；仨氃跈C(jī)組振動(dòng)突然增大達(dá)到規(guī)程規(guī)定值時(shí)，及時(shí)果斷地將機(jī)組停運(yùn)，防止擴(kuò)大損壞，或?qū)φ駝?dòng)雖然增大，但尚未達(dá)到規(guī)程規(guī)定緊急停機(jī)數(shù)值的異常及時(shí)對(duì)比分析，查找原因，并采取措施防止設(shè)備損壞事故的發(fā)生。

　　【參考文獻(xiàn)】
　　[1]施維新.汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)及事故[M].中國電力出版社，2008.
　　[2]大型汽輪機(jī)原理[M].中國電力出版社，2005.