啤岭机电设备(上海)有限公司

TSI系统轴承振动大引起机组跳闸的故障分析与处理

2018-10-24

肖红亮 陶军华 曹军峰
  【摘 要】对#2汽轮机异常振动大跳机的原因进行了分析与判断,找出了汽轮机异常振动大跳机的原因,并列出了汽轮机异常振动的防范措施,以提高汽轮机安全运行的可靠性。
  【关键词】异常振动;分析;措施
  随着经济的快速发展,我国对电力供应也提出了更高的要求。为了保障城市经济的发展与居民用电的稳定,加强汽轮机组日常保养与维护,保障城市供电已经成为了火力发电厂维护部门的重要任务。汽轮机组作为发电厂重要组成部分其异常振动对于整个发电系统都有着重要的影响,然而影响汽轮机安全运行的因素是很复杂的,其中振动是一个至关重要的因素,运行中的机组振动严重超标,如不及时处理,将会使轴承破裂,汽轮机本体毁坏,甚至会发生重大事故,因此必须高度重视汽轮机的振动。
  本厂所用的振动探头美国本特利Bently传感器振动探头,监视系统有传感器和前置器组成。监测系统用于接收来自多种传感器的信号,并连续监测和显示重要的机器参数。当机械状态超出用户设定的界限时,就会激发报警信号。这些报警信号能够自动停机和/或向运行人员以及工厂中的其他人员发出机械故障警告。美国本特利(B.N)公司3500监视系统是本特利公司Z新的监视系统,它采用积木式模块方式,可在其框架内安装不同种类及数量的插件,完成各种测量。本特利3500系统与本特利3300系统不同,它没有面板显示,其测量显示通过上位机显示或直接触发继电器模块输出,大部分内部设置都在软件中完成。
  主要的测点如下:
  汽机#1轴承转子振动(X方向前置器);
  汽机#1轴承转子振动(Y方向前置器);
  汽机#2轴承转子振动(X方向前置器);
  汽机#2轴承转子振动(Y方向前置器);
  汽机#3轴承转子振动(X方向前置器);
  汽机#3轴承转子振动(Y方向前置器);
  汽机#4轴承转子振动(X方向前置器);
  汽机#4轴承转子振动(Y方向前置器);
  汽机#5轴承转子振动(X方向前置器);
  汽机#5轴承转子振动(Y方向前置器);
  汽机#6轴承转子振动(X方向前置器);
  汽机#6轴承转子振动(Y方向前置器);
  #1轴承振动(Y方向前置器);
  #2轴承振动(Y方向前置器);
  #3轴承振动(Y方向前置器);
  #4轴承振动(Y方向前置器);
  #5轴承振动(Y方向前置器);
  #6轴承振动(Y方向前置器);
  1 事故经过
  2010年12月6日14:30,#2机组稳定运行。炉侧A、B引风机、A、B送风机、A、B一次风机、A、B磨煤机运行,机侧A、B小机运行,电泵备用,机组在“CCBF”方式运行,AGC投入。
  14:28,主汽温度539℃,一级减温水调门开度68%,流量105t/h。14:30,主汽温度531℃,一级减温水调门开度4%,流量13t/h。14:37#2炉B磨B1给煤机因由“自动”跳至“手动”运行(可能是料位偏差大造成),此时B1给煤量34吨/小时,B2给煤量一直在“手动”位38吨/小时,B1侧料位554,B2侧料位648,B磨电流160A,主气压15.6MP,负荷290MW。
  14:38由于B磨煤机料位处于下降趋势,料位自动跟踪不良,运行人员解除料位自动,增加B1、B2侧给煤量由38/34至41/55吨,主汽压力上升较快,值长令手动增加机组负荷由288MW至320MW,以缓解主汽压力上升过快。
  14:41主汽压力仍上升,主汽温度达549℃,再热558℃后屏壁温超限1℃。监盘人员随即在30秒内一级减温开度由44%、流量55吨/小时,开大至94%、流量107.48吨/小时,二级减温开度增至97%,流量17吨/小时。再热减温水量增至17吨/小时(左侧),19吨/小时(右侧)。
  14:42主汽压在高位运行,为控制汽压,顺序撤出B23、 B21、A12火嘴运行后,主汽压趋于稳定,开始下降。
  14:43发现主汽温度急剧降低,立即关闭二级减温水至0,关闭两侧再热减温水至6%开度,在关小一级减温水开度至55%时,发现阀门卡涩,关不下来,汇报值长,立即到就地手动关,但手动也关不下来。
  14:45 紧急情况下关闭一级减温水前后电动门,但为时已晚,一级减温水流量一直维持在106吨/小时不变,机侧主汽温降至497.65℃,3分钟时间下降了53.58℃;再热蒸汽温度降至516℃,3分钟下降了41.83℃。14:46:#2机组跳闸,首出原因“轴振大”。
  2 事故原因分析
  2.1 由于#2机组主汽温度在短时间内急剧下降,湿蒸汽进入汽轮机内冲击转子引起轴系振动大,导致机组振动保护动作,引起机组跳闸。
  主汽温度在3分钟内由550℃快速下降至498.52℃、501.21℃,是造成本次跳机的直接原因。
  2.2 当值运行人员在处理主汽压力、主汽温度,后屏温度高时开大一级减温水开度,操作减温水门幅度过大,30秒内由44%开至99%,没有执行好运行规程中关于汽温调整的规定(第6.3.5.1条,第6.3.5.2条);同时又快速增加了32MW负荷,撤出了上层两个火嘴,几个因素的叠加是导致主汽温快速下降的主要原因。
  2.3 14:43分50秒,当值运行人员在发现主汽温降低,输入55%指令关一级减温调节门时,调节门卡涩在92%,一级减温水流量不能降下来,一级减温水调门设备存在问题,是主汽温度迅速下降的次要原因。
  2.4 运行当班监盘人员业务技术较弱,监盘组织不好。在出现异常情况时不能及时作出反应,并提出解决问题的对策。
  3 防范措施
  3.1 首先要加强对运行人员进行汽温、汽压调整方面的专项讲课;操作人员加强技术业务学习,注重操作实践,逐渐摸索汽温、汽压、水位方面的调节规律。
  3.2 机炉监盘人员应加强配合,出现异常工况,应协商确定处理主线和方案,协调进行处理。
  3.3 各生产主管部门要尽快制定一级减温水调门卡涩的处理方案,解决调门卡涩的问题。运行部针对减温水门卡涩的情况,制定专项安全预防措施。
  3.4 主管部门在运行规程中增加:关于“机组正常运行时,主、再热蒸汽温度在10分钟内突然下降50℃”防止汽轮机大轴弯曲、轴瓦烧损和轴颈严重磨损事故等防止电力生产事故的重点要求的要求。
  3.5 主管部门要加强人员的思想教育,加强对职工责任心教育。
  4 结束语
  总之,对转动机械来说,微小的振动是不可避免的,振动幅度不超过规定标准的属正常振动。这里所说的振动,系指机组转动中振幅比原有水平增大,特别是增大到超过允许标准的振动,也就是异常振动。任何一种异常振动都潜伏着设备损坏的危险。比如轴系质量失去平衡(掉叶片、大轴弯曲、轴系中心变化、发电机转子内冷水路局部堵塞等)、动静磨擦、膨胀受阻、轴承磨损或轴承座松动,以及电磁力不平衡等等都会表面在振动增大,甚至强烈振动。而强烈振又会导致机组其他零部件松动甚至损坏,加剧动静部分摩擦,形成恶性循环,加剧设备损坏程度。因此要加强振动监督,对振动监测做到制度化、经常化,必须在机组振动突然增大达到规程规定值时,及时果断地将机组停运,防止扩大损坏,或对振动虽然增大,但尚未达到规程规定紧急停机数值的异常及时对比分析,查找原因,并采取措施防止设备损坏事故的发生。
  【参考文献】
  [1]施维新.汽轮发电机组振动及事故[M].中国电力出版社,2008.
  [2]大型汽轮机原理[M].中国电力出版社,2005.