防止汽輪機大軸彎曲

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1、防止汽輪機大軸彎曲—“二十五項重點要求”若干問題探討輪機室2008年10月廣東清遠重大惡性事故汽輪機轉(zhuǎn)子大軸永久性彎曲是重大惡性事故，國內(nèi)從50~660MW機組均曾發(fā)生，其中尤以200MW機組突出。汽輪機轉(zhuǎn)子大軸彎曲后的效正耗費大量人力、物力，且停機修復(fù)時間長，還使轉(zhuǎn)子壽命受損，甚至可能導(dǎo)致報廢，造成巨大的經(jīng)濟損失。大軸彎曲事故時有發(fā)生據(jù)統(tǒng)計，華北電網(wǎng)1995年內(nèi)網(wǎng)內(nèi)3臺機組發(fā)生了大軸彎曲事故，還有一臺300MW和200MW機組熱態(tài)啟動時發(fā)生進冷水和冷汽，因發(fā)現(xiàn)及時，處理果斷、正確，未發(fā)生永久彎曲；至19

2、97年東北電管局所轄電廠44臺200MW機組，共發(fā)生大軸彎曲9次；河南省自1988年先后有4臺汽輪機發(fā)生彎曲，僅1996年就有兩根轉(zhuǎn)子發(fā)生彎曲；廣東省2003年發(fā)生一臺300MW機組大軸彎曲事故，從1992年至2008年期間，共發(fā)生大軸彎曲事故8次，容量從125~300MW均有，其中有國產(chǎn)機組，也有俄羅斯制造的機組。沙角C廠3號機660MW機組在英法聯(lián)合GEC-ALSTHOM公司調(diào)試期間也發(fā)生了中壓轉(zhuǎn)子彎曲的惡性事故。大軸彎曲機理汽缸部件的溫差將產(chǎn)生熱變形，過大的變形產(chǎn)生動靜部分摩擦。由于軸本身單側(cè)摩擦，

3、局部區(qū)域驟熱膨脹，因受周圍溫度較低部分的限制而產(chǎn)生壓應(yīng)力。若大于該溫度下的屈服極限（該值隨溫度的升高而降低），轉(zhuǎn)子局部便產(chǎn)生壓縮塑性變形，當內(nèi)部溫度均勻后，將有殘存的拉應(yīng)力，塑性變形不會消失，受熱部分的金屬受壓而縮短。完全冷卻時，軸就會向相反方向彎曲，摩擦傷痕處于軸的凹面?zhèn)龋a(chǎn)生永久彎曲。大軸彎曲機理另一種情況是，如汽缸進水等，轉(zhuǎn)子本身上下溫差達200℃以上，熱應(yīng)力計算結(jié)果表明，同樣會使冷卻部位的拉熱應(yīng)力超過屈服極限，產(chǎn)生永久性彎曲。當轉(zhuǎn)子內(nèi)部溫度均勻后，被冷水浸泡的部位將從轉(zhuǎn)子彎曲的凹面轉(zhuǎn)為凸面。一般而

4、言，除個別情況，大部分機組彎曲的部位多發(fā)生在高壓轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)級前軸封處。統(tǒng)計表明，86%的彎曲事故是由于轉(zhuǎn)子碰磨引起，而其中80%以上是在機組熱態(tài)起動時發(fā)生。導(dǎo)致大軸彎曲的原因總結(jié)國內(nèi)若干大型機組發(fā)生轉(zhuǎn)子大軸彎曲的事故，引起轉(zhuǎn)子大軸彎曲的原因很多，典型如下：(1)停機后給水通過高壓旁路減溫水和高排逆止門倒入高壓缸，或給水泵中間抽頭未關(guān)閉，再熱減溫水門漏，水進入再熱器母管，流向高壓缸排汽管，而高排逆止門不嚴而進入高壓缸。(2)鍋爐水壓試驗結(jié)束后熱態(tài)啟動，閥門不嚴密，疏水不充分。(3)熱態(tài)啟動，為控制差脹供低溫軸

5、封汽。軸封供汽門不嚴，低溫蒸汽經(jīng)軸封供汽門漏入汽缸。軸封供汽前疏水不充分。(4)汽機空轉(zhuǎn)或低負荷下（約15%額定負荷），使用過、再熱器噴水控制蒸汽溫度，噴水量和蒸汽流量比例失調(diào)。正常運行或滑參數(shù)停機過程中鍋爐操作不當，致使主、再熱蒸汽溫度急劇下降，或沖轉(zhuǎn)參數(shù)不滿足與缸溫的匹配或過熱度不夠。導(dǎo)致大軸彎曲的原因(5)轉(zhuǎn)子材質(zhì)不佳，加工不良，熱處理不當，存在殘余應(yīng)力，運行時應(yīng)力消失；運輸或存放不當，受機械外力作用；存在較大的原始動不平衡量，檢修調(diào)整不當，軸承跑偏，動靜間隙偏小。(6)除氧器、凝汽器或加熱器滿水，

6、倒流至汽缸。一種情況是低加疏水泵出口門未關(guān)，而逆止門不嚴，使凝結(jié)水返至低加，造成低加滿水。(7)一階臨界轉(zhuǎn)速下出現(xiàn)較大振動未引起足夠重視或處理不當，強行硬闖臨界，或熱態(tài)起動時不恰當?shù)摹爸兴倥瘷C”，或未查明事故原因（尤其是振動大）情況下多次連續(xù)起機。導(dǎo)致大軸彎曲的原因(8)疏水系統(tǒng)設(shè)計不合理，高壓缸夾層加熱、法蘭螺栓加熱裝置使用不當，汽缸上、下缸溫差大（“二十五項重點要求”兩次提及）。汽缸測點溫度壞，無法監(jiān)視上、下缸溫差。如99年4月華能汕頭電廠2號機300MW機組。高壓缸法蘭加熱左右側(cè)回汽門嚴重失衡，左、

7、右兩側(cè)的法蘭的溫差達100℃。(9)盤車故障，或因為大軸臨時彎曲、軸承等原因?qū)е卤P車投不上的情況下強行盤車。汽門漏汽致使盤車跳閘，沖至低轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子受到不對稱加熱。(10)差脹控制不好，滑銷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不良，起動過程中汽缸膨脹不暢，或汽缸檢修、設(shè)計不完善，導(dǎo)致汽缸與轉(zhuǎn)子發(fā)生軸向碰磨。如朝陽電廠1號機98年發(fā)生的大軸彎曲(正差脹)、富拉爾基二電廠89年1號機大軸彎曲事故(滑停負差脹)。反事故技術(shù)措施討論振動許多機組發(fā)生大軸彎曲均與振動大有關(guān)。為此，國家電力公司“二十五項重點要求”重申并規(guī)定了機組在起動和運行中軸承

8、和軸振動的要求值和極限值。強調(diào)了在機組起動或運行中振動超標的打閘停機條件，特別強調(diào)要高度重視振動相對變化值，軸承振動變化±0.015mm或相對軸振動變化±0.050mm，就應(yīng)查明原因并設(shè)法消除；當軸承振動突然增加0.050mm時，就應(yīng)立即打閘停機。9.2.1條：防止軸系斷裂亦強調(diào)：“已有振動監(jiān)測保護裝置的機組，振動超限跳機保護應(yīng)投入運行；機組正常運行瓦振動、軸振應(yīng)達到有關(guān)標準的優(yōu)良范圍，并注意監(jiān)視變化趨勢?！狈词鹿始夹g(shù)措施討論