600mw超臨界機組汽輪機跳閘原因分析

1引力系統見圖2該裝置2號是哈汽公司（以下簡稱哈汽）生產的一輛跨境車輛。還有單軸、三輛、四輛排放、雙背壓和反動混凝土汽輪，型號為凱漢車2006年2月26日。其推力軸承為西屋公司進口產品,安裝在前軸承箱內,推力間隙0.25～0.38mm。2008-11-12,2號機組在空負荷啟動及300MW以下負荷運行時,主要運行參數均在正常范圍內;在負荷首次由300MW升至340MW時(升負荷率3MW/min),工作面推力瓦溫由59.5℃快速升至107℃,機組跳閘,工作面推力瓦溫快速回落,軸向位移也降至原始值。機組各負荷狀態下主要參數如表1所示,機組跳閘時各主要參數的趨勢如圖1。2原因分析2.1蒸汽因素引起的影響一般情況下,機組在帶負荷運行中工作面推力瓦溫突然升高進而使軸向位移突然增大,造成機組跳閘。造成推力瓦溫突然升高的主要原因如下:(1)負荷或蒸汽流量突變;(2)葉片斷裂;(3)主、再熱蒸汽溫度和壓力急劇下降;(4)軸封磨損嚴重,漏汽量增加;(5)系統周波變化幅度大;(6)凝汽器真空度下降;(7)汽輪機發生水沖擊;(8)推力軸承磨損或斷油。通過查閱DCS歷史數據,在負荷由300MW升至340MW時,主、再熱蒸汽溫度,各加熱器水位,軸封壓力,機組振動,潤滑油壓,及油溫等主要參數沒有明顯變化。2.2平衡管安裝角度超臨界600MW機組高、中壓合缸的汽平衡管有4根,其中上缸2根,下缸2根,而高中壓轉子上有3個平衡活塞,高壓排汽平衡活塞兩側壓力分別為高壓缸排汽壓力和中壓缸排汽壓力。平衡管的作用是保證該平衡活塞靠機頭側壓力為中排壓力,因此分析認為可能是高中壓合缸的汽平衡管在安裝階段沒有拆除堵板,造成正向推力過大。經咨詢廠家,機組在滿負荷正常運行時,其推力最大約30kN,推力軸承可承載推力130～170kN。即使平衡管堵板均未拆除,也不會產生如此大的推力,更不會造成推力軸承溫度升高而導致跳閘。2.3推力瓦的解體檢查從表1和圖1中可看出,造成機組跳閘的工作面推力瓦溫并不是空負荷時溫度偏高的測點,而是偏低的測點,而且機組跳閘后推力瓦溫快速回落,因此排除了由于溫度測點跳變或壞點造成事故的可能性。經過分析認為,在油膜突然遭到破壞時,才有可能造成推力瓦溫的突然升高,而造成油膜破壞最可能的原因是潤滑油中含有損壞推力瓦塊的雜質,因此決定對推力瓦進行解體檢查。檢查發現,在回油濾網中有少量鎢金屑,8塊工作面推力瓦塊鎢金面都有不同程度的碾壓痕跡,沒有明顯的雜質及刮瓦的痕跡(見圖2);同時檢查推力瓦,沒有發現其他異常情況。3機組負荷對推力瓦溫的影響對碾壓的鎢金面進行修刮以恢復推力瓦,然后再次啟機。機組啟動后,空負荷時運行參數與首次啟動時相比基本沒有變化;在機組并網后投入所有低壓加熱器,未投入高壓加熱器;當機組負荷300MW時,工作面推力瓦溫為58℃/70℃,軸向位移0.487mm,與表1相同負荷時的數據比較,瓦溫明顯下降;繼續增加負荷至380MW,在投入高加時進行對推力瓦溫影響的試驗,試驗結果如表2所示。經過分析認為,造成這種現象的主要原因是推力瓦的油膜遭到破壞,1號高加的投入只是加劇了油膜的破壞。因此決定機組滑停,再次對推力瓦進行詳細檢查。4平衡橋塊的安裝根據廠家說明書,該推力瓦具有自位(自動對中)功能,在不承受推力的情況下能自由活動。再次解體推力瓦后,發現推力瓦塊基本不能活動,因此對支撐推力瓦塊的平衡橋進行了檢查,發現平衡橋塊有平面和微弧面2種形式,帶有微弧面的平衡橋塊以弧面坐落在推力瓦座上,2種平衡橋塊交錯布置,而推力瓦的支撐球面最終坐落在支撐面為平面的平衡橋塊上。由于安裝階段清洗平衡橋塊時,對平衡橋塊標記不清楚,安裝錯亂,造成部分推力瓦塊自位功能變差,油膜消失,瓦塊與軸產生干摩擦,從而導致推力瓦溫升高。平衡橋塊安裝示意如圖3,2種平衡橋塊的對比如圖4。重新調整平衡橋塊,恢復推力軸承,并調整推力間隙。機組再次啟動后,能夠順利帶滿負荷,其主要運行參數如表3所示。從表3中可以看出,工作面推力瓦溫明顯下降,在滿負荷時工作面推力瓦溫為61.79℃/57.55℃,回油溫度54.81℃,軸向位移0.7595mm,機組運行平穩。5高加投入后,軸向位移和推力瓦溫明顯上升,且降低了2號高加的測壓法由于技術保密等原因,西屋公司一直未向哈汽提供詳細的安裝圖和說明書,如果不仔細辨認,極易混淆2種形式的平衡橋塊,因此,在安裝時必須做好標記,避免類似事故再次發生。從表2中可以看出,投入2號、3號高加后,軸向位移與推力瓦溫沒有明顯變化,而在1號高加部分投入的情況下,軸向位移明顯增大,且工作面推力瓦溫明顯升高,在切除1號高加后,軸