全厂停电如何处理

全厂停电如何处理 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
全厂停电并不可怕，下面是本人的一点不成熟的心得供大家讨论：
对于火力发电厂而言，尽管在设计时已经做了充分的考虑，但受恶劣天气或突发性事故影响，还是存在着全厂供、用电与外界中断的可能，而目前对于大多数长期在大电网中稳定运行的机组、尤其是大型汽轮机组来说，一般都不具有脱网带厂用电（FCB）稳定运行的能力，因此，一旦全厂供、用电与外界中断这种情况出现，就会出现全厂断电的情况。

全厂断电，对于单台机组来说就是失去厂用电。

厂用电失去的原因可能是多种多样的，但是其后果对汽轮机及其系统而言，主要是失去控制油（EH）、给水、凝结水、闭式水、开式水、循环水、真空泵、压缩空气、轴封蒸汽等，在这些设备或系统均不能运行或者不能长久维持的情况下，如何使汽轮机安全停运，是十分值得关注的事情。

毋庸置疑，完备的事故预案可以有效的减轻或化解事故造成的破坏，为此几乎每家火力发电厂都有类似的事故处理预案，这些预案在多次事故处理中也曾发挥过很大作用，但是其中的一些做法是否合理、处理方法是否需要完善，仍需要深入分析与探讨。

为了讨论方便，在下文的讨论中，均认为机组失去厂用电后，汽轮机保护正常动作，柴油发电机可立即投入使用，保安段电源、UPS电源和直流电源工作正常，与之相关的设备均能正常投用。

1 失去厂用电后一般性做法
目前，对于正在运行的汽轮机组，失去厂用电而跳闸后，汽轮机侧操作一般着重于保证油系统、隔绝凝汽器、维持轴封汽三个方面，主要内容如下：
（1）确认主机转速下降，所有主汽门和调节汽门全关，抽汽逆止门关闭；
（2）确认柴油机发电机启动成功，保安段电源恢复，启动主机顶轴油泵；
（3）确认主机直流事故润滑油泵自动启动，否则抢投；
（4）确认空侧直流密封油泵自动启动，否则应抢投；
（5）确认小机跳闸，汽门全关，直流事故油泵自动启动，否则应抢投；
（6）确认高、低压旁路阀已关闭，隔绝疏水进入凝结器；
（7）关闭汽机本体及主要管道的疏水阀；
（8）汽机轴封汽源由主蒸汽供给，开启真空破坏阀，加速破坏真空；
（9）启动主机交流润滑油泵运行，停运直流润滑油泵运行；
（10）主机转速到零后，投运盘车。

2 几个问题的分析与探讨
跳机后的润滑油系统
厂用电失去跳机后，汽轮机润滑油系统面临的最大威胁就是失去冷却水而造成润滑油温大幅度上升。

汽轮机润滑油冷却水一般有两种来源：一种是来自开式水，也就是来自循环水；一种是来自闭式水。

在厂用电失去后，汽轮机润滑油冷却水如果是来自开式水，如前所说，在关闭循环水泵出口阀后，可以试着通过打开冷油器最低处放水阀将从开式水冷却器旁路来的水放出，从而达到冷却润滑油的目的；如果是来自闭式水，可以使用消防水在高位水箱注水，通过打开冷油器最低处放水阀或者专设阀门将水放出，从而达到冷却润滑油的目的。

在润滑油冷却水完全丧失时，如何尽可能减小润滑油的温升也是值得讨论的事情。

汽轮机润滑油中的热量来源于两部分，一部分是轴承中油膜与轴颈的摩擦功耗，另一部分是轴颈的热传导。

降低第一部分产生的热量，可以通过尽可能早的降低汽轮机转速，减少油膜与轴颈摩擦而产生的热量；通过提早开启顶轴油泵，增加油膜厚度，减小油膜温度，也有可能会减少部分热量；降低第二部分产生的热量，可能通过尽早切换轴封供汽来进行。

与此对应的操作是提早破坏凝汽器真空与开启顶轴油泵，在真空到零后，及时切断轴封供汽。

汽轮机润滑油的循环倍率一般为10，在额定转速下，通过轴承后，润滑油温升一般为15℃左右，也就是说在一个循环周期内（6分钟），润滑油箱中油温会上升15℃左右。

在汽轮机惰走12分钟以后，转速会降至900r/min左右，润滑油温升会有所降低。

假如原润滑油温为40℃，润滑油箱油温为55℃，一旦彻底失去冷却水，润滑油温会突升到55℃，在接下来的循环中，这个温度还会有较大幅度增长。

在这种情况下，汽轮机转速到零后，盘车不能立即投用，原因是润滑油温度过高，盘车必须的油膜难以建立，轴承无法充分冷却，如果盲目投用盘车，会给轴承带来很大损害，此时最好的做法就是进行闷缸处理。

但如果厂用电能短时间内恢复，汽轮机很快启动，在盘车因润滑油温度高而停运后，建议每隔20分钟将汽轮机转子转动180o，以便于以后的启动。

在润滑油冷却水完全丧失时的情况下，要力保润滑油泵的正常运行，如有可能，建议通过润滑油冷却器放气或放水管对之注水，加以冷却。

轴封与真空
机组停运后，汽轮机轴封供汽无法长时间维持，破坏真空是必须的，但何时破坏真空，却对汽轮机低压缸未级叶片、低压缸轴承与凝汽器有很大影响。

汽轮机跳闸后，低压缸排汽温度主要受三个方面因素影响：一是汽轮机与管道疏水、剩余排汽产生的热量；二是因真空泵停运、轴承汽供应能力下降等因素造成漏气量增大；三是低压缸未级长叶片产生的大量鼓风热量。

对于第一个因素，通过及时闷缸、关闭事故放水等措施可以大幅度降低其产生的热量；第二个因素造成的影响基本上无法避免，但可以通过尽力维持轴封汽，延缓真空下降的速度；第三个因素产生的热量与汽轮机的转速有关，凝汽器漏进的空气量也会对此产生严重影响。

以上分析说明，降低真空下降的速度，会有效的降低低压缸排汽温升，因此尽可能的维持轴封汽压力、推迟破坏真空的时间，最终可以降低低压缸排汽温度。

正常运行的汽轮机组，轴封汽一般都是由辅助蒸汽提供，而辅助蒸汽则由四抽、冷再或主蒸汽提供。

600MW机组相关经验表明，全厂失电后，轴加风机停运，机组跳闸后，辅助蒸汽的压力在10分钟左右的时间内不会发生明显降低，10分钟之后会逐渐下降，其实，在中、低压缸均为负压的情况下，轴封汽压力并不需要太高就可以满足要求。

不破坏真空时，汽轮机跳闸10分钟后，其转速一般可以降至1000r/min左右，如果此时再破坏真空，15分钟后凝汽器真空就会完全消失，汽轮机在低转速、低真空下的长时间惰走不会产生很大热量，这样可以有效降低低压缸排汽温升。

讨论到此，问题的关键是辅助蒸汽压力在15分钟以内，会降低多少，期间能否维持中、低压轴封供汽。

600MW机组相关经验表明，跳机后10分钟内辅助蒸汽压力基本维持在左右，然后直线下降， 15分钟以后，约下降到左右，到跳机后一小时，辅助蒸汽压力降到零，因此，在凝汽器真空到零之前，轴封汽不会中断。

当然，如果辅助蒸汽的冷再汽源来自于高排逆止门后，锅炉再热器可以提供足够热量供辅助蒸汽使用，从而更加保证机组跳闸后的轴封汽供应。

因此，建议厂用电失去后，根据机组实际情况合理推迟破坏真空的时间，并密切关注中压缸轴封汽压力的变化趋势，避免因破坏真空太迟造成中压缸轴端漏进大量冷空气而使得其上下缸温差变大。

柴油发电机
机组失去厂用电后，主机直流润滑油泵、空侧直流密封油泵、小机直流润滑油泵应该立即启动。

5分钟后，汽轮机转速会降至1500r/min左右，此时应该启动主机顶轴油泵，因顶轴油泵一般为保安段供电的交流油泵，此时柴油发电机必须启动，也就是说，如不考虑事故照明，汽轮机跳闸后5分钟之内柴油发电机启动，就不会对汽轮机的安全构成实质性的威协，一般电厂的做法是，机组失去厂用电后柴油发电机立即启动，这样做是偏安全的。

在厂用电失去短时间内，柴油发电机常常会因负荷过重而跳闸，因此，有序、合理的选择柴油发电机负载十分重要。

在主机惰走前期，要确保主机润滑油泵、密封油泵的正常运行，在主机惰走后期还要确保顶轴油泵的正常运行；在主机转速到零后，根据情况要确保主机盘车的运行；整个过程中要确保直流系统、热控UPS电源的正常供电；为减轻柴油发电机负荷，在交流油泵启动后，相应的直流油泵应及时停运。

一般情况下，汽轮机惰走转速低于1500r/min时，都需要启动顶轴油泵，以便于在汽轮机转子自身油膜消失前，建立润滑油膜以保护轴承。

而实际上，转子在500r/min以上转速时，一般均能形成良好的润滑油膜，因此在汽轮机惰走到500r/min之前约25分钟时间内，可以不启动顶轴油泵，但前提是柴油发电机还有更重要的负载。

3 失去厂用电后推荐做法
前述内容从四个方面对失去厂用电而跳闸后的汽轮机停机过程进行了探讨与分析，当时事故发生后，推荐做法主要内容如下：
（1）确认主机转速下降，所有主汽门和调节汽门全关，抽汽逆止门关闭、高、低压旁路阀已关闭，循环水泵出口阀关闭；
（2）确认主机直流事故润滑油泵自动启动，否则抢投；
（3）确认空侧直流密封油泵自动启动，否则应抢投；
（4）确认小机跳闸，汽门全关，直流事故油泵自动启动，否则应抢投；
（5）柴油机发电机启动，主机、小机交流润滑油泵启动、密封油泵启动，相应直流油泵停运；
（6）关注主机润滑油温升情况，检查其事故冷却水投运正常；
（7）检查关闭汽机本体及主要管道的疏水阀，隔绝疏水进入凝结器；
（8）主机转速到1500r/min以下时，启动顶轴油泵；
（9）关注辅助蒸汽压力变化，适时开启真空破坏阀；
（10）主机转速到零后，视情况投运盘车或闷缸。

4 结论
失去厂用电给汽轮机组的安全停运带来的压力是巨大的，到目前为止，对大多数机组而言，柴油发电机是其失去厂用电后的最后一道安全保障，如果机组能实现FCB工况稳定运行，那这种情况会大大改观，建议及时开展这方面的工作；
汽轮机组在失去厂用电情况下停运后，要加强对相关数据的分析与比较，尤其是与汽轮机本体有关的相关数据；如果低压缸排汽温度上升过高，在机组转为冷态后，要加强对凝汽器钛管胀口、低压缸及轴承座的检查；
完善的事故预案能够有效的化解事故风险，合理的细节处理，能够减轻事故带来的损失，但这些需要建立在对事故发生后机组运行情况深入、细致与准确的把握之上的，本文是仅仅对此做了一点尝试。