二十五项重点要求——防止汽轮机超速事故篇

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国家能源局《防止电力生产事故的二十五 项重点要求》2014版
(汽轮机部分宣贯)
刘海渊 2014年9月2日
培训内容
2.3 防止汽机油系统着火事故
8.1 防Leabharlann 汽轮机超速事故(19条) 8.2 防止汽轮机轴系断裂及损坏事故
8.3 防止汽轮机大轴弯曲事故
8.4 防止汽轮机轴瓦损坏事故
8.1 防止汽轮机超速事故
跳闸,锅炉MFT动作,机组跳闸。
(阜新)
4.抽汽机组

防止抽汽倒流
条文: 8.1.10 抽汽供热机组的抽汽逆止门应迅速、严密,连锁动作应可靠,布置 应靠近抽汽口,并必须设置有能快速关闭的抽汽截止门,以防止抽汽倒流引起超 速。

案例1:2013年6月17日重庆某自备热电厂1号汽轮机发生飞车严重事故。机组 容量60MW,上海汽轮机厂制造,CFB锅炉,DCS系统是福克斯波罗公司制造。 3号先甩负荷,然后是2号甩负荷。厂用电全停,锅炉超压,1号机转速先降到 2500r/min,后升至3700r/min,保护未动作。汽机转子断成3节,有一节
保护故障、转速失去监视情况下强行启动
案例1:1984年7月,我国 第1台毁机事故机组,江西 某电厂50MW汽轮机,事故 前危急保安器拒动缺陷尚 未消除、在调节汽门严重 漏汽的情况下,机组仍采用 主汽门旁路门强行起动,
在发电机甩负荷的过程中,
严重超速至4700r/min,造 成了毁机事故。 超速后可怕 的现场
超速试验
案例1: 2007年5月4日
10时30分,按照定期工
作安排进行汽轮机飞锤 注油试验。试验过程中 将试验滑阀手柄由“试 验”位恢复“正常”位 时机组遮断跳机 。 原因:试验人员没有完 全将试验手柄扳到“复 置”位引起机组跳闸。
汽轮机注油 试验手柄
超速试验
案例1:2011年2月10日,南非ESKOM电力公司的DUVHA电站4号机组在进行超速试验 时,各种保护失灵,且负责现场进行手动打闸的人员不在岗位上,汽轮机转数10秒左右就 从3000RPM升高到了4500RPM,造成了飞车事故,厂房顶被飞出的叶片或轴穿了个大洞, 好在没有伤及其它运行中的5台机组,该电站总装机3600MW,于1975-1984建设。
成机组严重超速达4500r/min,机组损
坏。1.27MPa抽汽逆止阀阀碟铰制孔螺 栓断裂使阀碟脱落,抽汽逆止阀无法 关闭,是事故的主要直接原因。机组 甩负荷,抽汽逆止门故障而未能关闭, 并在电动门未关闭的情况下,解列调 压器,是致使热网蒸汽倒流,造成机 组严重超速事故的主要原因。
5.汽轮机试验要求
油质不合格、伺服阀卡涩
案例10: 2004年7月,广东某电厂一台600MW机组,机组负荷正常 变化过程中,4只调节汽阀均发生了严重卡涩拒动故障。解体后发现 3、4号调节汽阀油缸内抗燃油油质劣化、变黑、变硬,缸筒、活塞
杆有拉痕,活塞杆与轴套卡死。经分析认为:由于调节汽门严重漏
汽,油动机与阀杆装配中心存在偏差,抗燃油在活塞杆与轴套密封 处微渗,抗燃油长时间在高温蒸汽的烘烤下而劣化,致使活塞杆与
案例5:1993年11月甘肃某电厂25MW机组,由于机组负荷摆动停机处理, 减负荷减不下来,在带负荷解列的过程中,调速汽门拒动,主汽门卡涩, 转速飞升到4300r/min,机组严重超速损坏。 案例6:2006年6月,广东某电厂一台600MW机组,给水泵汽轮机在进行速 关阀活动试验时,由于速关组合件出口接头处和速关阀油动机内,存有加 工铁屑(3个约3mm×5mm呈卷曲状的机加工铁屑)堵在接口处,加之设备 缺陷,在速关阀进行活动试验时,导致给水泵汽轮机跳闸。
主汽门卡涩、带负荷解列
案例2:1993年11月,甘肃某电 厂25MW抽汽机组,发电机失 磁,有功负荷急剧摆动,致使 调节汽门门架损坏,调节汽门 失控。主汽门存在门杆弯曲、 卡涩、关不严等重大缺陷,大 修中未能彻底消除,使设备带 病运行。在带负荷解列的过程 中,自动主汽门卡涩,致使转
事故现场
速飞升至4200r/min以上,轴系
打穿的
汽机房 顶
飞车后的汽
轮机外观
超速试验
案例2: 2004年河北某电厂一台300MW机组,该机组按规程要求进行HPT(高压 跳闸集成块)和OSP(超速保护集成块)定期在线试验。 在进行OSP试验时,由 于1号、2号电磁阀电缆线间短路,使高中压调节汽门全部关闭,机组负荷由 300MW快速下降到11MW,锅炉安全门动作,手动MFT大联锁动作,机组跳闸 停机。
超速试验、卡涩
案例3: 1988年2月,陕西某电厂
一台200MW机组,在高参数下进 行超速试验的过程中,发生轴系 断裂13段的特大设备损坏事故。 经分析认为:在额定参数下进行超 速试验的过程中,由于调节系统 开环、转速失控,轴系稳定裕度 偏低和转速的急速飞升等综合因 素,是造成轴系严重损坏事故的 原因。
汽轮机转速超过额定转速的112%,即为超速。严重超速可以导致汽轮发电机组严 重损坏,甚至毁坏报废,是汽轮发电机设备破坏性最大的事故。
1.转速测量、监视和保护
条文:8.1.1 在额定蒸汽参数下,调节系统应能维持汽轮机在额定转速 下稳定运行,甩负荷后能将机组转速控制在危急保安器动作值转速以 下。 条文:8.1.2 各种超速保护均应正常投入运行,超速保护不能可靠动 作时,禁止机组运行。 条文:8.1.3 机组重要运行监视表计,尤其是转速表,显示不准确或 失效,严禁机组启动。运行中的机组,在无任何有效监视手段的情况 下,必须停止运行。
条文: 8.1.4 透平油和抗燃油的油质应合格。油质不合格的情况下, 严禁机组起动。 条文:8.1.5 机组大修后,必须按规程要求进行汽轮机调节系统静态 试验或仿真试验,确认调节系统工作正常。在调节部套有卡涩、调节 系统工作不正常的情况下,严禁机组启动。 条文: 8.1.6 机组停机时,应先将发电机有功、无功功率减至零,检 查确认有功功率到零,电能表停转或逆转以后,再将发电机与系统解 列,或采用汽轮机手动打闸或锅炉主燃料跳闸联跳汽轮机,发电机逆 功率保护动作解列。严禁带负荷解列。
事故工况低压旁路必须开启
案例3: 2007年09月,一台超临界600MW机组,在启动过程中主蒸汽
压力3.35 MPa,再热蒸汽压力 0.7 MPa。EH油系统蓄能器因油箱油位低
退出三组。中速暖机运行后,开始升速,此时中压调节汽门全开,汽 轮机转速只能升至2100r/min左右。低压旁路因未投联锁而未能开启, 开大高旁提高再热蒸汽压力,转速升高仍然缓慢。当高旁开至92%时, 汽轮机转速突升至3090r/min,OPC动作,并使主机跳闸。 案例4: 2004年上海某电厂一台600MW机组,中压调节汽门LVDT位置 反馈变送器故障,导致中压调节汽门关闭,低压旁路未能开启,汽机
保护故障、转速失去监视情况下强行启动
案例2:1999年辽宁某发电 厂200MW机组发生轴系断 裂事故。运行人员在主油
飞出厂房 外的瓦块
泵轴与汽轮机主轴间齿型
联轴器失效,机组转速失 去控制,并在无任何转速 监视手段的情况下而再次 起动,在转速急速飞升的 过程中,引发了轴系断裂 事故。
2.油质合格严防卡涩、静态试验、停机解列

案例7:2007年4月某电厂一台600MW机组,在进行锅炉给水扰动试验时,
由于油质清洁度不合格,导致伺服阀卡涩,发生给水泵汽轮机低压调门突 关故障。
油质不合格、伺服阀卡涩
案例8:2007年4月某电厂一台600MW机组,机组正常运行,由于A 泵汽轮机高压调门长期不动,存在EH油死角残存杂质,导致伺服阀 卡涩,发生给水泵汽轮机高压调门突开,转速达5742r/min,触发机 组RB事件。 案例9:2007年11月某电厂一台600MW机组,在大修后进行MCS系 统试验过程中,由于B泵汽轮机EH系统油质清洁度不合格,导致伺 服阀卡涩,低压调门突开,转速飞升至5900r/min,超速跳闸,触发 机组RB事件。
严禁带负荷解列、强行挂闸
案例1: 1990年1月河北某 电厂一台中压50MW机组, 锅炉灭火后,在恢复的过 程中,汽包满水。机组推 力增大,动静严重碰磨,
事故损坏 现场
在带24MW负荷解列的过
程中,调节汽门和自动主 汽门未能关闭,致使转速 急速飞升达4000r/min以上, 轴系断为11段。机组严重 超速而毁坏。
断裂为8段,造成机组严重超速、 重大设备损坏事故。
严禁带负荷解列、强行挂闸
案例4:1999年5月,广 东某自备电厂一台机组, 在停机的过程中,由于 调节汽门严重漏汽,自 动主汽门卡涩,致使机 组严重超速至7800r/min, 造成一人死亡,设备损 坏的特大事故。
飞出的转 子
油质不合格、伺服阀卡涩
(秦岭)
案例5:广东某电厂一台300MW机组,机组大修后未能认真进行接线检查和 仿真试验,由于左、右中压调节汽门控制信号接反,在机组运行中进行中压 主汽门活动试验时,致使左侧中压主汽门和右侧中压调节汽门同时关闭,截 断了中压缸进汽,导致推力瓦烧损。
6.电液调节系统
事故工况低压旁路必须开启
案例1: 1993年广东某电厂一台300MW机组,在机组甩负荷的过程中,联
动开启高压旁路,低压旁路因未投联锁而未能开启,由于中压主汽门和调 节汽门卡涩而未能关闭,使机组转速在17s后达4207 r/min,手动开启低压 旁路、转速才得以控制。 案例2: 1999年辽宁某电厂一台200MW机组,在机组甩负荷后热态起动过 程中,由于旁路未能开启,而中压汽门又滞后高压汽门开启,使再热蒸汽 压力高达2.8MPa,在转速急速飞升,以及在压力波的冲击下使低压隔板 损坏,造成了轴系断裂12段的特大毁机事故。
将汽机主厂房顶打穿飞出至输煤栈桥,飞得最外的有100多米远,汽机、发电机
完全报废。 原因:抽汽逆止门无法关闭,致使供热管道内大量的蒸汽倒回至汽轮机,造成超 速飞车事故 。
防止抽汽倒流
事故现场
防止抽汽倒流
打穿的 外墙
防止抽汽倒流
飞出的 转子
防止抽汽倒流
案例2: 1999年4月,新疆地方电厂一 台50MW两段可调整抽汽汽轮机,在机 组甩负荷的过程中,抽汽逆止门故障 而未能关闭,致使热网蒸汽倒流,造 发电机 大轴断 裂
飞出的 转子
仿真试验、卡涩
案例4: 2003年天津某电厂500MW机组,运行中高压调节汽门突然关闭, 经5s机组负荷由350MW降至40MW,由于给水泵汽轮机供汽压力的降低, 给水流量由910t/h降低到45t/h,“给水流量中断保护”动作停炉,连锁发 电机跳闸停机。经综合分析认为:由于机组停运时间较长,碳钢管发生 锈蚀,运行中导致调节系统卡涩,造成了机组非停事故。
轴套严重卡涩。该严重卡涩故障,在同型机组上也相继发生过,由
于机组在正常运行中及时发现,避免了在事故等异常工况下,机组 严重超速设备损坏的重大事故。
3.汽轮机旁路系统、挂闸问题
条文:8.1.7 机组正常启动或停机过程中,应严格按运行规程要
求投入旁路系统,尤其是低压旁路;在机组甩负荷或事故状态
下,应开启旁路系统。机组再次启动时,再热蒸汽压力不得大 于制造商规定的压力值。 条文:8.1.8 在任何情况下绝不可强行挂闸。 条文:8.1.9 汽轮发电机组轴系应安装两套转速监测装置,并 分别装设在不同的转子上。

案例3: 2007年内蒙某电厂一台600MW机组,在管接头断裂抗燃油大量泄漏的
过程中,虽已发出油压低停机信号,但由于AST电磁阀组拒动,速关功能失效, 使主汽门、调节汽门仍按正常调节速度缓慢关闭,逆功率保护动作机组跳闸停机。 AST电磁阀组拒动事件,若发生在机组甩负荷等异常工况下,可导致机组严重超 速事故。
条文:8.1.11 对新投产机组或汽轮机调节系统经重大改造后的机组必须 进行甩负荷试验。 条文:8.1.12 坚持按规程要求进行汽门关闭时间测试、抽汽逆止门关闭
时间测试、汽门严密性试验、超速保护试验、阀门活动试验。
条文:8.1.13 危急保安器动作转速一般为额定转速的110%±1%。 条文:8.1.14进行危急保安器试验时,在满足试验条件下,主蒸汽和再 热蒸汽压力尽量取低值。
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