引起汽轮机超速的原因和处理措施 精品

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引起汽轮机超速的原因和处理措施

谢俊锋

（晋煤集团天溪煤制油分公司机动科 山西晋城 048009）

摘 要 简要介绍汽轮机超速的主要原因是汽轮机的调速和保护系统故障及本身的一些缺陷造成的，同时与操作、运行

维护也直接相关。并提出了汽轮机超速的处理措施。 关键词 汽轮机组 超速 安全 处理措施

汽轮机是大型离心机组的驱动设备，在化工 和发电行业中得到广泛的应用，在运行过程中一 般比较稳定。但汽轮机的超速问题一直是该设备 运行的一个大缺陷，其实汽轮机的超速主要是由 于汽轮机的调速和保护系统故障及本身的一些 缺陷造成的，同时与操作、运行维护都有直接的 关系，现根据不同的事故起因和故障类型分别加 以讨论。

1 汽轮机超速的原因分析 1.1 调速系统有缺陷

调速系统的缺陷是造成超速的一个必然因 素，因为汽轮机调速系统不但要保证汽轮机在额 定转速下正常运转，而且还要保证汽轮机在甩负 荷以后转速升高时不会超过规定的允许值，所以 调速系统的稳定性是防止汽轮机超速的第一保 证。如果汽轮机在甩负荷以后不能保持机组空载 运行，就可能引起超速。汽轮机甩负荷后，转速飞 升过高的原因有以下几个方面。

（1） 调速汽门不能完全关闭或泄漏蒸汽量 大；

（2）抽汽逆止阀不严或不能动作； （3）调速系统调节迟缓或调节机构卡涩； （4）运行方式不合理或调整不当； （5）调速系统速度不等率过大； （6）调速系统动态特性不正确； （7）调速系统整定达不到要求，如同步器调 整范围过小、配汽机构膨胀间隙过大等。 1.2 超速保护系统发生故障

汽轮机超速保护系统的一些故障也能够引 起机组的超速，危急保安器的动作转速一般规定 不能高于额定转速的 10%～12％，这是保护汽轮 机转速不致过分升高的主要保护设备。另外不同

的机组还设有规定动作转速稍高于危急保安器 的附加保护或电超速装置。汽轮机转速升高时， 造成危急保安器不动作或动作迟缓的原因主要 有以下几项。

（1）重锤或飞环导杆卡涩； （2）重锤或飞环动静部件不同心，动作时会 形成卡涩；

（3） 弹簧在受力时产生过大的径向变形，形 成弹簧和孔壁产生磨擦，影响到动作的灵敏度；

（4）接吻扣或打击板间隙过大，撞击子飞出 后不能使危急保安器滑阀动作；

（5）危急保安器滑阀、自动主汽门和调速汽 门的卡涩，都会造成危急保安器不动作或动作迟 缓，引起机组的超速运行。 1.3 操作、检修及润滑油、蒸汽品质的影响 运行中操作调整不当也是引起机组超速运 行的重要因素。润滑油品管理不善，使用劣质润 滑油或润滑油品标号不正确，未经化验就加入主 油箱运行。或是检修质量不高，轴封间隙调整达 不到标准要求范围，调整时轴封的附加外力未消 除，运行过程中轴封压力过大，蒸汽泄漏到轴承 部位，造成润滑油中进水，引起调速机构和保护 系统卡涩。运行过程中同步器手动或电动时，加、 减负荷超过规定调整范围，不但会造成机组甩负 荷后转速飞快升高，而且还会使调节部件失去脉 动，从而造成卡涩，引起超速事故。运行中蒸汽品 质不良，化学监督未执行部颁标准，长期运行就 会造成主汽门和调速汽门卡涩。 大、小修后或 2 000h 后和调速系统解体后，开机做超速试验， 升速未执行标准，操作不当，造成转速飞升过快。 2 汽轮机超速的处理措施

处理汽轮机超速事故的措施有以下几项。

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氮肥技术2011 年第32 卷44

（1）在停机时，采取先打危急保安器来关闭主汽门和调速汽门，确保压缩机在零负荷下运行，因这时机组如运行时间过长，在鼓风作用下就会形成排汽温度升高，危害到低压缸的安全。

（2）严格执行部颁水汽标准，加强对水汽品质的监督化验，防止因汽水品质不合格而造成运行中因蒸汽压力降低而将蒸汽中的盐分结晶使主汽门杆、调速汽门杆、各段抽汽逆止阀杆结垢，形成开、关不灵活、出现卡涩现象。

（3）加强对润滑油品的监督，严格执行部颁标准，定期抽样化验并填写报告，防止油中带水或杂物造成调节部套卡涩和腐蚀。

（4）自动主汽门、调速汽门要开、关灵活，严密性合格，定期做主汽门、调速汽门杆的活动试验。每周变负荷30％，以便活动调速汽门及油动机滑阀。机组大修后，甩负荷试验前，必须进行主汽门、调速汽门严密性试验，保证符合相关法规标准和设备制造厂家的技术要求。主汽门和调速汽门单独关闭时，在额定参数下稳定转速最高不得超过额定转速，但试验汽压可在额定汽压下进行，以便甩负荷后或事故情况下检验主汽门、调速汽门关闭的严密性。运行中，当汽、水品质不合格时，要适当增加主汽门、调速汽门活动次数和活动范围。运行中发现主汽门、调速汽门、抽汽逆止门卡涩时，要及时消除，消除前要有防止超速的安全措施，必要时要加装快速切断阀（球阀），当主汽门卡涩不能立即消除时，要停机处理。在机组正常启动或停机过程中，应严格按运行规程要求投入汽轮机旁路系统，尤其是低压旁路，在机组甩负荷或事故状态下，旁路系统必须开启。当机组再次启动时，过热蒸汽压力不得超过制造厂规定的额定压力值。运行中定期抄表和巡回检查微机监视仪表的变化，密切注意调速汽门开度和负荷关系，根据调速汽门的压力变化情况，防止阀座起升或瓦座下移造成调速汽门不能关闭严密，发生甩负荷时超速。

（5）运行人员要熟知超速时的征象（声音突变异常，转速表连续上升，油压升高，振动增大等），遇到超速情况下采取果断措施，严格执行规程，采用破坏系统的真空度，打紧急停车按钮紧急停机，可防止事故的扩大化。机组长期停运时，应做好停机期间的保养工作，每月进行一次干燥处理，防止汽水或其它腐蚀性介质进入或残留在汽机及调节供油系统中引起汽门及调节部件的腐蚀。在机组启动过程中调速汽门开度不应过大，要留有富裕量，以防止同步器超过正常调节范围或甩负荷时使转速飞升。

（6）坚持调速系统静态特性试验，汽轮机大修后或处理调速系统缺陷、更换调速部套和重新整定以后都应做汽轮机调速系统试验，调速系统的速度变化和迟缓应符合技术要求，一般规定速度变动量为额定转速的3%～6％，迟缓不大于额定转速的0.5％。合理地整定同步器的调整范围，上限富裕行程不宜过大，一般要求高限速度变动在1%～2％的范围内，在低限时能降低3%～5％的额定转速，配汽机构凸轮间隙，要保证汽轮机在热态下能严密关闭调速汽门。汽轮机的各项附加保护，如电超速保护、磁力断路油门等，要进行严格的检查试验，保证符合技术要求和标准。正常投入运行后，不得在运行中随意切除，如因设备投运后发现存在缺陷需要处理时，应经主管领导批准，制定出切实可行的安全措施和技术措施，按正常的停机步骤来停机并处理好设备缺陷。对新安装的机组和对机组调速系统进行技术改造以后，要进行调速系统动态特性试验，保证汽轮机甩负荷后，动态飞升转速不会超过规定值，汽轮机甩负荷后应能保持空负荷运行，一般要求甩掉额定负荷后的飞升转速不超过额定转速的8％，发现设备缺陷要及时消除。机组大修后、甩负荷试验前、危急保安器解体检查以后、运行2 000h 以后都应做超速试验，超速试验要严格按照规定进行，高速下不宜停留时间过长，超速试验次数要力求减少。注油试验应在超速试验后进行，以免影响危急保安器的动作转速。在做超速试验时，升速应平稳，注意避免转速突然升高，并应事先采取防止超速的技术措施和安全措施。为了防止大轴在冷脆温度下增加大轴的综合应力，延长转子的使用寿命，超速试验最好在转子的热状态下进行，如规程没有温度要求，一般在高压缸内壁金属温度不低于275℃时再做超速试验。

（6）加强运行岗位的责任制和技术培训，为了提高运行人员的技术素质和应变能力，择优竞争上岗，使那些技术素质高，处理事故能力强的人能在主要岗位上发挥作用。

（收稿日期：2011- 04- 14）