鍋爐“MFT”后汽輪機(jī)中壓缸缸溫突降原因分析

張霞

摘要：六盤山熱電廠#2機(jī)組鍋爐“MFT”后發(fā)生中壓缸缸溫突降事件，通過在#2機(jī)組A級檢修中的檢查情況，進(jìn)行原因分析，采取制定相應(yīng)檢修措施及防范方法，保證汽輪機(jī)本體的穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī) ?缸溫突降 ?原因分析

1 事件經(jīng)過

6月18日19時50分，#2機(jī)ETS機(jī)柜PLC故障報警，ETS機(jī)柜內(nèi)PLC控制系統(tǒng)輔機(jī)架CPU模塊“OK”狀態(tài)燈紅閃，“運(yùn)行”狀態(tài)燈不亮，整個輔機(jī)架處于故障狀態(tài)。廠家技術(shù)人員確認(rèn)重新啟動輔助PLC可以消除缺陷，且不會引發(fā)機(jī)組故障。21時07分檢修人員辦理“檢查#2機(jī)ETS機(jī)柜PLC”工作票，21時10分#2鍋爐“MFT”，首出“汽機(jī)跳閘”，聯(lián)跳A/B一次風(fēng)機(jī)及A/B/C/D磨煤機(jī);汽機(jī)跳閘，首出鍋爐“MFT”，發(fā)電機(jī)解列。運(yùn)行人員立即進(jìn)行相應(yīng)的事故處理，檢查汽輪機(jī)右側(cè)主汽門及高調(diào)門關(guān)閉正常，左側(cè)主汽門（TV1）指令為零，但反饋顯示9.5%，就地檢查左側(cè)主汽門（TV1）未全關(guān)。00時05分#2汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速到零，投運(yùn)#2機(jī)盤車正常。

6月18日21時40分，ETS機(jī)柜PLC故障已處理正常，設(shè)備恢復(fù)運(yùn)行。22時00分高加進(jìn)行注水準(zhǔn)備切到主路時，發(fā)現(xiàn)#3高加水位逐漸上升，最高至500mm，停止高加注水。通過故障排查，確定組態(tài)邏輯設(shè)計有隱患，新的組態(tài)邏輯需要進(jìn)一步落實和論證，故現(xiàn)場討論決定暫不下裝新的組態(tài)邏輯。

6月19日00時05分#2汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速到零，投運(yùn)#2機(jī)盤車正常。00時26分#2機(jī)中壓持環(huán)金屬溫度449℃、調(diào)節(jié)級金屬溫度427℃、主汽溫度510℃、再熱汽溫度480℃、主汽壓力14.4MPa，全面檢查發(fā)現(xiàn)中壓缸上部與下部缸溫差150℃，運(yùn)行人員立即關(guān)閉三段、四段抽汽管道疏水，關(guān)閉中缸到本體疏水?dāng)U容器手動門，采取燜缸措施降低溫差，檢查溫度測點(diǎn)正常。按中壓缸缸溫差小于56℃進(jìn)行沖轉(zhuǎn)，預(yù)計15個小時溫差符合沖轉(zhuǎn)要求。

6月19日21時00分中壓缸上下缸溫差55℃，偏心27um，其它各參數(shù)滿足沖轉(zhuǎn)條件，值長申請調(diào)度同意#2機(jī)沖轉(zhuǎn)。21時30分轉(zhuǎn)速升至600rpm，檢修全面檢查汽輪機(jī)振動、運(yùn)行聲音正常，繼續(xù)升速至1532rpm時，#1瓦軸振動值最大X方向：216um、Y方向：183um、瓦振：31um。21時48分轉(zhuǎn)速升至2040rpm進(jìn)行中速暖機(jī)，23時37分轉(zhuǎn)速升至3000rpm檢查正常，值長申請中調(diào)同意#2發(fā)電機(jī)并網(wǎng)，23時50 分#2發(fā)電機(jī)并網(wǎng)成功，#2機(jī)組停用26.67小時，共損失電量881，1萬kW·h。

07月04日10時03分，#2汽輪機(jī)突然跳閘，記錄首出“發(fā)電機(jī)保護(hù)動作”，同時NCS操作員站發(fā)“#2機(jī)組發(fā)變組單元保護(hù)A柜主保護(hù)動作、#2機(jī)組發(fā)變組保護(hù)B柜主保護(hù)動作、#2汽輪機(jī)跳閘、3320斷路器跳閘、3321斷路器跳閘”等聲光告警，#2鍋爐“MFT”，A/B一次風(fēng)機(jī)、A/B/D/E磨煤機(jī)聯(lián)跳，火檢風(fēng)機(jī)、汽輪機(jī)潤滑油泵等設(shè)備聯(lián)動正常。10時10分電氣相關(guān)人員到現(xiàn)場檢查，查看故障錄波器相關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)變組保護(hù)A/B柜“失磁保護(hù)“動作原因是滅磁開關(guān)異常跳閘導(dǎo)致發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓與勵磁電壓驟降后觸發(fā)“失磁保護(hù)”動作，最終造成發(fā)電機(jī)解列、汽機(jī)跳閘、鍋爐滅火。電氣專業(yè)立即組織對一、二次設(shè)備可能引起滅磁開關(guān)異常跳閘的原因進(jìn)行排查。11時07分#2汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速到零，投入盤車運(yùn)行正常，檢修人員全面進(jìn)行檢查。

7月5日00時10分事故處理小組召開現(xiàn)場事故分析會，根據(jù)電氣兩個專業(yè)檢查結(jié)果，要求電氣專業(yè)對直流系統(tǒng)接地可能引起滅磁開關(guān)異常跳閘原因進(jìn)行模擬試驗。01時30分電氣專業(yè)檢修人員開始試驗，檢查直流系統(tǒng)在跳閘前正極對地絕緣有所降低，對地電壓降至85V，直流負(fù)極149V，判斷直流系統(tǒng)存在直流正極對地存在輕微泄漏，導(dǎo)致負(fù)極對地電勢升高，懷疑可能造成滅磁開關(guān)異常跳閘。檢修人員對滅磁開關(guān)做低電壓跳閘試驗，測試開關(guān)在149V時開關(guān)動作。檢修人員模擬直流正極金屬接地，觸發(fā)跳閘線圈中存在直流第二點(diǎn)接地故障后，滅磁開關(guān)在全壓接地方式（-220V）跳閘，因此初步判斷原因為直流負(fù)極對地電勢升高，且回路中還存在絕緣不良所致的跳閘。02時30分火電事業(yè)部范總組織專業(yè)人員、電廠相關(guān)技術(shù)人員對滅磁開關(guān)跳閘原因及排查方法進(jìn)行分析，確認(rèn)所有排查方法和初步分析原因正確，決定機(jī)組具備條件后申請中調(diào)進(jìn)行沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)。5日04時10分兩個專業(yè)分別恢復(fù)措施，完成排查工作。04時39分，#2機(jī)具備掛閘沖轉(zhuǎn)條件，6時45分申請中調(diào)同意，#2機(jī)并網(wǎng)成功。#2機(jī)組停運(yùn)20.75小時，損失電量684.75萬kW·h。

2 鍋爐“MFT”原因分析

2.1 6月18日跳機(jī)原因：DCS接收到ETS裝置誤發(fā)的“汽機(jī)跳閘”狀態(tài)信號，首出為“汽機(jī)跳閘”，鍋爐“MFT”動作，聯(lián)跳汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)。誤發(fā)“汽機(jī)跳閘”狀態(tài)信號是導(dǎo)致鍋爐“MFT”動作的直接原因。

2.2 7月4日跳機(jī)原因：經(jīng)過對故障錄波數(shù)據(jù)、發(fā)變組保護(hù)動作報告、DCS相關(guān)歷史趨勢分析，#2發(fā)電機(jī)滅磁開關(guān)異常跳閘導(dǎo)致發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓與勵磁電壓迅速降低觸發(fā)“失磁保護(hù)”動作是發(fā)電機(jī)解列、汽機(jī)跳閘、鍋爐滅火的主要原因。

3 檢查情況

3.1 從溫度曲線顯示#3抽汽管道溫度首先降低，隨后為中壓內(nèi)缸溫度降低，就地對高中壓缸及抽汽管道熱電偶溫度測點(diǎn)檢查均正常，各測點(diǎn)位置與圖紙標(biāo)注一致，中壓內(nèi)缸熱電偶溫度測點(diǎn)接在中壓進(jìn)汽管口周圍。（圖1）

3.2 綜合圖紙及現(xiàn)場高中壓缸缸體解體檢查，中壓缸內(nèi)缸下半所有管道包括：中壓進(jìn)汽管道、#3段抽汽、#4段抽汽、#5段抽汽，中壓進(jìn)汽疏水（中壓進(jìn)汽管道后側(cè)），#4抽汽疏水（#4抽汽兩道管口中間位置），#5抽汽疏水（#5抽汽兩道管口中間位置），所有管道的接管安裝與圖紙標(biāo)注位置一致。

3.3 對#3抽汽管道閥門進(jìn)行檢查，#3抽汽逆止門解體檢查發(fā)現(xiàn)，存在沖刷微漏現(xiàn)象，#3抽汽電動門存在校關(guān)不嚴(yán)的現(xiàn)象，#3抽汽逆止門重新研磨吃線合格后進(jìn)行回裝，#3抽汽電動門重新調(diào)整對位。

3.4 #3段抽汽疏水接至集管5，中壓進(jìn)汽疏水接至集管3，集管3、5匯流至本擴(kuò)疏水?dāng)U容器，對就位所有集管管路進(jìn)行檢查，與圖紙進(jìn)行對比，圖紙標(biāo)注疏水管均與現(xiàn)場一致，但檢查發(fā)現(xiàn)集管3的備用接管上接有輔汽聯(lián)箱至定冷水加熱疏水和中主門導(dǎo)向閥疏水，集管7備用接管上接有軸封母管疏水。中壓進(jìn)汽疏水在集管3，集管3上的疏水管均為缸體疏水，未接有其他抽汽管道疏水，可排除為各疏水管返水至中壓缸造成缸溫突降。

3.5 高中壓轉(zhuǎn)子宏觀檢查正常，各級葉片無裂紋，對高中壓轉(zhuǎn)子大軸進(jìn)行硬度檢測、金相檢測，檢測未發(fā)現(xiàn)異常，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.6 銀儀金屬人員對中壓缸下缸抽汽管口著色探傷、硬度檢查未發(fā)現(xiàn)異常，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

電科院金屬人員對3段抽汽、缸體母材、焊縫進(jìn)行硬度及金屬檢驗，未發(fā)現(xiàn)異常符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

硬度檢測：（表1）

金相檢驗：（表2）

3.7 #3高壓加熱器內(nèi)漏嚴(yán)重，下圖為高加內(nèi)部示意圖，圖中箭頭指示方向為蒸汽流動方向，蒸汽先通過蒸汽通道進(jìn)入蒸汽包殼，此時進(jìn)行過熱段換熱，換熱結(jié)束通過蒸汽導(dǎo)流筒進(jìn)入高加頂部，蒸汽進(jìn)行擴(kuò)散換熱，此時為蒸汽凝結(jié)段，蒸汽冷凝變水，水自由下落進(jìn)入疏冷段，經(jīng)疏水冷卻段排出設(shè)備。

過熱段結(jié)構(gòu)完全與設(shè)備分隔開來，形成完整密閉的腔室，使過熱段與冷凝水分開。#3高加內(nèi)漏為管束與管板焊縫處泄漏，高壓給水泄漏至汽側(cè)。（圖2）

4 中壓缸缸溫突降原因分析

中壓缸下缸溫度急劇下降導(dǎo)致上下缸溫差增大的原因：從此次A修進(jìn)行檢查，可排除為缸體疏水管返水，#3抽汽逆止門解體發(fā)現(xiàn)閥門存在沖刷微漏現(xiàn)象，在當(dāng)時正常運(yùn)行工況要求，高加進(jìn)行注水時，由于#3高加泄漏導(dǎo)致水位急劇上升，#3抽汽逆止門內(nèi)漏，#3抽汽電動門未關(guān)到位，最后導(dǎo)致汽側(cè)的蒸汽由#3抽汽管道返至中壓缸，低溫蒸汽進(jìn)入中壓缸形成“閃蒸”現(xiàn)象，導(dǎo)致低溫蒸汽溫度大幅度下降，加劇了中壓缸底部溫度下降速率。

5 防范措施

5.1 #3高加內(nèi)漏嚴(yán)重，在本次A修中進(jìn)行更換，“運(yùn)檢”雙方人員加強(qiáng)巡檢，對高加水位、端差進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控。

5.2 #3抽汽逆止門重新進(jìn)行檢修研磨，#3抽汽電動門重新調(diào)整對位，保證閥門的嚴(yán)密性。

5.3 運(yùn)行人員認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，加強(qiáng)運(yùn)行人員對運(yùn)行設(shè)備的監(jiān)視巡檢及運(yùn)行分析等專業(yè)培訓(xùn)。

參考文獻(xiàn)：

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