1、汽輪機事故處理和保護措施 第一節 汽輪機轉子發生竄動的原因、 危害及保護措施目的 汽機工作時產生大的軸向推力推力軸承-平衡軸向推力,確定轉子軸向位置, 為監視汽輪機轉子的軸向位移變化情況，裝有軸向位移監視保護裝置。 當軸向位移達到限值時，保護裝置發出報警信號，提醒運轉人員及時采取措施加以處理。當軸向位移達到危險值時，保護裝置動作，汽輪機跳閘，立即停機，以保障汽輪機組設備的安全。 二、汽輪機轉子發生竄動的原因 汽輪機在啟停和運行中，轉子有可能發生向前或向后的竄動。 1 汽輪機轉子向前竄動的原因 (負向軸向位移) 轉子發生向前竄動是由以下兩方面的原因引起的： （1）機組突然甩負荷，出現反向軸向推力

2、。 （2）高壓軸封嚴重損壞，調節級葉輪前因凝汽器抽吸作用而壓力下降時，出現反向軸向推力。 2汽輪機轉子向后竄動的原因 轉子發生向后竄動是由以下兩方面的原因引起的： （1）轉子軸向推力增大，推力軸承過負荷，使油膜破壞，推力瓦塊烏金燒熔。 （2）潤滑油系統上由于油壓過低油溫過高等的缺陷，使油膜破壞，推力瓦塊烏金燒熔。3 汽輪機轉子上的推力 在正常情況下，汽輪機轉子上所受的軸向推力有三方面： （1）由于轉子的撓度不同而產生的轉子重力沿軸向的分力。 （2）轉子上各葉輪、動葉片及轉轂階梯上前后的蒸汽壓力差所產生的軸向推力。 （3）蒸汽進出各動葉片時的速度沿軸向的分速度差所產生的軸向推力。 軸向推力的平衡

3、4 汽輪機轉子軸向推力增大的原因 （1）汽輪機發生水沖擊 （2）隔板軸封間隙增大（3）動葉片結垢 （4）新蒸汽溫度急劇下降 （5）真空下降 （6）汽輪機超負荷運行 (7) 主蒸汽參數不合格 三、汽輪機轉子軸向位移大的危害和保護措施 汽輪機轉子軸向推力增大，會導致推力瓦塊烏金燒熔。轉子發生竄動，軸向位移增大，汽輪機內部轉動部件與靜止部件之間的軸向間隙消失，因而動、靜部件發生摩擦和碰撞，將造成嚴重損壞事故 裝設汽輪機軸向位移監視保護裝置 在汽輪機運行時，監視轉子的軸向位移變化情況，也就是監視推力瓦塊烏金磨損情況，一旦由于軸向推力突然增大或潤滑油膜破壞推力軸承發生燒瓦故障，轉子軸向位移超過允許極限值

4、時，軸向位移保護裝置動作， 四 軸向位移保護的依據動靜部分軸向間隙：300MW噴嘴和動葉間的最小軸向間隙，在每個輪盤兩側，高壓缸為調節級噴嘴和動葉間：1.2-1.5mm,中壓缸為十三級噴嘴和動葉間：。 推力間隙：推力瓦塊就位后，推力盤軸向上能夠來回移動的位移軸向位移：運行中，轉子推力盤相對于推力瓦的軸向位置的變化值，300MW機組軸向位移保護，正向1.0發信號，；負向0.5發信號，動作。軸向位移和脹差的比較：軸向位移有變化時，脹差有同樣數值的變化；脹差有變化時，軸向位移不一定有變化，可利用脹差指示推斷軸向位移指示是否正確。 第二節 大軸彎曲運行規程對彎曲的限制：fu不得大于0.02mm（0.0

5、4) 。依據： fu對應的fmax必須小于隔板汽封間隙考慮過臨界轉速時的振動值較大 。mm,必須直軸，若0.03mm冷態最大彎曲則需重做高速動平衡。控制彎曲的基本措施 檢查大軸偏心度，fu不得大于原始值的，大軸偏心度小于 。選擇好冷態熱態啟動的蒸汽參數，過熱度大于56度，小于111度。軸封送汽溫度要合適121-177度，熱態啟動尤其注意，而且必須先疏水。嚴禁在轉子靜止狀態下進汽；控制振動，防止碰摩；控制蒸汽溫升率。做好動平衡； 晃擺值 現場稱為晃度，實際上是指轉子永久或熱彎曲和轉子表面不圓度等，在低速下所呈現的擺動值（雙幅），也稱晃擺值，它不包括任何外力作用下轉軸所產生的位移，因此測量轉子晃擺

6、值必須在低速下進行。若忽略轉子表面不圓度的影響，晃擺值應等于轉子彎曲值的兩倍， 偏心在機組運行監測和轉子平衡兩個領域內，偏心的含義不同在機組運行監測中，偏心是指軸頸中心偏離軸瓦中心的現象，也稱偏心位置通過偏心的監測可以發現轉子承受外加載荷和軸瓦工作的狀況。在轉子平衡領域內，偏心是指轉子質量中心偏離轉軸回轉中心的一種現象，稱為質量偏心，簡稱偏心其偏離的數值稱偏心距，單位是微米，它不能被任何儀表直接測量出來偏心是引起轉軸振動最重要的激振力。一轉子彎曲所呈現的晃擺值；二軸頸中心偏離軸瓦中心的距離將偏心、偏心率(度)的測量分別定義為軸頸在軸瓦內相對位置、轉子彎曲的測量第三節 汽輪機軸承故障的原因、危害

7、性和保護措施 支持軸承,推力軸承 支持軸承-支持轉子,確定轉子的徑向位置,保證動靜部件的徑向間隙 推力軸承-平衡軸向推力,確定轉子的軸向位置,保證動靜部件的軸向間隙轉子的徑向定位： 臺板、軸承座、軸承和轉子。必須保證軸承和轉子同心。 轉子的軸向定位：推力軸承和轉子推力盤 推力盤. 潤滑油系統潤滑油系統任務是可靠地向汽輪發電機組的各軸承（包括支承軸承和推力軸承）、盤車裝置提供合格的潤滑/冷卻油。潤滑油系統主要由潤滑油箱（及其回油濾網、排煙風機、加熱裝置、測溫元件、油位計）、主油泵、交流電動（備用）油泵、直流電動（事故）油泵、冷油器、油溫調節裝置（或油溫調節閥）軸承進油調節閥（或可控節流孔板）、濾

8、油裝置（或濾網）、油溫/油壓監測裝置以及管道、閥門等部件組成。掃描圖圖為國產600MW汽輪機的潤滑油系統，其離心式主油泵由汽輪機主軸驅。在額定工況下，主油泵向三個方面供油： 一路經射油器作為動力油，將主油箱的油抽出，并經冷油器之后送往機組的各潤滑點（軸承、盤車裝置）、低壓密封備用油管路和主油泵進口；一路送往機械式超速裝置；一路送往電機的高壓密封油系統 在機組啟動階段和主油泵供油壓力低于整定值時，交流備用潤滑油泵自動啟動，向軸承潤滑油母管供油，高壓氫密封油泵自動啟動，向氫密封油系統和機械超速裝置、手動脫扣裝置供油。在機組運行中，當潤滑油母管內的油壓低于整定值時，或事故狀態廠用電消失時啟動直流事故

9、油泵工作時必須連續不斷地給軸承供給壓力、溫度合乎要求的潤滑油，建立良好的油膜。這一方面是為了潤滑軸承，在軸頸與軸瓦之間及推力盤與推力瓦之間形成油膜，以避免金屬間直接接觸，防止軸與軸瓦磨損甚至燒毀；另一方面，也是為了冷卻軸承，以帶走由汽輪機內傳到軸頸上的熱量和軸承工作產生的熱量，避免軸承內溫度過高而發生烏金熔化一 汽輪機軸承發生故障的原因轉子軸向推力增大潤滑油系統存在缺陷致使油膜破壞而引起軸承故障 汽輪機軸承或推力軸承故障表現汽輪機支撐軸承故障，主要反映在軸承金屬溫度升到120以上，回油溫度升到80以上，導致軸承烏金燒壞。運行中，發現汽輪機軸承溫度升高，應立即檢查潤滑油系統，確認潤滑油溫、油壓正

10、常，觀察軸承回油情況，聽軸承工作聲音，發現問題，盡快消除。如果汽輪機軸承溫度升高很快，且原因不明無法消除，當軸承金屬溫度升高到120，汽機自動脫扣，否則，應手動停機，同時手動破壞真空。汽輪機推力軸承故障，主要是推力軸承溫度升高到120以上 (一)轉子軸向推力過大(二)潤滑油系統缺陷1 潤滑油壓過低2潤滑油溫過高3潤滑油中斷4油質不良5潤滑油中有水6軸瓦與軸之間間隙太大7烏金脫落二 汽輪機軸承發生故障的危害和保護措施軸瓦烏金燒熔,轉子局部軸徑受熱彎曲,振動增大推力軸承推力瓦烏金燒熔,轉子竄動,軸向位移增大,軸向動靜碰磨出現燒瓦事故時,潤滑油溫度,瓦溫升高,油膜壓力降為0推力瓦烏金的厚度一定小于最

11、小的軸向動靜間隙監視保護措施各軸承烏金溫度各軸承油膜壓力潤滑油壓力潤滑油的溫度 保護措施:軸向位移保護 低油壓保護 潤滑油壓和軸瓦溫度潤滑油壓應重點監視勵磁機端部軸承油壓，因為該瓦離主油泵最遠。下列之一，立即停機：軸承回油溫度超過75度或突然上升到70度；烏金溫度超過90度；回油溫度升高，軸承冒煙；若潤滑油壓低于規定值，但啟動交、直流油泵無效。汽輪機潤滑油壓降低檢查:(1)汽輪機主油泵無故障。(2)汽輪機潤滑油系統無大量漏油。(3)汽輪機主油箱油位不低，主油泵吸入高度足夠。(4)汽輪機潤滑油等壓力閥工作正常。(5)汽輪機潤滑油冷油器工作正常，油溫不高。油系統著火故障油系統著火(oil syst

12、em firing)汽輪發電機組的調節，潤滑、密封油管路及設備漏油引起的火災。一般表現為瞬時爆炸式的著火，火勢兇猛，如不能及時切斷油源，火勢將迅速 蔓延擴大，可造成燒毀設備和廠房以致人身傷亡，使電廠長時間喪失發電能力。油系統著火的兩個基本條件:漏油油管路附近有熱源防止油系統著火的措施：組合油箱，套裝潤滑油管，使用燃點大于350的抗燃油。油管路附近的高溫管道，其保溫應可靠，保溫層表面溫度一般不超過50。油系統盡量遠離或低于高溫管道布置，油系統安裝完畢或大修后，應進行超壓試驗。油管路盡量減少法蘭及閥門的數量，以減少漏油源。閥門、法蘭接合面必須認真研刮。事故排油門的標志要醒目，油門把手處應有兩個通道

13、可以到達，且把手與油箱或密集的油管區間應有一定的距離，以防被火包圍無法操作。操作把手在機組運行時不宜上鎖為避免機組軸瓦損壞，在惰走時間內，應維持潤滑油泵運行，但不得開起高壓油泵。當火勢無法控制或危及油箱時，應立即開啟事故排油門放油。第五節 凝汽器真空下降的原因、危害性和保護措施一、凝汽器真空下降的原因（1）循環泵發生故障，如水泵吸入管側漏氣或濾網堵塞，使冷卻水量減少或中斷。 （2）凝汽器銅管臟污，使傳熱效率降低或者銅管堵塞。 （3）抽氣裝置發生故障，（4）凝汽器水位升高，淹沒了部分銅管的抽氣口。 （5）真空系統不嚴密，漏入空氣。二、凝汽器真空下降的危害和保護措施 排汽溫度升高，造成低壓缸熱膨脹

14、變形和低壓缸后面的軸承上抬轉子中心變化，附加一個彎矩，軸彎曲，振動加大。凝汽器銅管的內應力增大,凝汽器銅管脹口脫開。維持負荷，則蒸汽流量加大，調節級和末級動葉過負荷。低壓段端部軸封的徑向間隙變化，造成摩擦損壞末級葉片有可能出現顫振原因不明則按真空度減負荷 真空度（%） 85 83 80 77 75 72 59負荷（%） 100 80 60 40 20 0 停機對于各臺機組情況不完全一樣因水或冷蒸汽進入汽輪機而引起的事故。水沖擊后果：推力軸承損壞、葉片損傷、汽缸和轉子熱應力裂紋、動靜部分碰磨、高溫金屬部件永久性翹曲或變形，以及由此帶來的汽輪發電機組振動，從而導致軸承、基礎及油系統損傷等。是現代大

15、型汽輪機發生較多且對設備損傷較為嚴重的惡性事故之一。第六節 水沖擊水沖擊發生的原因指水滴與高速旋轉的葉片相撞擊。水的來源有三：鍋爐滿水或減溫用噴水過量，或主蒸汽及再熱蒸汽管道在起動或低負荷時疏水不充分，都會使蒸汽攜帶水份進入汽輪機；汽輪機本身在起動過程中的冷凝水或正常運行中溫蒸汽的水滴，因疏水不當而滯留在機內；加熱器、除氧器和凝汽器水側管子泄漏，或汽側流水不暢，使水倒灌進入汽輪機。防止措施：過熱器、再熱器噴水減溫系統選用性能可靠的噴水調節閥，并在減溫水管路上設置閉鎖閥，在主燃料切斷或汽輪機跳閘或負荷低于規定值時應自動關閉。選用高質量的給水調節閥和給水調節裝置，防止鍋爐滿水。正確設計和安裝疏水系

16、統加熱器、除氧器設置可靠的水位調節器和高水位報警及保護裝置。在可能有水浸入處以及汽輪機內缸若干斷面上下裝設成對的監視熱電偶，如發現上下溫差異常，則表示下部有水立即停機或進行相應處理。加強對運行人員防水沖擊的訓練。水沖擊的征兆：蒸汽溫度急劇下降金屬溫度驟降，法蘭、軸封等冒白汽機組異常振動 脹差增大抽汽管上下溫差大于報警值，引起管道振動負軸向推力增大，軸向位移增加第七節 超速（over speed）發電機突然甩負荷或其他原因使機組轉速飛升達到超速保護動作值。轉速超過汽輪機超速保護動作值仍繼續飛升的稱：嚴重超速機組超速表明汽輪機調節系統有故障。嚴重超速可造成機組損壞。超速原因發電機甩負荷，汽輪機調速

17、汽門未能及時關閉或關閉不嚴，均可引起超速。超速保護或主汽門拒動，均可造成機組的嚴重超速調節、保安系統設計或調整不當，調節、保安部套卡澀，汽門嚴密性差運行人員誤操作等，是造成調節、保安系統工作不正常，引起機組超速或嚴重超速的主要因素。防止超速措施：認真進行調節、保安系統各項常規試驗，定期檢查汽門的嚴密性合理調整和整定調節、保安系統各項定值；加強蒸汽品質的監督，防止蒸汽帶鹽使汽門門桿結垢，油中帶水使調節、保安部套銹蝕卡澀加強檢修、運行的維護管理和人員的培訓工作解列發電機時最好采用先手動脫扣，確認發電機電流倒進，再解列發電機，以避免由于汽門不嚴或卡澀造成機組超速或嚴重超速。第八節 葉片損壞故障 汽輪

18、機運行中發生葉片損壞事故，包括葉片裂紋、斷落、水蝕、圍帶飛脫、拉筋開焊或斷裂等。 在運行中汽輪機發生葉片損壞斷裂出現：1) 當單個葉片或斷裂飛出時，有金屬撞擊聲，當末級葉片斷落時，將使轉子發生不平衡振動；2) 低壓級葉片 可能打斷凝汽器銅管致使凝結水硬度增大。3)某一監視段后的某級葉片斷落時，使通流部分堵塞，該監視段壓力升高。葉片損壞事故的原因 汽輪機運行時發生葉片損壞事故與葉片計、制造、安裝、檢修工藝、運行維護等有關。機組操作不當，發生水沖擊；葉片過負荷；低電網頻率運行等都可能造成葉片的損壞斷裂。避免葉片損壞采取的措施 在運行中可以來盡量避免發生葉片損壞。1避免低頻率運行，使葉片避開共振區；

19、2 在汽輪機初終參數及抽汽壓力超過規定范圍時，相應減負荷；3 運行中可通過傾聽機內聲音，監督機組振動等措施防止葉片斷落飛出，如已經發現象征，應當立即停機處理；4 機組大修時，應全面檢查流通部分損傷情況，如有發現葉片存在缺陷要及時處理，進行葉片測頻，如果振動特性不合格，必須進行調頻處理。第九節 機組發生振動的原因、危害性和監視措施 一、監視的目的二、汽輪機發生振動的原因 1由于機組運行中中心不正而引起振動 (1)汽輪機啟動時，如暖機時間不夠，升速或加負荷太快，將引起汽缸受熱膨脹不均勻，或者滑銷系統有卡澀，使汽缸不能自由膨脹，均會使汽缸對轉子發生相對歪斜，機組產生不正常的位移，造成振動。 啟動中嚴

20、格監測振動.(2)機組在運行中若真空下降，將使排汽溫升高，后軸承上抬，因而破壞機組的中心，引起振動。(3)靠背輪安裝不正確，中心沒找準，因此運行時產生振動，且此振動是隨負荷的增加而增加。(4)機組在進汽溫度超過設計規范的條件下運行，將使其膨脹差和汽缸變形增加，如高壓軸封向上抬起等。這樣，會造成機組中心移動超過允許限度，引起振動。 2由于轉子質量不平衡而引起振動 (1)運行中葉片折斷、脫落或不均勻磨損、腐蝕、結垢，使轉子發生質量不平衡。(2)轉子找平衡時，平衡質量選擇不當或安放位置不當、轉子上某些零件松動、發電機轉子線圈松動或不平衡等，均會使轉子發生質量不平衡。3由于轉子發生彈性彎曲而引起振動轉

21、子發生彎曲，有可能造成汽輪機動靜部分之間的磨擦， 表現出軸向振動，尤其當通過臨界轉速時，其軸向振幅增大得更為顯著。 4由于軸承油膜不穩定或受到破壞而引起振動 油膜不穩定或破壞，將會使軸瓦烏金很快燒毀，進而將引起因受熱而使軸頸彎曲，以致造成劇烈的振動。 5由于汽輪機內部發生摩擦而引起振動 通流部分軸向和徑向間隙不夠或安裝不當；隔板彎曲，葉片變形，推力軸承工作不正常或安置不當，軸頸與軸承烏金側向間隙太小，等等。均會引起摩擦，進而造成振動。 6由于水沖擊而引起振動 當蒸汽中帶水進入汽輪機內發生水沖擊時，將造成轉子軸向推力增大和產生很大的不平衡扭力，進而使轉子產生劇烈的振動，甚至燒毀推力瓦。 7由于發電機內部故障而引起振動 如發電機轉子與靜子之間的空氣間隙不均勻、發電機轉子