汽轮机过水事故的分析和解决方法

汽轮机进水或冷蒸汽，使处于高温下的金属部件突然冷却而急剧收缩，产生很大的热应力和热变形，使其相对膨胀急剧变化，机组强烈振动，动静部分轴向和径向碰磨，径向碰磨严重时会产生大轴弯曲事故。当进入汽轮机通流部分的水量较大时，会使叶片损伤和断裂，特别是较长的叶片损伤会很严重。

进入汽轮机的水或冷蒸汽的密度比蒸汽的密度大得多，因而在喷嘴内不能获得与蒸汽同样的加速度，出喷嘴时的绝对速度比蒸汽小得多，使其相对速度的进汽角远大于蒸汽相对速度进汽角，汽流不能按正确方向进入动叶通道，而对动叶进口边的背弧进行冲击。这除了对动叶产生制动力外，还产生一个轴向力，使汽轮机轴向推力增大。实际运行中，轴向推力甚至可增大到正常情况时的10倍，使推力轴承超载而导致钨金烧毁。机组启停时，如果经常出现进水或冷蒸汽，金属在频繁交变的热应力作用下，会出现裂纹。若汽封处的转子表面受到汽封供汽系统来的水或冷蒸汽的反复急剧冷却，就会出现裂纹并不断扩大。

【事故现象】

（1）主热蒸汽、再热蒸汽温度急剧下降。

（2）蒸汽管道法兰、主汽门、调速汽门法兰、门杆冒白汽或溅出水滴。

（3）蒸汽管道振动或有水击声。

（4）负荷下降，汽机变音，机组振动增大或有金属摩擦声。

（5）差胀急剧变化，轴向位移增大，推力瓦块温度升高。

（6）上、下缸温差急剧增大。

【原因分析】

（1）锅炉汽包满水或过负荷产生汽水共腾。

（2）锅炉燃烧不稳定或汽温调整不当；锅炉减温减压阀泄漏或调整不当，汽压调整不当。

（3）加热器满水，且保护装置失灵，使水经抽汽管道返回汽轮机内造成水冲击。

（4）启动过程中升压过快，或滑参数停机过程中降压降温速度过快，使蒸汽过热度降低，甚至接近或达到饱和温度，导致管道内集结凝结水。

（5）开机时冲转参数选择不当。

（6）除氧器发生满水事故，使水经除氧器汽平衡管进入轴封系统。

（7）启动时，轴封管道未能充分暖管和疏水，也可能将积水带到轴封内；停机时，切换备用轴封汽源，因处理不当使轴封供汽带水。

（8）再热蒸汽冷段采用喷水减温时，由于操作不当或阀门不严，减温水积存在再热蒸汽冷段管内或倒流入高压缸中，当机组启动时，积水被蒸汽带入汽轮机内。

（9）汽机高压缸旁路减温水误开或旁路的疏水失灵，将水倒入高压缸。

（10）疏水系统安装不合理。

【事故处理】

（1）发生水冲击现象，应破坏真空停机。

（2）开启主、再热蒸汽管疏水，抽汽管道及汽机本体所有疏水门。

（3）倾听机组声音、测量轴瓦振动，记录惰走时间。

（4）检查轴向位移、推力瓦温度、差胀、大轴弯曲及各部金属温度。

（5）如果惰走时间正常，各仪表指示正常，疏水良好，得到值长命令后，方可重新启动；但在升速和带负荷时，应加强疏水，特别注意机内声音，振动和主要表计指示变化。(www.xing528.com)

（6）如果惰走时间明显缩短，大轴弯曲值、盘车电流增大，机内异音，推力瓦温度升高，轴向位移增大至±1.2mm，差胀至-3～+8mm，不经过揭缸检查不得重新启动。

【预防措施】

1.设计方面

（1）正确设置疏水点和布置疏水管。在锅炉出口至汽轮机主汽阀间的主蒸汽管道上，每个最低点处均应设置疏水点；主蒸汽管道的疏水管不得与锅炉任何疏水管的联箱连接，再热蒸汽管道的最低点处亦应设置疏水点。

（2）汽封供汽管应尽可能短，在汽封调节器前后以及汽封供汽联箱处均应装疏水管。

（3）疏水管应有足够的通流面积，以排尽疏水。

（4）设置可靠的水位监视和报警装置，除氧器、加热器和凝汽器应装高水位报警；加热器水位高时，应有自动事故放水保护、抽汽逆止门应能自动关闭。

2.运行维护操作方面

（1）在机组启、停过程中要严格按规程规定控制升（降）速、升（降）温、升（降）压、加（减）负荷的速率，并保证蒸汽过热度不少于50℃。

（2）蒸汽管道投用前（特别是轴封供汽管道，法兰，夹层加热系统和高中压导汽管）应充分暖管，再疏水，严防低温水、汽进入汽轮机。

（3）要严密监视锅炉汽包水位，注意调整汽压和汽温。

（4）注意监视除氧器，凝汽器水位，防止满水。

（5）定期检查加热器水位调节及高水位报警装置；定期检查加热器高水位事故放水门、抽汽逆止门动作是否正常。

（6）机组热态启动前应检查停机记录和停机后汽缸金属温度记录。若有异常应认真分析，查明原因，及时处理。

（7）启、停机过程中，应认真监视和记录各主要参数，包括：主、再热汽温，压力，各缸温度，法兰、螺栓温度，缸差，轴向位移，排汽温度等。

（8）机组冲转过程中因振动异常停机而必须回到盘车状态时，应全面检查，认真分析，查明原因，严禁盲目启动。当机组已符合启动条件时，应连续盘车不少于4h，才允许再次启动。

【事故案例】

1.事故简述

1992年8月17日4∶08，某电厂#4机系300MW 机组，由于锅炉高温段省煤器泄漏进行临检，用给水泵向锅炉上水打压查漏，4∶30，压力升到14.5MPa，锅炉过热器安全门动作，即关闭给水阀停止给水泵运行。6 月18 日1∶00 冲动汽轮机，1∶45 升速到1400r/min时，汽轮发电机组发生强烈振动，高压缸前后轴封处冒火，运行人员立即关调节汽门，降转速700r/min时，汽轮机轴向位移保护动作，汽轮机跳闸。后多次强行启动，均不成功。

开缸检查发现：汽轮机转子从高压第2级到第11级的动叶围带被汽封片磨出沟道，最深达3mm，汽封片磨损严重，大轴弯曲值达0.58mm.

2.原因分析

事故原因是汽轮机进水，加上运行的一系列错误操作，导致汽轮机大轴永久性弯曲，具体原因分析如下：

（1）锅炉打压查漏时，虽然电动主汽门已关闭，但没有用手摇紧，汽轮机自动主汽门前压力曾上升到11MPa未引起足够重视，造成汽轮机进水。

（2）运行人员没有执行规程规定，达到紧急停机规定未执行紧急停机，而是采用了降速暖机的错误方法。