一起余熱發(fā)電汽輪機(jī)組飛車事故案例分析

XX水泥余熱發(fā)電2#汽輪機(jī)組飛車一、事故經(jīng)過XX水泥2#余熱發(fā)電機(jī)組于2008年3月31日并網(wǎng)發(fā)電,機(jī)組設(shè)計(jì)功率18MW。2011年4月24日11:20分左右,供電部門220kV變電站出現(xiàn)故障,造成四條窯停機(jī),發(fā)電機(jī)組于11:40分解列。由于前期2#機(jī)組就地盤測速裝置、TSI監(jiān)視盤及DEH控制系統(tǒng)共三個(gè)測速裝置信號無反饋顯示。4月24日利用總降跳停期間,對7個(gè)測速傳感器進(jìn)行了全面檢查并處理。檢查中發(fā)現(xiàn)其中有兩個(gè)測速傳感器明顯磨損,測速齒輪盤與轉(zhuǎn)子軸固定螺栓松動(dòng),在以上問題處理結(jié)束后,并對7個(gè)測速裝置進(jìn)行了對應(yīng)檢查,各測點(diǎn)均有反饋。4月25日23:47分,汽輪機(jī)開始第一次沖轉(zhuǎn),次日26日2:30分轉(zhuǎn)速由1200r/min升至2700r/min過程中,在2460r/min時(shí),出現(xiàn)轉(zhuǎn)速通道故障報(bào)警,主汽門自動(dòng)關(guān)閉,復(fù)位后汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1200r/min。此時(shí)余熱發(fā)電工藝主管景XX，隨即電話告知分廠電氣主管劉XX與分廠分管領(lǐng)導(dǎo)王XX。劉XX首先到工程師站DCS畫面查瞧記錄,檢查故障。由于故障原因不明,劉XX與景XX商議后決定再?zèng)_一次,以便進(jìn)一步確認(rèn)原因。3:10分進(jìn)行第二次升速,轉(zhuǎn)速在設(shè)定2700r/min,升速至2340r/min時(shí),又出現(xiàn)轉(zhuǎn)速通道報(bào)警,主汽門自動(dòng)關(guān)閉,復(fù)位后汽輪機(jī)仍穩(wěn)定在1200r/min運(yùn)行。本次檢查發(fā)現(xiàn)DEH三個(gè)測速裝置中,兩個(gè)存在較大波動(dòng),此時(shí)王XX路過DCS室時(shí),發(fā)現(xiàn)劉XX正在對DCS程序進(jìn)行檢查,于就是在DCS室與劉XX就本次故障交換意見,由于一人無法同時(shí)監(jiān)控三個(gè)速度目標(biāo),劉XX建議兩人共同監(jiān)控三個(gè)測速點(diǎn)。兩人商議后,決定再升速一次,確認(rèn)具體原因。3:30分進(jìn)行第三次升速,轉(zhuǎn)速設(shè)定為2700r/min,升速至2223r/min時(shí),再次出現(xiàn)轉(zhuǎn)速通道全故障報(bào)警,主汽門自動(dòng)關(guān)閉。景XX將報(bào)警復(fù)位后,汽輪機(jī)維持在1200r/min。在本次故障期間,劉XX與王XX共同確認(rèn):DEH中PV1速度正常,PV2速度在1200r/min以后不再變化,PV3速度波動(dòng)異常,兩人商議后決定到現(xiàn)場去檢查就地測速裝置及測速模塊就是否存在異常。為避免在檢查的時(shí)候發(fā)電機(jī)組再次跳停,在現(xiàn)場操作室景XX提議將ETS總保護(hù)解除,三人商議后認(rèn)為解除保護(hù)后高調(diào)門及主汽門不再動(dòng)作,便于檢查。隨后3:52分,ETS總保護(hù)被景XX手動(dòng)解除。劉XX、王XX在1#軸承座頭部檢查測速裝置未能發(fā)現(xiàn)異常,兩人決定到DEH測速模塊進(jìn)行檢查,剛到DEH柜后,汽輪機(jī)房發(fā)生巨響,發(fā)電主管景XX立即安排操作員馬XX打閘停機(jī),現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)電汽輪機(jī)振動(dòng)劇烈,安全閥動(dòng)作,盤車電機(jī)殼體開裂。二、現(xiàn)場檢查情況經(jīng)事故調(diào)查組與XX水泥相關(guān)專業(yè)人員共同對系統(tǒng)操作曲線記錄、檢測儀表裝置、汽輪發(fā)電機(jī)組本體及相關(guān)輔助設(shè)備進(jìn)行了全面檢查確認(rèn),具體情況如下:1、通過查瞧DCS趨勢及記錄發(fā)現(xiàn),在4月25日23:47分-26日3:30分期間,分別進(jìn)行了三次沖轉(zhuǎn)、升速,均因轉(zhuǎn)速通道報(bào)警,主汽門自動(dòng)關(guān)閉。第四次1200r/min暖機(jī)期間,于3:52:29秒,ETS總保護(hù)被退出。3:59:38秒出現(xiàn)轉(zhuǎn)速通道全故障停機(jī)信號、3:59:57秒TSI發(fā)出110%超速停機(jī)信號,但均因ETS總保護(hù)被解除,保護(hù)不起作用,3:59:42秒,DEH測速信號檢測到1#、2#轉(zhuǎn)速同時(shí)為0r/min,DEH程序選擇優(yōu)選轉(zhuǎn)速為0r/min(程序設(shè)置為三取二),用于轉(zhuǎn)速控制,與1200r/min的控制目標(biāo)差距大,3:59:42秒,發(fā)出調(diào)門開度指令,3:59:55秒,調(diào)門開度最高到68%(閥限為70%)。4:00:00OPC103%與110%超速保護(hù)發(fā)出動(dòng)作信號,汽輪發(fā)電機(jī)組最高轉(zhuǎn)速達(dá)到3850r/min。2、汽輪發(fā)電機(jī)組有3個(gè)測速裝置磨損嚴(yán)重,1個(gè)TSI測速,2個(gè)DEH測速,其它檢測裝置均正常,如油溫、瓦溫、振動(dòng)及軸向位移等檢測點(diǎn)。3、汽輪機(jī)第9、10級葉片、隔板全部損壞,排氣缸上、下缸體出現(xiàn)裂紋,汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸彎曲跳動(dòng)大需更換,部分隔板汽封、軸封損壞。4、輔助設(shè)備盤車電機(jī)殼體開裂,凝汽器銅管經(jīng)檢查損壞188根,主油泵油封環(huán)磨損嚴(yán)重。5、當(dāng)汽輪機(jī)在升速過程中,機(jī)械保護(hù)裝置未起作用,初步判斷汽輪機(jī)危急遮斷裝置出現(xiàn)卡塞現(xiàn)象。三、原因分析1、在24日檢修時(shí),發(fā)現(xiàn)兩只測速傳感器磨損與齒輪盤松動(dòng),分別進(jìn)行了更換與緊固,誤認(rèn)為齒輪盤松動(dòng)造成測速裝置損壞,未進(jìn)行深入分析,就是造成本次事故的直接原因。2、在故障檢查期間,景??與王??未根據(jù)系統(tǒng)連鎖關(guān)系,制定相應(yīng)防范措施,對可能會(huì)造成的后果,考慮不到位,盲目解除ETS總保護(hù),違反公司主機(jī)設(shè)備保護(hù)管理規(guī)定,致使機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)ETS保護(hù)不起作用,就是造成本次事故的主要原因。3、主機(jī)設(shè)備開機(jī)時(shí)公司及部門分管領(lǐng)導(dǎo)未能到達(dá)現(xiàn)場進(jìn)行組織與安排崗位人員進(jìn)行規(guī)范操作,也就是造成本次事故的原因之一。四、防范措施為防范類似設(shè)備事故再次發(fā)生,同時(shí)讓相關(guān)子公司通過此次事故,舉一反三,認(rèn)真查找發(fā)電系統(tǒng)存在的問題,及時(shí)排除設(shè)備隱患,特?cái)M定以下相關(guān)防范措施:1、嚴(yán)格按照汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行規(guī)程進(jìn)行操作,并結(jié)合汽輪發(fā)電機(jī)組升速曲線及設(shè)計(jì)原理要求,進(jìn)行規(guī)范操作,確保機(jī)組長期安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。2、系統(tǒng)連鎖保護(hù)解除,要嚴(yán)格按各公司工藝、設(shè)備保護(hù)管理規(guī)定執(zhí)行。在解除保護(hù)時(shí),一定要做好防范措施,并針對可能發(fā)生的情況,擬定相關(guān)保護(hù)方案,報(bào)公司領(lǐng)導(dǎo)審批。3、在汽輪發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)前、后要對系統(tǒng)主要保護(hù)進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn),具體要求如下:靜態(tài)時(shí):

要對油泵連鎖、低真空保護(hù)、軸瓦、回油溫度及四號瓦絕緣等進(jìn)行試驗(yàn)。動(dòng)態(tài)時(shí):

根據(jù)規(guī)范要求,小修后要進(jìn)行噴油試驗(yàn)與OPC試驗(yàn),大修后分別要進(jìn)行噴油試驗(yàn)、OPC103％、電氣超速110％及機(jī)械超速試驗(yàn)等。針對以上試驗(yàn)要認(rèn)真做好記錄,如有異常應(yīng)組織相關(guān)人員進(jìn)行研討分析及時(shí)進(jìn)行處理,正常后才能開啟汽輪發(fā)電機(jī)組。油泵連鎖試驗(yàn):

將高壓油泵、潤滑油泵及直流油泵打至自動(dòng),根據(jù)規(guī)范要求依次停高壓油泵,油壓降至0.78MPa報(bào)警,當(dāng)潤滑油壓降至0.054MPa時(shí)自啟交流油泵,當(dāng)油壓降至0.039MPa時(shí),啟直流油泵,當(dāng)油壓降至0.015MPa時(shí),停盤車。噴油試驗(yàn):

當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到2850r/min以上時(shí),手動(dòng)旋轉(zhuǎn)前軸承座右側(cè)噴油手柄,將手柄與軸承上部標(biāo)記對應(yīng)起來,通過高壓油讓飛環(huán)動(dòng)作產(chǎn)生離心力,危急遮斷門動(dòng)作,主汽門與主調(diào)門關(guān)閉。電氣超速試驗(yàn):

通過DEH控制柜超速試驗(yàn)開關(guān)打至電氣試驗(yàn)位置,升速至3300r/min,主汽門與主調(diào)門自動(dòng)關(guān)閉,汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速下降。機(jī)械超速試驗(yàn):

通過DEH控制柜超速試驗(yàn)開關(guān)打至機(jī)械試驗(yàn)位置,通知操作員進(jìn)行升速,如機(jī)械超速在3365r/min前未動(dòng)作,可以通過飛環(huán)上部螺釘來調(diào)整彈簧力,使飛環(huán)在規(guī)定范圍內(nèi)動(dòng)作,主汽門與主調(diào)門自動(dòng)關(guān)閉,汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速下降。3、為合理啟、停汽輪發(fā)電機(jī)組,各子公司要加大對汽機(jī)專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)力度,提高操作及管理人員對汽輪發(fā)電機(jī)組的認(rèn)知度?，F(xiàn)就汽輪發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)時(shí)主要參數(shù)要求如下:冷態(tài)啟動(dòng):

1、升速率100r/min,轉(zhuǎn)速分別設(shè)定在400r/min與1200r/min暖機(jī);2、過臨界時(shí)要確保汽機(jī)上、下缸溫度在100℃以上,絕對膨脹在1mm以上;3、升速時(shí)間一般控制在3小時(shí)以上;熱態(tài)啟動(dòng):

1、升速率200r/min,轉(zhuǎn)速分別設(shè)定在500r/min與1200r/min暖機(jī);2、過臨界時(shí)要確保汽機(jī)上、下缸溫度在100℃以上,絕對膨脹在1mm以上;3、升速時(shí)間一般控制在1小時(shí)以上。主調(diào)門閥位操作:

機(jī)組啟動(dòng)時(shí),閥位一般限制在10-20%之間,根據(jù)升速與并網(wǎng)后的要求,進(jìn)行調(diào)整閥位參數(shù)。近期由生產(chǎn)調(diào)度中心牽頭,系統(tǒng)安排對余熱發(fā)電系統(tǒng)組織一次全面培訓(xùn)與上崗前資格考試工作,確保所有余熱發(fā)電人員能正確理解與掌握運(yùn)行操作要領(lǐng)。4、規(guī)范余熱發(fā)電機(jī)組定期檢修保養(yǎng)制度,尤其就是多窯聯(lián)合機(jī)組,每年度必須安排一定時(shí)間對機(jī)組進(jìn)行檢修與保養(yǎng),具體檢修內(nèi)容與要求參照余熱發(fā)電檢修管理規(guī)程。5、利用檢修為契機(jī),對汽輪發(fā)電機(jī)組重要部位及儀表測點(diǎn)進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng),如儀表測點(diǎn)要重點(diǎn)檢查:軸向位移、轉(zhuǎn)速測速裝置、軸瓦及回油溫度、絕對膨脹等;關(guān)鍵部位檢查:危急遮斷器與飛環(huán)、固定測速齒輪盤就是否有松動(dòng)、主油泵擋油環(huán)間隙、軸瓦及中心等。針對以上檢查標(biāo)準(zhǔn)詳見汽輪發(fā)電機(jī)組安裝說明與圖紙。6、根據(jù)操作規(guī)程要求,要定期對潤滑、控制油過濾器進(jìn)行清洗(一周至少清洗1次),并結(jié)合油質(zhì)化驗(yàn)情況,進(jìn)行調(diào)整油品使用周期。同時(shí)也要利用一切停機(jī)機(jī)會(huì),對AST、OPC及DDV電磁閥進(jìn)行清洗,確保調(diào)節(jié)與控制系統(tǒng)油壓工作正常。7、針對發(fā)電DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)等相關(guān)保護(hù)程序,如ETS總保護(hù)投切開關(guān)的取消、DEH轉(zhuǎn)速參與系統(tǒng)連鎖條件及非正常情況下的汽輪機(jī)升、降速率等,在5月中旬由電氣自動(dòng)部牽頭,組織由XX公司、自動(dòng)化所及DEH廠家等相關(guān)單位進(jìn)行研討。方案確定后,由電氣自動(dòng)化部牽頭,督促XX公司對所有汽輪發(fā)電機(jī)組的程序進(jìn)行優(yōu)化完善。8、針對汽輪發(fā)電機(jī)組檢修后開機(jī),公司及部門主要分管領(lǐng)導(dǎo)一定親臨現(xiàn)場,負(fù)責(zé)啟動(dòng)過程中的協(xié)調(diào)與指導(dǎo)工作,如出現(xiàn)異常時(shí)應(yīng)及時(shí)向主要領(lǐng)導(dǎo)與專業(yè)部門相關(guān)人員匯報(bào)。9、各子公司針對機(jī)組投運(yùn)以來,要認(rèn)真分析機(jī)組運(yùn)行情況,如振動(dòng)、軸瓦及回油溫度、上、下缸溫等變化趨勢就是否在設(shè)計(jì)與要求范圍內(nèi),尤其就是故障原因要進(jìn)行認(rèn)真研討分析,