哈汽機(jī)組試運過程中軸瓦燒損

一、事件前工況#1汽輪機(jī)組為哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N600-16.67/538/538型汽輪機(jī)組，2005年12月8日投產(chǎn)運行，2011年4月22日機(jī)組首次大修。2011年4月22日#1機(jī)組開始A級檢修。2011年6月16日9時58分，#1機(jī)組啟動、并網(wǎng)，進(jìn)行機(jī)組試運，尚未報備用。6月17日事件前#1機(jī)組負(fù)荷19MW，主汽壓力5.5MPa，主汽溫度459℃，給水溫度155℃，給水壓力5.94MPa。二、事件經(jīng)過2011年6月17日02:57:29，#1機(jī)組檢修試運過程中，由于鍋爐給水旁路門盤根泄漏加劇需停機(jī)處理，值長下令緊急停機(jī)，打閘后，交流潤滑油泵電機(jī)正常聯(lián)啟，但電流32.17A偏低。03:01:13汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速降至2264.9rpm，油壓降至0.164MPa直流油泵電機(jī)正常聯(lián)啟，但電流只有15A，油壓繼續(xù)下降。03:01:18轉(zhuǎn)速降至2255rpm，油壓降至0.09Mpa，隨后瓦溫開始升高，振動增加，斷油燒瓦。3:03分，破壞真空，布置緊急排氫工作，事后根據(jù)振動情況判斷，至3時09分28秒，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速至零，惰走約12分鐘。4時06分，發(fā)電機(jī)氫壓至零。汽輪機(jī)關(guān)閉所有本體疏水和抽汽管段疏水，置于悶缸狀態(tài)。三、事件處理情況由于事件發(fā)生在#1機(jī)組大修后啟動過程中，為查找事件原因，設(shè)備部、監(jiān)理、檢修單位共同對汽輪機(jī)油系統(tǒng)設(shè)備的檢修、試運情況、事件發(fā)生前的運行情況、事件發(fā)生后油系統(tǒng)設(shè)備情況進(jìn)行了總結(jié)分析、解體檢查和試驗，情況如下：1）設(shè)備檢修過程：#1機(jī)汽機(jī)油系統(tǒng)自2011年4月27日發(fā)票開始檢修，4月28日油箱放油，開始油箱清掃，交流潤滑油泵、直流潤滑油泵、射油器等設(shè)備解體檢修，詳見檢修作業(yè)指導(dǎo)書記錄，從記錄中未發(fā)現(xiàn)異常和超標(biāo)情況。6月1日檢修工作全部結(jié)束后移交大修試運組試運驗收。#1機(jī)大修中潤滑油系統(tǒng)的檢修工作：主機(jī)潤滑油套裝油管路檢查：套裝油管道檢查孔法蘭換墊、檢查支吊架。主機(jī)潤滑油回油濾網(wǎng)檢查、清掃：濾網(wǎng)網(wǎng)布更換、更換密封墊、濾油期間定期清掃回油濾網(wǎng)。主油箱放油清掃、加油、濾油：檢查主油箱內(nèi)部各結(jié)構(gòu)件、閥門、法蘭螺栓無松動、異常，油箱放油后，油箱清掃，派專人在儲油間濾油，回油后接臨時濾油機(jī)24小時派專人濾油，定期清掃回油濾網(wǎng)和更換濾芯。主油箱排煙風(fēng)機(jī)解體檢修：排煙風(fēng)機(jī)出口管道法蘭墊片更換、葉輪檢查。主機(jī)冷油器檢修：#2冷油器抽芯，#1冷油器水室清掃、找漏、螺栓檢查更換，頂部放空氣門檢查更換。主機(jī)冷油器切換閥解體檢修：檢查六通閥固定鍵，更換油封、密封墊等無異常。主機(jī)射油器解體檢修：主油箱#2射油器擴(kuò)壓管沖刷，根據(jù)哈汽專家指導(dǎo)，對沖刷部位補焊處理。主機(jī)交流潤滑油泵檢修：檢查葉輪、口環(huán)、軸承、油封等結(jié)構(gòu)部件無異常，更換軸承、油封后回裝。主機(jī)直流潤滑油泵檢修：檢查葉輪、口環(huán)、軸承、油封等結(jié)構(gòu)部件無異常，更換軸承、油封后回裝。主機(jī)濾油機(jī)大修；排污槽管道改造、主機(jī)濾油機(jī)消漏、清掃、齒輪油更換，加熱器解體檢查、清掃；排污槽管道偏高，改至低于排污槽。2）設(shè)備修后試運過程：自2011年5月20日開始，#1機(jī)組檢修進(jìn)入分體試運驗收階段，油系統(tǒng)設(shè)備6月1日完成檢修后，也經(jīng)過試運正常。2011年6月6日08:37，交流潤滑油泵檢修后第一次啟動正常（電流80.5A,油壓0.226MPa），系統(tǒng)充油。2011年6月6日11:04，直流潤滑油泵檢修后第一次啟動，與交流油泵并列運行（直流泵電流85.1A，交流泵電流77A,油壓0.223MPa），2011年6月6日11:08:01-11:08:34交流油泵停止運行，單獨運行直流油泵，電流149.148A，油壓0.202MPa，11:09:08直流油泵停止運行。2011年6月9日經(jīng)大修冷態(tài)驗收合格后，機(jī)組轉(zhuǎn)入啟動試運階段。3）機(jī)組啟動試運2011年6月10日5:26，鍋爐點火啟動，13:23汽機(jī)沖轉(zhuǎn)，至事件發(fā)生，期間汽機(jī)共啟停5次。4）事件后檢查過程：6月17日21:03:41，油箱開始放油，放油后油箱內(nèi)未發(fā)現(xiàn)異常，油箱內(nèi)無異物；6月18日18:43，交流潤滑油泵解體（解體全過程錄像），未發(fā)現(xiàn)泵異常；6月18日19:14，直流潤滑油泵解體（解體全過程錄像），未發(fā)現(xiàn)異常；6月18日20:53，交、直流油泵出口逆止門解體檢查，未發(fā)現(xiàn)異常；6月19日9:20，直流油泵出口加堵板后，主機(jī)直流潤滑油泵送電，直流油泵自啟，電流82A，轉(zhuǎn)向正確，9:27停直流潤滑油泵，就地拉開直流潤滑油泵電源。6月19日9:28，交流油泵出口加堵板后，啟主機(jī)交流潤滑油泵試運，轉(zhuǎn)向正確，電流51A，出口壓力0.3MPa。6月19日11:00，交流油泵出口加堵板后，檢修向交流潤滑油泵內(nèi)注壓縮空氣（5分鐘左右），泵內(nèi)充滿空氣，啟動交流潤滑油泵試運，電流34.2A，泵出口壓力0MPa。6月19日14:27，交流潤滑油泵空試電機(jī)，啟動后電流34.2A，轉(zhuǎn)向正常。6月19日15:11，直流潤滑油泵空試電機(jī)，電流11.5A。四、事件原因分析1、交、直流油泵不打油是本次事件的直接原因、主要原因。事件發(fā)生后，王灘發(fā)電公司立即成立了調(diào)查組和搶修組。為了查清事件原因，進(jìn)行了大量的檢查和試驗工作。綜合參加事件調(diào)查的多位專家及技術(shù)人員意見，分析造成事件的直接原因是交、直流油泵不打油，泵不打油的原因可能有：（1）交、直流油泵蝸殼積氣，氣塞不打油；通過6月19日試驗，交流潤滑油泵蝸殼內(nèi)充滿油的情況下電流50A，充滿空氣的情況下電流34A，事件過程中交流潤滑油泵的電流32A，更接近于泵打空氣的狀態(tài)，基本判定事件發(fā)生過程中兩臺油泵內(nèi)打的是空氣。1）機(jī)組運行中，射油器區(qū)域會形成負(fù)壓，主油箱內(nèi)的油運行軌跡是經(jīng)回油區(qū)域經(jīng)過泵區(qū)域，進(jìn)入射油器，然后系統(tǒng)循環(huán)；回油中所含帶的大量的氣體隨油循環(huán)經(jīng)過泵入口區(qū)域，少量氣體匯集至泵殼形成氣塞。2）泵運行過程中，由于入口形成負(fù)壓區(qū)，當(dāng)泵殼中的油中所含的水局部壓力下降至臨界壓力（一般接近汽化壓力）時，水中氣核成長為汽泡。也有可能使泵中積氣形成氣塞。機(jī)組檢修前，幾年內(nèi)油泵一直沒有發(fā)生不打油現(xiàn)象，可能是檢修中泵更換了密封件、出口法蘭重新緊固，消除了泵原有的漏點，造成泵內(nèi)淤積的氣體無法排除，造成了氣塞。通過上述兩種觀點，油泵蝸殼內(nèi)積氣可能性較大。廠家設(shè)計及供貨時均沒有要求油泵放氣，圖紙、資料上也未包含放氣裝置。（2）交、直流油泵入口產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)1）本次事件過程中與機(jī)組大修前相比，系統(tǒng)沒有改變，唯一不同的是主油箱檢修濾油機(jī)處于運行狀態(tài)，濾油機(jī)取油口為事故放油管，濾油機(jī)入口也是唯一低于泵入口的吸油口，懷疑運行過程中，由于濾油機(jī)的影響造成交、直流潤滑油泵入口形成負(fù)壓區(qū)，無法打油，但是交、直流潤滑油泵入口距離濾油機(jī)吸入口1.2米，并且浸在油液面下1.4米，濾油機(jī)（流量200L/min）是否會造成交流油泵（流量4900L/min）和直流油泵（流量4878.9L/min）入口產(chǎn)生足夠大的負(fù)壓區(qū)，造成泵不打油，需廠家設(shè)計人員核算。設(shè)計廠家需根據(jù)泵流量曲線核算，判斷泵是否運行在不穩(wěn)定區(qū)以及泵抗擾動能力是否偏低。設(shè)計濾油機(jī)取油口管徑為Φ114×10，位置為事故放油管處，移動濾油機(jī)入口管徑Φ57×3.5，位置為事故放油管處的接頭，與設(shè)計位置相符。2）兩臺射油器吸入口與交直流泵入口距離1.7米左右，射油器入口負(fù)壓區(qū)是否會對交、直流潤滑油泵形成影響，也需要哈汽廠進(jìn)行校核。2、運行人員停機(jī)過程中未發(fā)現(xiàn)交流潤滑油泵工作不正常是本次事件的間接原因。由于鍋爐給水旁路門盤根泄漏加劇需停機(jī)處理，運行人員經(jīng)請示中調(diào)后打閘停機(jī)。運行人員在交、直流潤滑油泵聯(lián)起后，只監(jiān)視到油泵已處于啟動狀態(tài)，沒有注意油泵電流和就地壓力，沒有及時發(fā)現(xiàn)交、直流潤滑油泵不打油的異?，F(xiàn)象。五、事件暴露問題（1）在汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)設(shè)計上存在缺陷，哈爾濱汽輪機(jī)廠配套的主機(jī)潤滑油系統(tǒng)無法保證特定工況下軸系得到可靠供油。（2）專業(yè)技術(shù)管理不到位，未發(fā)現(xiàn)設(shè)計存在問題，沒有提出有效地防范和解決措施。（3）技術(shù)管理和技術(shù)培訓(xùn)存在漏洞，各級人員對設(shè)備性能的掌握和事故處理能力不能滿足現(xiàn)場需要。（4）發(fā)現(xiàn)鍋爐給水旁路門盤根泄漏加劇時，值長對鍋爐給水管道泄漏的危害過度判斷，下令緊急停機(jī)，錯過了可能提前發(fā)現(xiàn)交流潤滑油泵異常的時機(jī)，運行人員事故處理過程中比較慌亂，運行參數(shù)監(jiān)視不全面。六、預(yù)防事故重復(fù)發(fā)生的措施（1）#1機(jī)交、直流潤滑油泵加裝放氣裝置，具體是在泵出口最高點打孔，增加放氣管道，管道上加節(jié)流孔。（2）與哈爾濱汽輪機(jī)廠及設(shè)計院聯(lián)系，在潤滑油系統(tǒng)上增加一臥式油泵，做為潤滑油系統(tǒng)第三備用油源。（3）事故放油管上取消一切臨時接頭。（4）對油系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步檢查，檢查是否存在滲漏等缺陷。（5）利用大、小修機(jī)會對#2機(jī)組交、直流油