齿型联轴器失效导致调节系统失控轴系破坏

齿型联轴器失效导致调节系统失控齿型联轴器失效导致调节系统失控 轴系破坏轴系破坏 案例简述 某发电厂 1 号汽轮机是由哈尔滨汽轮机厂制造的 cc140 n20012 7 535 535 型超高压 一次中间再热 两段抽汽 凝汽式机组 1996 年 3 月安装 1996 年 11 月 2 日首次并网发 电 同年 12 月 18 日正式移交生产 1999 年 8 月 19 日 0 时 20 分 运行五值接班 机组负荷为 155mw 运行 0 时 30 分 值长令加负荷到 165mw 1 时整 值长令加负荷到 170mw 主蒸汽压力为 12 6mpa 主蒸汽温度 535 蒸汽流量 536 9t h 47 分 30 秒 高 中压主汽门关闭 抽汽逆止门关闭光字牌报警 监盘主值班员喊了机跳了 47 分 32 秒 交流 直流润滑油泵联动良好 47 分 37 秒 发电机出 口开关 5532 跳闸 有功负荷到 0 6kv 厂用电备用电源联动成 功 值长来电话向单元长询问情况 单元长告 01 号机 发电 机跳闸 值长当即告 立即查明保护动作情况 对设备详细检 查 有问题向我汇报 单元长令 汽机 电气人员检查保护及 设备情况 主值班员 助手到保护盘检查本特利保护 回来后 向单元长汇报 没有发现异常 汽机班长检查完设备汇报单元 长说 设备检查没问题 电气班长确认后汇报 发电机跳 6kv 厂用电正常联动备用电源 电气保护无动作 只有热工保护动 作光字牌来信号 单元长向值长汇报 检查保护和设备都没发 现问题 值长告 如无异常 可以恢复 随即单元长告汽机班 长 汽机挂闸 保持机 3000r min 汽机班长到就地机头处操作 手摇同步器由 30mm 退至到 0 位 同时令主值班员助手去检查 设备情况 助手回来后汇报 机组检查正常 主轴在转动中 这时班长操作同步器增加行程时发现高 中压主汽门未开 告 助手去复归热工保护动作自保持复归按钮 当检查就地压力表 立盘时发现调速油压很低 对从控制室返回来的助手说 把调 速油泵转起来 调速油压恢复后 汽机班长到机头再次挂闸 逐步增加同步器行程 高 中压主汽门开启 行程达 8mm 时回 到主控制室 准备用电调升速 设定目标转速 3000r min 升速 率 300r min min 按进行键 此时转速实际值未能跟踪目标值 同时高 中压主汽门关闭信号光字牌亮 汽机班长根据经验分 析认为电调不正常 向单元长汇报 并请示切液调运行 单元 长同意 汽机班长到机头处将同步器退到 0 位 通知主值班员 将电调切为液调运行 挂闸后同步器行程为 8mm 时 高压主汽 门已开启 达 11mm 时 转速表显示 100r min 左右 1 时 56 分 30 秒 当准备检查调速汽门开度时 听到主汽门关闭声 同 时一声巨响 发电机后部着火 机组严重损坏 轴系断为 11 段 10 个断裂面 其中 5 处为轴断裂 4 处为对轮螺栓断裂 1 处 为齿型联轴器失效 其中中压转子电侧轴端在轴封 r 角处断裂 断轴长约 1 8m 飞出距离 11m 低压转子机侧轴端在轴颈与油 挡过渡处断裂 断轴长约 1m 发电机机侧轴端在轴颈处断裂 断轴长约 1 5m 飞落约 35m 远 中 低压转子半挠性波纹联轴 器两端断裂并成碎块 主油泵与主轴间齿型联轴器内 处齿损 坏失效脱开 低压转子与发电机间 发电机与励磁机间对轮螺 栓断裂 案例评析 1 齿型联轴器失效是事故的起因 由于齿型联轴器质量低 劣 材料处理工艺不合格及错用 导致齿牙严重磨损 折断 变形损伤 造成齿型联轴器低寿命失效 使主油泵轴与汽轮机 主轴脱开 导致发电机跳闸 机组甩负荷 转速失去监测 调 节系统失控 2 几种因素偶合的特殊工况致使低压缸铸造铁隔板在压力 波冲击作用下碎裂是轴系损坏的主要原因 由于主油泵不能工作 调速油压低 中压主汽门前压力高 转速失去监测 调节系统失控等条件的偶合 导致机组启动时 中压汽门迟后于高压汽门而突然全开的特殊工况 通过对低压铸铁隔板破坏性试验结果表明 导叶屈服时的 加载力约为设计压差的 6 5 倍 隔板损坏时的加载力约为设计 压差的 10 倍 试验与计算结果相一致 因此 低压缸铸造铁隔板的碎裂损坏 使静 动部件严重 碰磨 机组发生强烈振动 是转子断裂 轴系破坏的主要原因 3 运行人员缺乏正确的判断能力 是偶发中压缸瞬时进入 大量蒸汽特殊工况的主要原因之一 齿型联轴器的失效 导致转速失去监测 调节系统失控 中压缸瞬时进入大量蒸汽特殊工况 这种情况在国内从未发生 过 现场运行人员对此缺乏正确的判断力 对转速表的异常指 示没有做出全面的综合分析 运行人员认为无异常 仍按正常 操作程序进行启动 是发生中 低压缸瞬时进入大量蒸汽特殊 工况的条件之一 总之 819 轴系损坏事故是一起由设备质量 技术等综合 原因偶合引发的重大责任事故 案例警示 1 加强备品配件的质量管理工作 按标准认真检验各项指 标 严把备品配件及设备质量关 防止不合格的备品配件进厂 进而保证备品配件的安全可靠性 2 加强技术培训 提高人员素质 人员素质与生产和技术 的发展水平不相适应是普遍现象 要加强人员的岗位技术培训 建立严格的技术考核制度 提高运行人员对一般事故和特殊事 故的判断 应变能力的水平 3 加强技术管理 杜绝事故隐患 设备的健康水平是保证 机组安全运行的先决条件 无论大小缺陷要查明原因 及时消 除 要对 200mw 机组的齿形联轴器进行一次全面的检查 发 现问题及时处理 按规定认真完成金属监督要求 对汽轮发电 机转子进行金属检查 4 完善运行规程 对现有 200mw 机组的运行 检修规程 进行全面的审查 结合设备 系统的实际情况以充实完善 如 主油泵标高 低油压保护联动值 再热器压力的控制要求等 应进行深入研究 纳入规程 要针对电 液并存调节系统易发 生的故障 编进运行规程的事故处理章节 以使运行 检修人 员操作有章法 判断有依据 5 就地增设在主轴侧取信号源的转速表 便于运行人员在 冲转升速及事故处理过程的对照和分析 6 铸铁隔板在国产 200mw 机组上被广泛使用 其制造 加工工艺要求较高 尤其是导叶的插入深度 浇铸结合的程度 以及设计的型线等 一般较难控制 在正常运行中虽未发生过 大的问题 但在异常工况下极易损坏 为提高运行的安全性和 经济性 建议今后制造厂在新制机组时考虑将铸铁隔板改为焊 接隔板 以提高抗冲击能力 7 齿型联轴器是汽轮机极为重要的部件 其磨损现象在国 内较为普通 对其设计 制造质量必须高度重视 要认真总结 设计中的问题 严格控制制造 加