小型汽轮机运行故障和分析课件

1、小型汽轮机运行故障与分析浙江永泰热电有限公司申屠卫民前言 随着我国工业的不断发展，热电联产技术已在造纸、化工、制糖、纺织等企业得到广泛应用。目前，国内全面介绍和分析小型汽轮机运行故障的书籍太少，远远不能满足和适应当前小型汽轮机组迅速发展的需要。本文就在长期以来运行时间中所遇到的较为典型的运行故障进行举例分析和介绍与各位同行共同探讨。一、注油器滤网堵塞，致使机组被迫停机1、故障现象安徽纸业有限公司热电厂2#汽轮机（B3-35/5型）于1992年3月份发生了此故障。 机组启动后，有系统各参数均正常，注油器出口压力在0.065MPa，随着运行时间的推移，注油器出口油压出现缓慢下降现象，24小时后降至

2、0.055MPa，33小时后下降到0.05MPa，最后降至0.02MPa，导致有系统各参数降低，机组被迫停机。一、注油器滤网堵塞，致使机组被迫停机2、故障原因分析 此故障出现时，我们即刻召集有关人员对机组故障进行了分析和研究，开始我们分析认为是汽轮油泵出口逆止阀关闭不严，导致主油泵出口油压降低，从而使注油器出口油压降低；根据分析和判断，我们对汽轮有泵出口逆止阀进行了检查，发现逆止阀阀球有轻微变形，进行更换处理。机组重新启动，有系统各参数均正常，注油器出口油压也正常稳定在0.063MPa。但随着机组运行时间的增长，故障现象又重新出现；此时启动汽轮油泵，注油器出口油压出现波动，波动范围在0.029

3、MPa0.088MPa之间，停止汽轮油泵后，油压仍然较低。 根据以上的处理，排除了汽轮油泵出口逆止阀关闭不严的问题。经过分析，我们认为注油器滤网有堵塞的可能，决定停机检查。检查时我们发现注油器的滤网上有许多的细小纤维将滤网几乎堵塞了3/2，而且滤网有一处已经破裂。 导致注油器滤网堵塞的原因是：不久前，2#机由于油箱油位较低，新加了一桶汽轮机油，再加油和滤油的过程中由于没有及时更换滤油纸，从而导致大量的滤油纸纤维进入到油箱中，致使注油器的滤网堵塞而造成其出口油压的降低。一、注油器滤网堵塞，致使机组被迫停机3、事故预防及措施、将注油器滤网换新；、对油系统各道滤网进行全面的清洗；、加强对油箱的汽轮机

4、油进行过滤处理；、每次加油或滤油必须严格执行定期换纸的规定，以确保透平油的清洁。通过以上几项措施的实施后，机组启动运行，故障现象消失，油系统各油压参数稳定正常，机组运行正常。二、汽轮油泵出口逆止阀关闭不严，致使机组不能维持空负荷运行 该故障的发生较为普遍和常见，皖纸纸业热电厂的两台机组均发生过，其他热电厂的机组也经常出现过此故障。该故障出现时不易判断。1、故障现象在机组启动过程中，当机组转速达到25002880r/min时，调速系统开始动作，此时辅助油泵（汽轮油泵）停止时，油系统失控，各油压下降，注油器出口油压迅速降到零，机组转速突升，甚至引起危机保安器动作，使机组无法维持空负荷运行。二、汽轮

5、油泵出口逆止阀关闭不严，致使机组不能维持空负荷运行2、故障原因分析主油泵未投入工作。某热电厂#2汽轮机组当转速达到2500r/min时，调速系统就开始动作，此时机组转速尚未达到主油泵工作转速，在此情况下停止辅助油泵，主油泵不能正常工作，导致油系统瓦解，从而造成机组转速突升而不能维持空负荷运行。针对此原因，将机组转速升至额定转速后，再停止汽轮油泵，此时，机组仍然不能维持空负荷运行。根据径向钻孔式主油泵工作特性分析，此原因不成立。二、汽轮油泵出口逆止阀关闭不严，致使机组不能维持空负荷运行汽轮油泵出口逆止阀关闭不严 根据本机组（B335/10型）有系统特性分析，汽轮油泵出口处安装了一只球形逆止阀，其

6、工作原理是：机组启动时调节及润滑用油由汽轮油泵供给；当机组转速达到2880r/min时，主油泵投入工作。此时，主油泵出口油压高于汽轮油泵出口油压，逆止阀处在关闭位置，汽轮油泵即可停止运行，机组调节及润滑用油由辅助油泵切换为主油泵供给。 根据这一原理，我们反复进行了多次切换试验，将机组转速稳定在3000r/min时，当缓慢关小汽轮油泵进汽调节阀时，油系统油压随之降低；试验中发现，油系统各油压随着汽轮油泵进汽阀开大而升高，反之者降低；当汽轮油泵进汽阀关到一定程度时，油系统的高压油因汽轮油泵出口逆止阀关不严而倒回主油箱中，注油器因无动力油而不能向主油泵供油，此时由于脉冲油压的降低，导致调节汽阀的开大

7、，机组转速突升，使机组无法维持空负荷运行，甚至引起危机保安器动作。 停机后，对汽轮油泵出口逆止阀进行检查，发现逆止阀内的球体已经变形和损坏。更换球体后，机组启动一切正常。二、汽轮油泵出口逆止阀关闭不严，致使机组不能维持空负荷运行3、事故预防及措施 当机组发生此故障时，应立即启动汽轮油泵，保证机组的润滑用油，防止机组发生烧瓦和飞车事故。 当机组转速达到2880r/min停用辅助油泵时，应特别注意主油泵能否建立正常的油压，以满足机组调节及润滑系统用油。操作上应缓慢关小汽轮油泵进汽阀，当确信主油泵工作正常后，方可完全关闭进汽阀门。 由于运行规程规定机组停机后，为保证机组大轴的润滑和冷却，汽轮油泵必须

8、要运行34小时；在此期间，汽轮油泵受注蒸汽压力波动而变化，导致汽轮油泵自启动装置频繁动作，致使逆止阀内的球体一次次受到撞击而变形和损坏。为此采取如下措施： 机组停机后，严格控制汽轮油泵的进汽压力和出口油压在规定的范围内； 停机期间停用汽轮油泵自启动装置运行，防止逆止阀球体受到撞击而损坏。三、冷油器漏油致使机组发生烧瓦事故 安徽省某化工厂热电站的2#机组（B335/5型）于1988年6月份的一天凌晨5时30分发生了此故障。1、故障现象 事故发生前的一个月时间里，运行人员就已经发现油箱油位在缓慢下降，油系统管道没有发现漏油现象，各种油压均正常。随着运行时间的变化，油箱油位逐渐下降加快，事故前一天的

9、下午5点向油箱里加了一桶新油，直至第二天的凌晨5时10分主油泵入口油压出现波动，由0.07MPa降到0.04MPa，调速油压由0.7MPa降到0.55MPa，脉冲油压及轴向位移油压、润滑油压也开始波动和降低。运行人员立即启动汽轮油泵进行紧急停机，由于启动汽轮油泵时操作过快，致使汽轮油泵超速而损坏；此时，再启动电动油泵已无济于事，油箱油位已降到电动油泵进口的下方，各道轴承由于无润滑油而造成烧瓦事故。三、冷油器漏油致使机组发生烧瓦事故2、故障原因分析、冷油器铜管漏油 B335/5型机组冷油器冷却方法是油侧压力大于水侧压力，冷油器发生漏油情况时，只能发现油箱油位降低，而油系统管道无漏油现象，冷油器漏

10、出的油全部被循环冷却水带走。（该厂冷却水系统设计为非循环式，冷却水由水泵房直接供给，冷却回水又直接回到总厂的回水池），运行人员无法对冷油器的冷却回水进行检查，随着运行时间的增长，冷油器漏油量也逐渐增大，致使油箱油位下降迅速，从而使注油器吸不上油，主油泵因进口油压的降低而使出口油压同时降低，最终油系统瓦解。此时，运行人员虽及时启动汽轮油泵和电动油泵，但是，油箱油位已经太低，辅助油泵的进油口已露在油位之上。三、冷油器漏油致使机组发生烧瓦事故、机组带病运行导致事故发生 事故发生的前一段时间，运行人员就发现了油箱油位在下降，此时，应该引起运行人员和专业技术人员及管理人员的高度重视，加强对油箱油位的监视

11、，同时应查明油位下降的原因，及时采取有效措施，既可避免事故的发生。 而该厂在没有查明原因的情况下，只是采取补充新油的方法，机组长时间在低油位的情况下继续带病运行，运行人员在机组带病运行的过程中，思想上麻痹大意，放松了对油位的监视，油位下降到很低时也无人发现，从而造成机组烧瓦事故的发生。三、冷油器漏油致使机组发生烧瓦事故3、事故预防及措施、油箱内的油位必须保持在规定的范围内，司机应熟知运行中发现油系统漏油时的各种紧急处理方法。、定期试验油箱低油位报警和声光讯号设备，检查油箱油位计是否动作正常和指示正确。、运行中切换冷油器时，应严密监视油箱油位的变化，防止新投入的冷油器漏油而造成烧瓦事故的发生。、

12、运行中发现油箱油位有下降现象时，必须查明原因并及时消除，在原因不明的情况下严禁机组长时间在低油位的情况下运行。、定期对冷油器的冷却回水进行取样分析和监视，以便及时发现冷油器的运行情况是否漏油。、严格执行操作规程，落实运行人员的岗位责任制，加强运行中的定期巡回检查，发现问题及时处理。四、小型汽轮机超速事故的预防 当汽轮发电机从系统中解列或在运行中甩负荷时，如果操作不当就会造成机组发生严重超速；这时运行人员如不能及时采取有效的处理措施，有可能引起机组严重超速事故，甚至机毁人亡。四、小型汽轮机超速事故的预防1、故障现象 安徽皖纸纸业热电厂2#汽轮机（B335/5型）系青岛汽轮机厂制造，一九八三年五月

13、份投入运行。一九八九年二月二十四日该机组负荷只能带到2400kw.h，机组背压排汽也较低，当时认为可能是油动机拉杆调节螺帽松动使油动机行程不够引起的，随后进行了调整，其结果仍不理想，负荷也只能带到26002700kw，背压仍然提不上去；当对调压器进行增负荷调节时，调速系统发出响声并动作，电负荷从2700kw降到1000kw，此时反复调节调压器，油动机行程只能在3338mm之间上下动作，当向增负荷方向调节调压器时，机组的负荷、背压不变，而脉冲油压下降，反之，向减负荷方向调节调压器时，脉冲油压升高。经分析认为这一现象是调速汽门卡涩所致，决定停机检修。四、小型汽轮机超速事故的预防 在停机过程中，由于

14、调速汽门卡涩，电负荷降不到零，发电机带负荷解列，引起机组转速迅速飞升，危急保安器动作；由于此时自动主汽门因发生卡涩而未动作，手动也未能关闭，逐引起机组转速继续升高，机组发生强烈的振动和发出异常的声音，直到主汽电动门迅速关闭后机组转速才开始下降；当转速降到2500r/min时，调速系统突然动作，将调速汽门全关卡死。 停机后，经检查发现机组14到轴瓦都有不同程度的损伤，2、3#轴瓦损伤最为严重，调速汽门和自动主汽门的门杆严重结构而卡死。四、小型汽轮机超速事故的预防2、故障原因分析 这起严重超事故的原因主要有以下几个方面： 、由于主蒸汽品质不良造成调速汽门和主汽门的门杆因结垢而卡死，不能即时动作而引

15、起机组严重超速。 、运行人员停机操作不当，引起超速事故的发生。当发生调速汽门卡涩，电负荷降不到零时，不应该机组带负荷解列发电机，应通过切断汽源的方法（手动关闭自动主汽门或电动主汽门）将电负荷降到零后在解列发电机，即可达到防止机组超速事故的发生。 、运行日常维护保养不完善。机组运行期间，运行人员没有按规定定期活动自动主汽门，导致自动主汽门门杆结垢而卡涩。 、机组带病运行，不能按规定的运行周期进行计划检修，致使机组调速系统动作迟缓。四、小型汽轮机超速事故的预防3、事故预防及措施 、化学人员应加强对锅炉给水的处理和对炉水、蒸汽品质的监督，保证蒸汽品质合格，防止调速汽门及自动主汽门发生结垢而卡涩。 、

16、经常保持油系统清洁及油质正常，防止油中进水和混入杂物，是危机保安器和调速系统零部件因锈蚀而卡涩。 、有系统中的各种滤网应定期进行清洗，保持清洁；定期对油箱中的汽轮机油进行过滤和排污放水。 、每天定期活动自动主汽门一次。 当发现调速汽门化学人员应加强对锅炉给水的处理和对炉水、蒸汽品质的监督，保证蒸汽品质合格，防止调速汽门及自动主汽门发生结垢而卡涩时，禁止用撬杠撬动汽门，应查明原因及时处理，严禁机组带病运行。四、小型汽轮机超速事故的预防 、汽轮机升速到27502880r/min时，应注意调速系统动作情况，并记录动作转速；满速时应注意机组是否能维持空负荷运行； 汽轮发电机解列时应注意机组转速的变化，

17、防止调速系统不能维持空负荷运行。 、定期进行调速系统、保护系统的各类试验工作，确保调速系统和保护系统动作灵活可靠。 、再开机过程中，司机应进行全面检查，并加强表计分析，防止转速表失灵而误判断造成机组超速。 、在调节复核过程中，司机应注意油动机、调速汽门动作是否灵活，有无卡涩现象。 、按照规程规定，定期对机组进行维护保养和检修工作，确保机组安全运行。 、定期进行事故预想和反事故演习，提高运行人员处理事故的操作水平和分析判断事故的能力及事故状态下的应变能力。五、汽轮发电机甩负荷 汽轮发电机在运行中，电负荷突然降到零，这种事故称为汽轮发电机甩负荷。甩负荷有以下四种情况： 、发电机解列，机组转速稳定在

18、危急保安器动 作转速以下。 、发电机解列，调速系统不能控制转速，危机保安器动作。 、发电机解列，调速系统不能控制转速，危机保安器不动作。 、负荷甩到零，发电机未解列。、发电机解列，机组转速稳定在危急保安器动 作转速以下。1、故障现象 、电负荷指示到零； 、转速表指示升高，并稳定在额定转速3000r/min以上某数值，该数值决定于调节系统速度变动率的大小和甩负荷前机组所带负荷相应的同步器位置。 油动机行程减小，调速汽门关至空负荷位置。 、各段抽汽逆止阀关闭并发出信号。 、背压机组排汽压力下降，抽汽机组抽汽压力下降。、发电机解列，机组转速稳定在危急保安器动 作转速以下。2、故障原因分析 由于电气部

19、分发生故障，发电机油开关跳闸甩去负荷，调节系统动态特性合格，控制机组转速在危机保安器动作转速以下运行，危机保安器未动作。、发电机解列，机组转速稳定在危急保安器动 作转速以下。3、事故预防及措施、迅速将双减投入运行，确保供热压力和温度的稳定。将同步器调至空负荷位置，保持机组转速为3000r/min。将调压器侧部手轮打到解除位置，将上部手轮完全松开。及时调整轴封供汽，维持凝汽器真空。调节凝结水泵的再循环阀门，保持凝汽器水位，必要时补充化补水。检查机组膨胀、振动及各部温度或温差等运行参数，确认一切正常后向中控发出“机器正常”“可并列”信号，并网后，机组根据汽缸温度迅速带到相应的电负荷，其他操作按规程

20、执行。、发电机解列，调速系统不能控制转速，危机保安器动作。1、故障现象电负荷指示到零。自动主汽门、调速汽门、抽汽速关阀关闭，并发出信号。汽轮机转速上升到危机保安器动作转速后再下降。危机保安器动作并发出信号。背压机组排气压力下降，抽汽机组抽汽压力下降。、发电机解列，调速系统不能控制转速，危机保安器动作。2、故障原因分析 电气部分故障，使机组甩去全负荷，汽轮机调节系统动态特性不好，造成转速升高过多，致使危机保安器动作。、发电机解列，调速系统不能控制转速，危机保安器动作。3、事故预防及措施：、迅速将双减投入运行，确保供热压力和温度的稳定。、迅速摇同步器至空负荷位置，转速下降至3050r/min时，重

21、新挂闸，开启主汽门，利用同步器控制转速在3000r/min.、解除调压器工作。、及时调整轴封供汽，维持凝汽器真空。调节凝结水泵的再循环阀门，保持凝汽器水位，必要时补充化补水。检查机组膨胀、振动及各部温度或温差等运行参数，确认一切正常后报告领导，调节系统正常后方可重新并入电网运行。并网后，机组根据汽缸温度迅速带到相应的电负荷，其他操作按规程执行。、发电机解列，调速系统不能控制转速而超速，危机保安器不动作。1、故障现象： 电负荷表指示为零； 汽轮机转速上升超过 33003360r/min，机组运行声音异常； 主油泵出口油压迅速升高； 机组振动增大； 背压机组背压下降，抽汽机组抽汽压力下降。、发电机解列，调速系统不能控制转速而超速，危机保安器不动作。2、故障原因分析 电气部分故障，使机组甩去全负荷，而汽轮机调节系统不能控制转速，转速迅速升高并超过危机保安器动作转速，而保安器又拒动。、发电机解列，调速系统不能控制转速而超速，危机保安器不动作。3、事故预防及措施： 立即手打危机保安器按钮