防止汽轮机大轴弯曲事故技术措施培训

防止汽轮机大轴弯曲事故技术措施培训CONTENTS目录01汽轮机大轴弯曲事故概述02大轴弯曲事故的现象识别03大轴弯曲事故的主要原因分析04大轴弯曲事故的应急处理措施CONTENTS目录05防止大轴弯曲的技术措施06关键操作规范与注意事项01汽轮机大轴弯曲事故概述汽轮机大轴弯曲的危害与重要性

对机组安全运行的直接威胁大轴弯曲会导致汽轮机多个轴承发生异常振动、轴承箱晃动，轴端汽封冒火花或形成火环，严重时引发动静部分摩擦、大轴断裂及轴瓦烧瓦事故，直接威胁机组安全。

造成重大经济损失事故发生后将增加机组非计划停运时间，耗用大量检修费用，如转子更换、轴瓦修复等，同时影响电力供应，给企业带来显著经济损失。

对人身安全的潜在风险大轴弯曲可能导致机组剧烈振动、部件损坏甚至断裂，若处理不当或防护不足，可能对现场操作人员造成人身伤害，是火力发电厂需高度警惕的恶性事故。

国家安全生产重点防控对象汽轮机大轴弯曲事故被列入国家电力生产二十五项重大事故之一，其预防工作是保障电力系统稳定运行、落实安全生产责任的关键环节，具有重要的行业管理意义。大轴弯曲事故类型：热弹性与永久性弯曲热弹性弯曲的定义与特征

热弹性弯曲是指转子内部温度不均匀，受热或受冷后膨胀不均或受阻造成的弯曲。此时转子所受热应力未超过材料在该温度下的屈服极限，通过延长盘车时间，当转子内部温度均匀后，弯曲会自行消失，恢复正常。永久性弯曲的定义与特征

永久弯曲是转子局部受到急剧加热或冷却，产生非常大的热冲击，受热部位膨胀受到约束产生很大的热应力，其应力值超过转子材料在该温度下的屈服极限，使转子局部产生压缩性变形。当转子温度均匀后，该部位将有残余拉应力，塑性变形并不消失，造成转子的永久弯曲。两类弯曲的本质区别

热弹性弯曲为弹性变形，应力未超屈服极限，可通过盘车恢复；永久性弯曲为塑性变形，应力超过屈服极限，弯曲不可逆转，需通过修复处理。典型事故案例分析与启示单击此处添加正文

大唐洛阳热电厂5号机组事故（2006年12月）滑参数停机时主蒸汽温度10分钟内从328℃降至272℃，过热度仅19℃，低温蒸汽致汽缸变形、动静碰磨，大轴轻微弯曲。主要原因：未果断执行紧急停机规定，参数监控不到位。启动时上下缸温差大导致的摩擦弯曲事故某机组启动前高压缸上下温差达60℃（超35℃限值），强行启动后振动加剧，动静摩擦致转子局部过热产生塑性变形，形成永久弯曲。停机后盘车电流异常增大，偏心值超标。停机后汽缸进冷水导致的永久弯曲事故某机组停机后因除氧器水位控制不当，冷水倒灌汽缸，转子下侧骤然冷却，上下温差达150℃，盘车中断。转子冷却后局部收缩受限产生残余拉应力，大轴弯曲值达0.35mm，需揭缸直轴修复。事故启示：严守规程与参数监控是核心所有案例均表明，违反启动条件（如盘车时间不足、温差超标）、操作不当（如轴封供汽未疏水）、应急处置不及时（振动超标未停机）是主因。必须强化规程执行力，实时监控关键参数（振动、温差、偏心）。02大轴弯曲事故的现象识别振动异常与轴承箱晃动特征多轴承异常振动表现汽轮机发生大轴弯曲时，多个轴承会出现异常振动，振动值超出正常范围，且可能呈现周期性变化。轴承箱晃动现象伴随振动异常，轴承箱会出现明显晃动，这是由于转子不平衡力增大，导致轴承支撑系统不稳定。轴端汽封火花或火环轴端汽封处可能因动静摩擦产生火花，严重时形成火环，这是大轴弯曲导致动静间隙消失的直接表现之一。轴端汽封火花与火环现象

现象特征与表现形式轴端汽封冒火花表现为汽封间隙处出现间歇性或连续性火花；火环则是在轴端形成环形火光，通常伴随金属摩擦声，是大轴弯曲导致动静部分严重碰磨的典型标志。

产生机理与危害分析当大轴弯曲使汽封径向间隙消失，转子与汽封齿发生干摩擦，局部温度骤升导致金属熔融、火花飞溅。持续摩擦会加剧转子局部过热，引发塑性变形，形成“越摩越弯”的恶性循环，严重时导致大轴永久弯曲或轴瓦烧损。

应急处置关键措施一旦出现轴端汽封火花或火环，应立即破坏真空紧急停机，严禁强行维持运行。停机后立即投入连续盘车，严密监视盘车电流、偏心值及上下缸温差，防止冷水冷气进入汽缸，避免转子弯曲进一步扩大。惰走时间缩短与盘车电流异常

惰走时间缩短的特征与危害停机后转子惰走时间明显短于正常值，严重时甚至出现"刹车"现象，表明汽轮机内部可能存在动静摩擦等异常阻力。

盘车电流异常的表现盘车电流较正常值增大，且呈现周期性变化，或盘车装置投不上，这些现象往往提示转子存在弯曲或动静部分卡涩。

惰走时间与盘车电流异常的原因关联转子发生弯曲后，动静间隙消失导致摩擦，使转子惰走阻力增加，表现为惰走时间缩短；同时盘车时需克服更大阻力，导致盘车电流升高并波动。

异常情况的紧急处理原则一旦发现惰走时间显著缩短或盘车电流异常，应立即停止启动或紧急停机，严禁强行盘车，防止弯曲加剧或引发轴瓦烧损等严重事故。大轴偏心值超标判断标准

冷态启动偏心值标准冷态启动前，大轴偏心度应小于0.076mm，大轴晃动值不超过原始值的0.02mm，否则禁止启动机组。

热态启动偏心值标准热态启动前，需确认大轴晃动值降至原始值，且连续盘车不少于4小时，偏心值超标时严禁盲目启动。

运行中偏心值异常判断运行中若盘车电流较正常值大、摆动或有异音，且偏心值持续超过规定范围，应立即查明原因并处理。

停机后偏心值监控要求停机后投入盘车，严密监视偏心值变化，若连续盘车4小时后偏心值仍未恢复正常，禁止再次启动。03大轴弯曲事故的主要原因分析启动时上下缸温差过大问题温差过大的危害启动前，因上下缸保温、质量、疏水条件不同，上汽缸温度高于下汽缸，导致大轴暂时热弯曲。机组强行启动会引起强烈震动，使动静间隙消失，造成动静部分摩擦，转子局部过热产生压缩应力，超过材料屈服极限时发生塑性变形，最终导致大轴永久弯曲。温差限值与启动条件冲转前必须严格控制上下缸温差，高压外缸上下缸温差一般不超过50℃，高压内缸上下缸温差不超过35℃。若温差超限，禁止启动机组，需延长盘车时间，待温度均匀后再启动。防止温差过大的措施确保汽缸保温良好，选用保温性能出色的材料并采用可靠施工工艺，避免保温层脱空；启动前检查疏水系统，确保疏水畅通，及时排除汽缸内凝结水；合理控制启动参数，按照规程要求升温升压，避免蒸汽温度变化过快导致上下缸温差增大。汽缸进冷水冷气的危害机制热冲击导致转子局部骤冷高温状态的转子下侧接触冷水时，会产生局部骤然冷却，出现很大的上下温差，导致转子热变形。当转子上下温差达到150～200℃时，大轴弯曲的可能性极大，且转子金属温度越高，弯曲风险越高。盘车中断加剧弯曲进程气缸和转子的热变形会很快使盘车中断，转子被冷却的局部在材料收缩时，因受到周围温度较高材料的约束，产生很大的拉应力，若超过材料屈服极限，将产生塑性变形，造成大轴永久弯曲。运行操作不当是主要诱因停机后气缸温度较高时，操作不当使冷水冷气进入气缸是常见原因。如疏水系统不畅、减温水门不严、除氧器或加热器水位异常等，均可能导致冷汽冷水进入，引发大轴弯曲事故。轴封供汽操作不当的影响轴封供汽暖管疏水不充分的危害汽轮机热态启动使用高温轴封蒸汽时，若轴封蒸汽系统未充分暖管，疏水将被带入轴封内，致使轴封体不对称冷却，大轴产生热弯曲。轴封汽源与金属温度不匹配的后果热态启动时，轴封供汽温度与金属温度不匹配，或低压轴封汽温度控制不当（如未控制在150℃左右），会导致轴封区域温度剧烈变化，引发大轴弯曲风险。未盘车时向轴封供汽的严重影响机组未盘车前禁止向汽封供汽，否则会造成转子局部受热不均，导致动静间隙消失产生摩擦，进而造成大轴弯曲事故。运行操作违规与规程执行不到位

启动条件不满足强行启动启动前大轴晃动值超过原始值0.02mm、高压缸上下缸温差超过50℃等条件不满足时强行启动，易引发动静摩擦，导致大轴局部过热产生塑性变形。

热态启动操作顺序错误热态启动未先投轴封汽后抽真空，或轴封供汽未充分暖管疏水，将导致冷水冷气进入轴封，造成大轴不对称冷却产生热弯曲。

异常振动处理不及时机组振动达到停机值（如轴承振动超过0.03mm或相对轴振动超过0.26mm）未立即打闸停机，继续硬撑运行，可能加剧动静摩擦引发大轴弯曲。

停机后盘车投用不规范停机后未立即投入盘车，或盘车电流异常、有异音时未及时处理，甚至强行盘车，会导致转子热弯曲无法消除，形成永久变形。

参数监控与调整违规运行中主蒸汽温度10分钟内骤降50℃、上下缸温差超限等未按规程紧急停机，或低负荷时投入再热汽减温水，易造成汽缸进水或热应力超标。盘车装置异常与转子材料缺陷

01盘车装置异常的危害停机后及抽真空时盘车装置不正常，未能及时投入，易导致转子受热不均产生弯曲。盘车电流较正常值大、摆动或有异音时，若不及时处理，可能加剧转子弯曲。

02盘车装置故障的应急处理停机后因盘车故障暂时不能投用，应监视转子弯曲度变化，弯曲度较大时，采用定时手动盘车180°。当盘车盘不动时，严禁用吊车强行盘车，应改为定期盘车。

03转子材料内应力过大的影响转子原材料存在过大的内应力或自身不平衡，在较高工作温度下运行一段时间后，内应力逐渐释放，可能使转子弯曲变形，影响机组安全稳定运行。

04套装件位移导致的弯曲风险套装转子上套装件偏斜、卡涩和产生相对位移，或汽轮机断叶、强烈振动使套装件和大轴产生位移，都将造成汽轮机大轴弯曲，需在检修中重点检查。04大轴弯曲事故的应急处理措施异常振动的判断与紧急停机操作

异常振动的判断标准启动升速过程中，中速暖机前轴承振动超过0.03mm；过临界转速时轴承振动超过0.10mm或相对轴振动超过0.26mm；运行中轴承振动超过0.03mm或相对轴振动超过0.08mm，或振动变化量超过报警值的25%，均需立即采取措施。

紧急停机触发条件当机组出现轴承振动达到停机值、轴封冒火花、主再热汽温10分钟内下降50℃、相对轴振动大于0.26mm等情况时，必须立即破坏真空紧急停机。

紧急停机操作步骤立即按下“脱扣”按钮或手动操作“遮断手柄”停机，确认主汽门、调门关闭，发电机解列；启动交流润滑油泵，停真空泵并全开真空破坏门；开启汽机本体所有疏水，严密监视上、下缸温差及盘车电流、偏心值等参数。

停机后的关键处置停机后立即投入盘车运行，若轴封摩擦严重，将转子高点置于最高位置并采取闷缸处理；盘车盘不动时严禁强行盘车，应监视转子弯曲度变化，必要时进行定时手动盘车180°。停机后盘车投用与参数监视要点盘车装置的及时投入停机后应立即投入盘车运行，确保转子均匀冷却，防止转子因温度不均产生弯曲。若盘车盘不动时，严禁用吊车强行盘车。盘车异常情况处理当盘车电流较正常值大、摆动或有异音时，应查明原因及时处理。汽封摩擦严重时，将转子高点置于最高位置，采取闷缸处理，关闭汽缸疏水，监视转子弯曲度正常后，再手动盘车180°确认无异常后投入连续盘车。盘车中断后的处理措施因盘车故障暂时不能投用时，应监视转子弯曲度变化。弯曲度较大时，采用定时手动盘车180°，停机6小时内每20分钟一次，6小时后每30分钟一次，12小时后每小时一次，并密切监视TSI偏心表数据。关键参数的持续监视严密监视上、下缸温差（应控制在规定范围内，如不超过50℃）、盘车电流、转子偏心值等参数，严防冷水、冷气进入汽轮机，确保汽轮机与外界系统可靠隔离。连续盘车的时间要求停机后连续盘车不少于2小时，直至汽机上、下缸温差、盘车电流、转子偏心值达到启动条件方可重新启动，启动时需严密监视振动、偏心值等参数。轴封摩擦处理与闷缸操作规范

轴封摩擦的初步判断与处理原则当轴封摩擦严重时，应立即将转子高点置于最高位置，关闭汽缸疏水进行闷缸处理，保持上下缸温差，严密监视转子弯曲度变化。

闷缸操作的关键步骤闷缸期间需关闭汽缸所有疏水门，维持缸内温度稳定，防止冷空气进入加剧转子弯曲。待确认转子弯曲度正常后，再进行手动盘车180°验证。

盘车投入时机与操作要求手动盘车180°确认无异常摩擦后，方可投入连续盘车。若盘车盘不动时，严禁用吊车强行盘车，需持续监视并分析原因。

摩擦消除后的参数监控连续盘车期间需密切关注盘车电流、偏心值及上下缸温差，确保各项参数恢复正常且稳定后方可结束闷缸，准备重新启动。盘车故障时的手动盘车操作要求

手动盘车启动条件当盘车电机过流、汽缸上下温差超过规定值或听到明显金属摩擦声时，应停止连续盘车，改为定期手动盘车。

手动盘车周期与角度停机6小时内每20分钟盘车180°，6小时后每30分钟盘车180°，12小时后每小时盘车180°，确保转子均匀冷却。

转子弯曲度监视要求密切监视TSI偏心表数据，记录偏心度数值、盘车时间和次数，当弯曲度较大时，应优先将转子高点置于最高位置。

禁止强行盘车规定当盘车盘不动时，严禁用吊车强行盘车，应采取闷缸处理，待转子热应力释放、弯曲度正常后再尝试手动盘车。05防止大轴弯曲的技术措施汽缸保温与疏水系统优化

汽缸保温性能要求汽缸保温应保证机组停止后，上下缸温差不超过35℃，最大不超过50℃。需采用保温性能良好的材料，并提高保温工艺质量，防止保温材料裂纹及与汽缸脱落。

疏水系统畅通保障疏水系统应保证畅通，每次大修后应对汽缸疏水用压缩空气吹疏水管。停机后防腐门应全开，停炉时应开放疏水门并注意汽温。疏水联箱标高应高于凝汽器热水井最高点，确保疏水顺畅。

疏水系统设计要点高、低压疏水联箱应分开，疏水管按压力顺序接入联箱并向低压侧倾斜45°。疏水联箱或扩容器需保证在各疏水阀全开时，内部压力仍低于各疏水管内最低压力，冷段再热蒸汽管最低点应设疏水点。启动前条件检查与盘车要求01大轴偏心与晃动值控制冲转前大轴偏心度应小于0.076mm，大轴晃动值不超过原始值的0.02mm，确保转子初始状态正常。02汽缸温差限制高压外缸上、下缸温差不超过50℃，高压内缸上、下缸温差不超过35℃，防止热变形导致动静摩擦。03蒸汽参数要求主蒸汽温度必须高于汽缸最高金属温度50℃，且蒸汽过热度不低于50℃，避免低温蒸汽进入汽轮机。04连续盘车时间规定机组启动前连续盘车时间不少于2-4小时，热态启动不少于4小时，若盘车中断需重新计时，确保转子温度均匀。升速过程中的振动监控标准中速暖机前振动限值机组启动升速至中速暖机前，轴承振动超过0.03mm时，应立即打闸停机，严禁继续升速。临界转速通过振动限值通过临界转速时，轴承振动超过0.10mm或相对轴振动值超过0.26mm，必须立即打闸停机，禁止强行通过或降速暖机。定速后振动监控值机组定速后，轴承振动一般不应超过0.03mm，相对轴振动不超过0.08mm；若振动突然增加报警值的100%，应立即停机。异常振动处理原则启动过程中因振动异常停机后，必须全面检查并连续盘车不少于4小时，确认符合启动条件后方可再次启动，严禁盲目重复启动。热态启动的轴封供汽与真空控制轴封供汽原则：先供汽后抽真空热态启动时，必须先向轴封供汽，后投入抽真空系统。确保轴封系统在真空建立前形成有效密封，防止冷空气从轴封处吸入汽缸，导致转子局部冷却产生热应力。轴封汽源温度匹配要求应根据汽缸金属温度选择匹配的轴封汽源，高压轴封供汽温度需与金属温度相适应，且必须保证至少50℃的过热度。低压轴封汽温度一般控制在121～180℃之间。轴封系统暖管与疏水操作轴封蒸汽管道投入前必须充分暖管，彻底疏放凝结水，防止水或冷汽进入轴封。供汽前应确认疏水门开启，待管道壁温达到要求且无积水后关闭疏水，再投入轴封供汽。真空建立时机与控制要点在轴封供汽参数稳定、确认无冷汽冷水进入汽缸后，方可启动真空泵建立真空。真空度应缓慢提升，避免因抽真空过快导致汽缸内蒸汽急剧膨胀，引发转子热冲击。停机过程中的参数控制要点

蒸汽参数控制：严防汽温骤降与过热度不足停机过程中，主蒸汽、再热蒸汽温度在10分钟内下降幅度不得超过50℃，蒸汽过热度应始终不低于50℃，防止低温蒸汽进入汽轮机导致汽缸收缩变形和动静碰磨。

汽缸温差控制：上下缸温差不超限严密监视汽缸上、下缸温差，确保停机后上下缸温差不超过35℃，最大不超过50℃。通过良好的汽缸保温和疏水措施，防止汽缸受热不均产生过大热应力。

水位及疏水控制：杜绝汽缸进冷汽冷水认真监视除氧器、高低压加热器、凝汽器水位，防止满水或水位异常导致冷汽冷水倒灌汽缸。停机后应立即开启汽机本体所有疏水，并确保疏水系统畅通。

振动及转速控制：过临界转速严禁强行通过停机降速过程中，应严密监视机组振动，过临界转速时轴承振动超过0.10mm或相对轴振动超过0.26mm应立即打闸停机。严禁在振动超标情况下强行降速或维持运行。监测仪表的校验与维护要求

关键监测仪表范围必须确保完好准确的监测仪表包括：大轴弯曲表、振动表、汽缸金属温度表、轴向位移表、差胀表、转速表等。

定期校验制度监测仪表应定期进行校验，严格遵循热工监督条例要求，确保测量数据的准确性和可靠性，为机组安全运行提供有效监测。

大轴偏心度与晃动值监测汽轮机冲转前必须检查大轴偏心度＜0.076mm，大轴晃动值不超过原始值的0.02mm，大修后启动时用千分表在每个轴承挡油环上测量主轴跳动量＜0.0254mm。

振动监测标准启动升速过程中应有专人监视振动，中速以前轴承振动超过允许值（如1500转以前轴瓦振动超过0.04毫米）应打闸停机；过临界转速时轴承振动超过0.1mm应立即打闸停机。06关键操作规范与注意事项严禁强行启动与盲目升速的规定

启动前条件确认要求大轴晃动值不超过原始值0.02mm，高压缸上下缸温差不超过35℃，主蒸汽温度至少高于汽缸最高金属温度50℃且过热度不低于50℃，否则严禁启动。

振动超标紧急停机规定启动升速过程中，中速暖机前轴承振动超过0.03mm，或通过临界转速时轴承振动超过0.10mm（相对轴振动超过0.26mm），必须立即打闸停机，严禁强行通过。

异常停机后重启限制因振动异常停机后，必须全面检查、查明原因，连续盘车不少于4小时且确认符合启动条件后方可再次启动，严禁盲目重复启动。蒸汽参数突变的应急处置流程参数异常判断标准主蒸汽或再热蒸汽温度10分钟内下降超过50℃，或左右蒸汽温差超过42℃，判定为参数突变，需立即启动应急处置。紧急停机操作要点当蒸汽参数达到停机标准时，立即手动打闸停机，破坏真空以缩短惰走时间，同时开启汽机本体及管道所有疏水阀。停机后参数监视