防止汽轮机严重超速措施培训课件

防止汽轮机严重超速措施培训课件CONTENTS目录01汽轮机超速概述02调节保安系统要求03运行管理要求04超速试验规程CONTENTS目录05防超速装置介绍06事故案例分析07维护与检查要点08应急处理与培训01汽轮机超速概述超速的定义与危害

超速的定义汽轮机在运行中，转速超过制造商设定的最大安全转速，即为超速。通常指转速超过额定转速的112％，当超速保护系统未能正常工作导致转速失控时，即构成严重超速。

机械结构损坏风险超速会导致汽轮机叶片承受过大的离心力，可能引起叶片断裂；同时增加轴承磨损，导致轴承过热甚至烧毁，严重时可导致整个机组损坏或轴系断裂。

安全事故风险严重超速可能导致汽轮发电机组爆炸、飞逸等恶性安全事故，威胁操作人员生命安全，历史案例显示超速事故常造成整台机组毁灭性损失。

控制系统失灵后果超速运行可能导致汽轮机控制系统无法正常工作，失去对转速的精确控制，增加运行风险，还可能引发调节系统卡涩、保护装置失效等连锁问题。超速产生的主要原因

控制系统故障汽轮机控制系统若出现故障，如调节阀卡涩、控制器失效、DEH系统逻辑异常等，可能导致调节失灵，进而引起转速失控，产生超速。

机械部件损坏汽轮机内部的关键机械部件，如调速器、叶片、轴承损坏，或主汽门、调速汽门卡涩无法严密关闭，可能导致超速现象的发生。

负荷突变电网负荷的突然变化，如机组甩负荷、发电机与系统解列，汽轮机调节系统响应不及时，易引发转速快速上升，导致超速。

操作失误操作人员误操作或未按规程操作，如超速试验控制不当、强行挂闸、带负荷解列等，也是导致汽轮机超速的常见原因。

保护系统失效超速保护装置如危急保安器拒动、OPC功能未正常投入、转速测量表计失灵等，无法在转速异常时及时触发停机，导致超速事故发生。防止超速的重要性

保障设备安全超速会导致汽轮机叶片、轴承等关键部件承受过大应力，引发叶片断裂、轴承烧毁等机械结构损坏，甚至造成整台机组毁灭性损失。

维护生产稳定防止超速能够确保发电生产流程的连续性和稳定性，避免因设备故障导致的生产中断，保障电力供应的可靠性。

降低经济损失超速事故往往伴随着高昂的维修费用、生产停运损失，通过有效预防措施可显著降低企业运营成本，避免重大经济损失。

保障人员安全严重超速可能导致机组爆炸、飞逸等安全事故，直接威胁操作人员及现场人员的生命安全，是发电厂十大重大恶性事故之一。02调节保安系统要求调节系统静态特性要求

速度变动率标准调节系统静态特性试验中，速度变动率应不大于5％，以确保机组在负荷变化时转速波动在允许范围内。

迟缓率控制指标迟缓率应小于0.2％，保证调节系统对转速变化的响应灵敏，避免因迟缓导致转速失控风险。

甩负荷后转速控制要求在额定参数下，调节系统应能维持汽轮机额定转速稳定运行，甩负荷后需将机组转速控制在危急保安器动作值以下。

新机组及改造后试验要求新投产机组或调节系统重大改造后的机组，必须进行甩负荷试验，已投产未试验机组应创造条件完成试验。汽门关闭性能要求主汽门关闭时间要求手打危急保安器或ETS动作后，主汽门从开始动作到全关的时间应≤0.3s，确保快速切断蒸汽供应，防止超速。调节汽门关闭时间要求调节汽门关闭响应需更迅速，从动作开始至全关时间应≤0.4s，保障对转速的即时控制，避免转速飞升。严密性与无卡涩要求自动高压主汽门、中压主汽门及调节汽门应能快速关闭严密，无卡涩现象，活动试验性能良好，确保在超速时可靠切断汽源。超速保护控制（OPC）功能

01OPC功能的定义与核心作用超速保护控制（OPC）是汽轮机数字电液控制系统（DEH）的关键组成部分，当检测到转速异常升高接近危险值时，迅速动作以限制转速，防止超速事故发生，是汽轮机超速防护的第一道防线。

02OPC功能的主要触发条件通常当汽轮机转速达到额定转速的103%~105%时，OPC系统自动触发；此外，在甩负荷等工况下，转速快速飞升时也会激活OPC功能，及时抑制转速过度上升。

03OPC功能的动作机制OPC动作时，立即关闭高中压调节汽门，切断蒸汽进汽，待转速降至安全范围后，再根据控制逻辑逐步开启调节汽门，恢复正常运行，实现对转速的快速、精准控制。

04OPC功能的试验与维护要求机组大修后、甩负荷试验前及定期维护中，必须进行OPC超速保护试验，确保其动作准确可靠。运行中需严密监视OPC系统状态，发现异常立即处理，严禁在OPC功能失效情况下运行机组。数字式电液控制系统（DEH）要求

完善的机组启动逻辑DEH应设有完善的机组启动逻辑，确保启动过程安全有序，满足汽轮机在不同工况下的启动需求。

严格的限制启动条件DEH需具备严格的限制启动条件，如转速、压力、温度等关键参数需达到规定值方可启动，保障设备安全。

电液伺服阀性能要求电液伺服阀性能必须符合要求，运行中应严密监视其状态，确保不卡涩、不泄漏且系统稳定，发现问题及时处理或更换。

专业人员掌握控制逻辑汽轮机专业人员必须熟知DEH的控制逻辑、功能及运行操作，并参与系统改造方案确定及功能设计，确保系统实用、安全、可靠。03运行管理要求超速保护装置投入规定

机组启动与运行的基本要求机组各种超速保护均应正常投入运行，超速保护不能可靠动作时，禁止机组启动和运行。

重要监视表计的有效性要求机组重要运行监视表计，尤其是转速表，显示不正确或失灵，严禁机组启动；运行中无有效监视手段时，必须停止运行。

严禁强行挂闸规定在任何情况下绝不可强行挂闸，防止因保护装置失效或未正常投入导致超速风险。

转速监测装置配置要求汽轮发电机组轴系应安装两套转速监测装置，并分别装设在不同的转子上，确保转速监测的可靠性。监视表计与油质监督转速表计的准确性要求机组重要运行监视表计，尤其是转速表，显示不正确或失灵，严禁机组启动。运行中的机组，在无任何有效监视手段的情况下，必须停止运行。转速表计的校验与维护试验前监视盘表计及各种转速表均需经校验合格。汽轮发电机组轴系应安装两套转速监测装置，并分别装设在不同的转子上。润滑油质的基本要求主机润滑油和抗燃油油质应合格，在油质及清洁度不合格时，严禁机组启动。汽轮机主机油净化装置、抗燃油再生及过滤装置应投入连续运行。油质监督与维护措施机组运行中加强对油质的监督，定期进行油质化验分析，确保油质合格。轴封供汽压力自动调节应正常投入，控制轴封压力不可太高，防止蒸汽进入轴承箱内，造成油中进水。轴封与蒸汽品质控制

轴封供汽压力自动调节要求轴封供汽压力自动调节应正常投入，控制轴封压力不可太高，防止蒸汽进入轴承箱内，造成油中进水，影响油质和调速系统部件功能。

蒸汽品质监督与汽门维护加强对蒸汽品质的监督，当汽水品质较差时，应适当增加主汽门、调门的活动次数和活动行程范围，防止门杆结垢导致卡涩。

汽门卡涩处理原则运行中发现主汽门、调门卡涩时，要及时消除卡涩；主汽门卡涩不能立即消除时，必须停机处理，严禁带病运行。正常停机操作规范停机前的准备与检查停机前应做主汽门、调速汽门活动试验，确保动作正常；检查各保护装置及转速表计完好，润滑油质、油温符合要求。停机操作核心流程应先打闸停机，确认有功功率降至零后，采用逆功率保护解列发电机，严禁带负荷解列；停机过程中严格执行旁路系统投入规程。停机后的检查与确认打闸后检查主汽门、调门、高排逆止门及各抽汽逆止门关闭严密，确认VV阀、BDV阀正常开启；记录惰走曲线及相关参数。特殊情况处理要求若停机后转速异常上升，立即关闭电动主汽门及抽汽供汽门，开启真空破坏门；母管制机组需检查抽汽逆止门关闭严密性。04超速试验规程超速试验的基本条件试验时机要求

新机安装或机组A级检修后、停机一个月以上再启动、甩负荷试验前、危急保安器解体或调整后、运行2000h（可用充油试验代替）后必须做超速试验。暖机及参数控制

冷态启动机组应带额定负荷25％及以上运行3～4h暖机，试验时主蒸汽压力宜取40％额定值，避免高参数下进行以防调门瞬间开大导致严重超速。前置试验验证

试验前必须先验证OPC超速保护和手动脱扣装置动作正常，确保危急保安器拒动时能实现紧急停机。监视与人员要求

监视盘表计及转速表需校验合格，试验时机头和操作盘需专人监视控制，无关人员禁止在机头停留，严禁无关人员操作设备。试验前的准备工作试验条件确认冷态启动机组应带额定负荷25%及以上运行3-4h暖机，主蒸汽压力宜控制在额定值的40%，确保转子温度满足试验要求。保护装置测试试验前必须先测试OPC超速保护和手动脱扣装置，确保动作正常，危急保安器动作转速设定为额定转速的110%-111%。监视仪表校验确认转速表、压力表等所有监视表计经校验合格，集控室与现场均需配备可靠的转速监视手段，防止无有效监视启动。人员与安全措施试验需总工程师和汽机专工现场指挥，明确专人监视转速及振动参数，无关人员禁止在机头停留，制定紧急停机预案。试验操作步骤与注意事项试验前准备工作冷态启动机组需带额定负荷25%及以上运行3-4h暖机，然后降至空负荷并与电网解列；主蒸汽和再热蒸汽压力宜取40%额定值，确保OPC超速保护和手动脱扣装置动作正常。升速操作规范试验升速应平稳，严禁在超速状态下停留；危急保安器动作转速为额定转速的110%-111%，升至3330转/分时若拒动，立即手动脱扣紧急停机。安全防护要求试验时仅允许试验人员在机头和操作盘监视控制，无关人员禁止在机头周围停留；监视盘表计及各转速表需经校验合格，确保数据准确。异常情况处理转速超过112%额定转速且保护不动作时，立即打闸停机；发现汽门卡涩等缺陷，消除前须制定防止超速安全措施，必要时加装快速关断阀。危急保安器动作转速规定

标准动作转速范围危急保安器动作转速一般设定为额定转速的110％～111％。

典型动作转速值当机组额定转速为3000转/分时，危急保安器动作转速通常设定为3300转/分至3330转/分。

拒动应急处置当机组转速升至3330转/分而危急保安器拒动时，应立即手动脱扣紧急停机。05防超速装置介绍机械式飞锤装置01装置结构与核心原理机械式飞锤装置是汽轮机超速保护的关键机械部件，通常安装于汽轮机主轴或增速器轴上。其核心原理是利用离心力与弹簧力的平衡关系，当转速超过设定阈值时，飞锤在离心力作用下克服弹簧约束力飞出，触发切断蒸汽供应的紧急停机机构。02动作阈值与典型参数飞锤动作转速一般设定为额定转速的110%~112%，例如3000r/min额定转速机组的飞锤动作值通常在3300~3360r/min之间。该阈值需根据机组设计特性进行精确校准，确保既不发生误动作，又能在超速风险时可靠触发。03安装与维护关键要求安装时需确保飞锤与主轴的同心度，避免因振动导致误触发；定期检查弹簧弹性系数、飞锤磨损情况及卡涩风险，运行2000小时或大修后需进行动作试验，确保飞锤行程、复位力及响应时间符合制造商标准。04与其他保护装置的协同作用作为独立的机械保护手段，飞锤装置与电子超速保护（OPC）、危急遮断系统（ETS）形成多重防护。当电子保护失效时，飞锤装置可通过纯机械动作实现最后一道超速防护，如某电厂1999年事故中，飞锤装置成功动作避免了机组毁灭性损坏。电子控制系统

系统组成与核心功能电子控制系统主要由转速传感器、计算机处理单元、执行机构等组成，利用传感器实时监测转速，通过计算机算法进行分析处理，输出控制信号调节汽轮机进气量，确保转速稳定在安全范围。

DEH系统的关键作用数字式电液控制系统（DEH）设有完善的机组启动逻辑和严格的限制启动条件，能精确控制汽轮机转速，其超速保护控制（OPC）功能可在转速异常时快速动作，防止超速事故。

电液伺服阀的性能要求电液伺服阀性能必须符合要求，运行中需严密监视其状态，确保不卡涩、不泄漏且系统稳定。大修时要进行清洗、检测等维护，发现问题及时处理或更换，备用伺服阀需按制造商要求妥善保管。

可靠性保障措施系统需定期进行静态试验或仿真试验，确认调节功能正常。重要监视表计如转速表必须准确，否则严禁机组启动和运行，同时要强化对油质、蒸汽品质的监督，防止对电子控制元件造成损害。液压调节器

工作原理液压调节器通过调节油压来控制汽轮机的进气量，从而有效控制转速，防止超速现象发生。

核心功能实时响应转速变化，动态调整油压力，进而调节调速汽门开度，维持汽轮机在设定转速范围内稳定运行。

关键组件主要由液压伺服机构、压力传感器、油动机等组成，各组件协同工作实现对转速的精确控制。

运行特性具有响应速度快、调节精度高、稳定性好等特点，能适应汽轮机不同工况下的转速调节需求。抽汽逆止门与高排逆止门功能与重要性抽汽逆止门与高排逆止门能有效防止蒸汽倒流，避免汽轮机因反向进汽导致超速。当汽轮机甩负荷或停机时，逆止门应迅速关闭，切断蒸汽源，是防超速的关键屏障。技术要求危急保安器动作后，各抽汽逆止门及高排逆止门应联动关闭且关闭严密。抽汽供热机组必须设置能快速关闭的抽汽截止门，逆止门布置应靠近抽汽口。操作与维护要点坚持按规程定期进行抽汽逆止门活动试验，防止卡涩。发现逆止门存在缺陷无法消除时，禁止使用该段抽汽运行。停机打闸后需检查逆止门关闭严密性。事故案例警示1991年某电厂50MW机组停机时，因未关闭工业抽汽隔离门且逆止门保护未投入，导致蒸汽倒流引发轴系断裂；1999年某地方电厂因抽汽逆止门故障未能关闭，造成机组严重超速损坏。06事故案例分析保护失效导致的超速事故

危急保安器拒动案例1984年7月，江西某电厂50MW汽轮机，因危急保安器拒动缺陷未消除、调节汽门严重漏汽，仍强行起动，甩负荷时转速升至4700r/min，造成毁机事故。

转速失去监视案例1999年辽宁某电厂200MW机组，主油泵轴与汽轮机主轴联轴器失效，转速失控且无监视手段下再次起动，导致轴系断裂，瓦块飞出厂房。

抽汽逆止门故障案例1991年某电厂50MW机组停机时，未关闭工业抽汽热网电动隔离门且逆止门联锁未投入，打闸后逆止门未关，热网蒸汽倒流引发严重超速，造成轴系断裂。

保护未投入案例1987年某电厂200MW机组轴向位移保护动作跳闸后，未查明原因即解除保护强行启动两次，导致设备严重损坏和事故扩大。操作失误引发的超速事故

启动阶段操作失误案例1984年7月，江西某电厂50MW汽轮机，在危急保安器拒动缺陷未消除、调节汽门严重漏汽情况下，采用主汽门旁路门强行起动，甩负荷过程中超速至4700r/min，造成毁机事故。运行中监视与操作不当案例1999年辽宁某电厂200MW机组，主油泵轴与主轴齿型联轴器失效后，在机组转速失去控制且无任何转速监视手段的情况下再次起动，导致轴系断裂。停机操作违规案例某电厂非紧急停机时，手动打闸后未确认有功功率到零即解列发电机，发现转速升至3654r/min，因中压主汽门和调门未关闭，导致高、中压转子永久性弯曲。试验操作不规范案例某电厂200MW机组检修后，未按规程在启动过程中做超速试验，而在停机时利用锅炉蓄热进行，升速中高压转子振动剧增，导致转子塑性弯曲。设备缺陷相关的超速事故

01调节系统故障导致超速汽轮机控制系统若出现故障，如调节阀卡涩、控制器失效等，可能导致调节失灵，进而引起转速失控，产生超速。例如，调节系统静态特性试验不符合设计要求，速度变动率大于5％或迟缓率大于0.2％，均可能引发超速风险。

02保护系统失效引发超速超速保护装置如磁阻式速度传感器故障、危急保安器拒动等，无法及时发出停机指令，可导致严重超速。如1984年江西某电厂50MW汽轮机，因危急保安器拒动缺陷未消除，机组强行起动后甩负荷时严重超速至4700r/min，造成毁机事故。

03机械部件损坏造成超速汽轮机内部关键机械部件，如调速器、叶片、主汽门或调速汽门损坏、卡涩，可能导致超速。例如，主汽门、调速汽门关闭不严或卡涩，在甩负荷时无法切断蒸汽供应，导致转速飞升。1999年辽宁某电厂200MW机组因主油泵轴与汽轮机主轴间齿型联轴器失效，转速失去控制引发轴系断裂事故。

04逆止门故障导致超速抽汽逆止门、高排逆止门关闭不严或联动失效，会造成蒸汽倒流，引起汽轮机超速。如1991年某电厂50MW机组停机时，未关闭工业抽汽热网电动隔离门且逆止门联锁未投入，导致热网蒸汽倒流，引起机组严重超速，造成轴系断裂。07维护与检查要点定期维护计划调节系统定期检查定期检查调节系统各部件，确保调节阀无卡涩、控制器工作正常，速度变动率不大于5％，迟缓率小于0.2％。超速保护装置校验定期对超速保护装置进行校验，包括飞锤式、液压式或电子式传感器，确保危急保安器动作转速在额定转速的110％～111％范围内。汽门严密性与活动试验按规程定期进行主汽门、调速汽门严密性试验，确保主汽门关闭时间≤0.3s，调节汽门≤0.4s；定期做汽门活动试验，防止门杆卡涩。油质监督与净化定期化验润滑油和抗燃油油质，确保油质合格；主机油净化装置及抗燃油再生过滤装置投入连续运行，防止油中进水或杂质导致部件卡涩。转速表计校验定期校验转速表等重要监视表计，确保显示准确，防止因表计失灵导致超速无法及时发现，运行中无有效监视手段时必须停机。调节系统检查与校验

静态特性试验要求调节系统静态特性试验需符合设计要求，速度变动率不大于5％，迟缓率应小于0.2％，确保在额定参数下能维持机组稳定运行并控制甩负荷后转速在危急保安器动作值以下。

动态特性与甩负荷试验新投产或调节系统重大改造后的机组必须进行甩负荷试验，已投产未进行的需创造条件完成。甩负荷后动态飞升转速一般要求不超过额定转速的8%，并能保持空负荷运行。

汽门严密性与关闭时间测试主汽门、调速汽门应关闭严密，严密性试验在额定参数下稳定转速最高不超过1000转/分；关闭时间要求主汽门≤0.3s，调节汽门≤0.4s，确保紧急情况下快速切断蒸汽。

定期活动与卡涩预防坚持按规程定期进行高中压主汽门、调门及抽汽逆止门活动试验，正常运行时每天做自动主汽门活动试验，每周变负荷30%以活动调速汽门，防止门杆卡涩。油质管理与净化油质合格标准与重要性主机润滑油和抗燃油油质必须合格，油质及清洁度不合格时严禁机组启动。油质恶化会导致调节部套卡涩、伺服阀失灵，是引发超速事故的重要隐患。油净化装置的运行要求汽轮机主机油净化装置、抗燃油再生及过滤装置应投入连续运行，确保油质持续符合标准，防止油中进水、杂质超标导致控制系统故障。油质监督与定期化验运行中需加强对油质的监督，定期进行油质化验分析，包括水分、颗粒度、酸值等关键指标，发现异常及时处理，确保油系统清洁稳定。防止油中进水的措施轴封供汽压力自动调节应正常投入，控制轴封压力不可过高，防止蒸汽进入轴承箱内造成油中进水；定期对主油箱放水和冷油器查漏，消除潜在水源。阀门活动试验与严密性检查

定期活动试验要求坚持按规程要求定期进行高中压主汽门、调门及抽汽逆止门活动试验，防止门杆卡涩。当某一段抽逆止门存在缺陷时，应立即消除，若无法消除时禁止使用该段抽汽运行。汽门严密性试验标准高、中压主汽门、调速汽门开关应灵活，严密性试验合格。机组A级检修后，甩负荷试验前必须做汽门严密性试验。主汽门和调速汽门单独关闭