防止汽轮机超速技术措施A培训课件

防止汽轮机超速技术措施A培训课件CONTENTS目录01汽轮机超速事故概述02汽轮机超速的成因分析03超速保护系统配置04防止超速的技术要求CONTENTS目录05关键设备维护措施06运行操作规范07试验与校验要求08应急处置与预防管理01汽轮机超速事故概述汽轮机超速的定义与危害

01汽轮机超速的定义汽轮机超速是指汽轮机转速超过危急保安器动作转速或因转速失控使汽轮机转速超过危急保安器动作转速后继续飞升的现象，通常指转速超过额定转速的110%及以上。

02转动部件损坏风险超速时离心力过大，可能导致叶片断裂、叶轮松动、大轴弯曲甚至断裂，如某电厂50MW机组超速至4700r/min导致毁机事故。

03动静部分摩擦与设备报废转速异常升高会引发汽轮机动静部分严重摩擦，推力支承轴承碎裂，甚至因油压升高导致油系统着火，造成机组报废性事故。

04人员伤亡与次生灾害高速旋转部件飞出可能造成人员伤亡，同时油系统着火等次生灾害会扩大事故影响，如广东某自备电厂超速至7800r/min导致一人死亡。典型超速事故案例分析保护失效强行启动案例

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，发电机甩负荷后转速飙升至4700r/min，造成毁机事故。转速失控无监视启动案例

1999年辽宁某电厂200MW机组，主油泵轴与汽轮机主轴间齿型联轴器失效，机组转速失去控制，且在无任何转速监视手段下再次起动，导致轴系断裂事故。带负荷解列超速案例

1990年1月河北某电厂50MW机组，锅炉灭火后恢复过程中汽包满水，带24MW负荷解列时调节汽门和自动主汽门未能关闭，转速急速飞升达4000r/min以上，轴系断为11段。主汽门卡涩带缺陷运行案例

1993年11月甘肃某电厂25MW抽汽机组，主汽门存在门杆弯曲、卡涩、关不严等缺陷未彻底消除，带负荷解列时自动主汽门卡涩，转速飞升至4200r/min以上，轴系断裂为8段。事故后果与影响范围设备直接损坏汽轮机超速会因离心力过大导致转动部件损坏，严重时造成大轴断裂、推力支承轴承碎裂、叶片断裂，汽轮机动静部分严重摩擦，甚至机组报废。次生灾害风险超速可能引发油压升高，造成机组油系统着火，还可能因设备损坏导致蒸汽泄漏等次生事故，扩大事故影响范围。人员安全威胁高速旋转部件断裂飞出可能造成人员伤亡，如广东某自备电厂机组超速至7800r/min，曾导致一人死亡的严重后果。生产运营中断事故会导致机组停运，电力生产中断，影响供电稳定性，同时设备修复需大量时间和资金，造成巨大经济损失。02汽轮机超速的成因分析调节系统故障因素

调节汽门卡涩或关闭不严自动主汽门、调速汽门、旋转隔板、抽汽逆止门等关键阀门因结垢、机械杂质或部件磨损，可能出现卡涩或关闭不严密，导致蒸汽流量失控，引发超速。

调节系统迟缓率与速度变动率异常调节系统迟缓率过大，会导致转速响应滞后；速度变动率超过5%或同步器上限过高，甩负荷时易使转速超出危急保安器动作范围，影响系统稳定性。

油质劣化或油系统故障汽轮机油中混入机械杂质、水或发生乳化，会造成调速系统部套动作失常；油动机过开卡涩、伺服阀卡涩泄漏等问题，直接影响调节精度，增加超速风险。

抽汽逆止门及供热电动门失效抽汽逆止门联锁动作不可靠、关闭不严，或抽汽供热电动门泄漏，可能导致蒸汽倒流进入汽轮机，造成转速异常升高，尤其在甩负荷或停机过程中风险突出。保护系统失效原因危急保安器故障危急保安器反应迟钝或滑阀卡涩，如重锤或飞环导杆卡涩、动静部件不同心、弹簧受力时发生过大径向变形等，影响保护效果。转速测量装置异常转速表显示不正确或失效，或DEH的转速传感器安装位置不当、存在故障，导致无法准确监测转速，影响保护动作。保护逻辑与软件缺陷DEH系统控制逻辑不完善，如超速保护触发条件设置错误；或软件存在漏洞，导致超速保护功能无法正常实现。保护装置电源问题DEH和TSI电源失去时，超速保护装置无法正常工作，禁止机组启动和运行，这是保护系统失效的重要原因之一。运行操作不当问题

油质管理不善导致调节部件卡涩使用劣质油或标号不符的油且未经化验即加入主油箱运行，轴封压力设置过大导致油中进水，会引发调节和保护部件卡涩，影响调速系统正常动作。

同步器调整超出规定范围同步器手动或电动调整时加减负荷超出规定范围，可能导致机组甩负荷后转速急剧上升，引发超速事故，需严格按规程操作。

带负荷解列操作违规正常停机时，未先检查有功功率到零、千瓦时表停转或逆转就将发电机与系统解列，严禁带负荷解列，否则易因蒸汽能量无法释放导致转速飞升。

超速保护装置未正常投入运行中未将各种超速保护正常投入，或在保护不能可靠动作时仍强行启动、运行机组，如1984年江西某电厂50MW机组因危急保安器拒动缺陷未消除强行起动导致毁机事故。油质与蒸汽品质影响01透平油与抗燃油质要求透平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。每周需对油质进行化验监督，每月进行一次主油箱放水，不合格时立即过滤，防止油质劣化导致调速系统锈蚀卡涩。02油系统污染危害案例2007年某电厂600MW机组因EH油系统油质清洁度不合格，导致伺服阀卡涩，引发给水泵汽轮机低压调门突关故障；另有机组因调节汽门漏汽导致抗燃油高温劣化，造成活塞杆与轴套卡死。03蒸汽品质监督标准必须严格执行汽水品质标准，防止蒸汽带盐使主汽门杆、调速汽门杆及抽汽逆止门杆结垢，导致阀门卡涩。当汽水品质较差时，应增加汽门活动次数和行程范围。04油质与蒸汽品质协同控制轴封供汽压力自动调整应正常投入，防止压力过高导致蒸汽进入轴承箱造成油中进水。同时加强油净装置和抗燃油再生过滤装置的连续运行，确保油质与蒸汽品质双重达标。03超速保护系统配置机械超速保护装置

装置核心组成与原理机械超速保护装置主要包含飞锤式、飞环式等传感器，基于离心力原理监测转速。当转速超过设定阈值时，通过机械结构触发危急保安器动作，切断蒸汽供应，实现紧急停机。

动作转速标准与校验要求危急保安器动作转速通常设定为额定转速的110±1%（如3000r/min机组对应3300-3330r/min）。新装、大修后、运行2000小时（可用充油试验代替）或调整后必须进行提升转速试验，确保动作可靠。

独立冗余设计要求机械液压型调节系统汽轮机应设置两套就地转速表，配备独立变送器（传感器），分别安装于转子轴向不同位置，确保转速监测无单点失效风险，保障保护系统独立性与可靠性。

定期试验与维护规范每月需进行危急保安器充油试验，大修后必须进行静态试验或仿真试验。运行中若发现飞锤/飞环卡涩、弹簧失效等缺陷，应立即停机处理，禁止机组在保护装置不可靠状态下运行。电超速保护系统

电超速保护系统构成电超速保护系统通常包含转速传感器、数字式电液控制系统（DEH）中的超速保护逻辑、电超速保护（OPC）及危急遮断系统（ETS）等，形成多重防护。

电超速保护动作阈值电超速保护动作转速一般设定为额定转速的110%±1%，例如额定转速3000r/min的机组，动作转速通常为3300r/min-3330r/min，确保在危急保安器动作前提供快速保护。

电超速保护功能要求电超速保护功能应符合设计要求并正常投入，当转速达到触发条件时，能迅速关闭高、中压调门等，将转速控制在安全范围。调速系统、DEH系统、TSI系统有关超速保护的部分经过检修或调整后必须进行超速试验。

电超速保护与机械超速保护的配合电超速保护作为机械超速保护（危急保安器）的前置保护，两者需独立设置、可靠联动，机械超速保护动作转速一般为额定转速的110%±1%，形成双重防线，防止单一保护失效导致超速事故。DEH系统保护逻辑超速保护触发条件DEH系统通过软件逻辑设定转速触发条件，当转速达到额定转速的103%（如3090r/min）或110%（如3300r/min）时，超速保护OSP信号被触发。电液伺服阀性能要求电液伺服阀性能必须符合要求，运行中需严密监视其状态，确保不卡涩、不泄漏且系统稳定；大修中需进行清洗、检测，发现问题及时处理或更换。启动逻辑与限制条件DEH系统应设有完善的启动逻辑和严格的限制启动条件，确保机组在满足安全要求的前提下启动；汽机专业人员必须熟知其控制逻辑、功能及运行操作。超速试验相关逻辑调速系统、DEH系统有关超速保护部分经过检修或调整后必须进行超速试验；机械超速试验时，DEH电气超速保护功能自动作为后备，动作转速通常设为3400r/min。TSI系统监测功能

转速监测与保护触发TSI系统通过独立传感器实时监测汽轮机转速，当转速达到额定转速110%±1%（如3300-3330r/min）时，立即触发超速保护动作，确保机组安全。

多传感器冗余配置系统采用至少两套独立转速传感器，分别安装于转子轴向不同位置，实现数据交叉校验，防止单一传感器失效导致监测失灵。

关键参数实时监控除转速外，TSI系统同步监测轴向位移、振动、轴承温度等关键参数，当振动值达0.254mm时联动触发停机保护，避免设备损坏。

与DEH系统协同控制TSI系统将监测数据实时传输至DEH系统，实现超速保护与调节系统的快速响应联动，确保甩负荷等工况下转速控制在安全范围。04防止超速的技术要求调节系统性能标准额定工况稳定性要求在额定蒸汽参数下，调节系统应能维持汽轮机在额定转速下稳定运行，甩负荷后能将机组转速控制在危急保安器动作转速以下。静态特性参数标准调节系统静态特性试验应符合设计要求，速度变动率不大于5％，迟缓率应≤0.2%。动态响应能力要求电液伺服阀（包括各类型电液转换器)的性能必须符合要求，运行中要严密监视其运行状态，确保不卡涩、不泄漏和系统稳定。检修后试验要求机组大修后必须按规程要求进行汽轮机调节系统的静止试验或仿真试验，确认调节系统工作正常，存在卡涩或工作不正常时严禁启动。保护装置投用规定超速保护装置强制投用原则所有超速保护装置必须正常投入运行，当超速保护不能可靠动作时，严禁机组启动和继续运行。保护装置检修后试验要求调速系统、DEH系统、TSI系统中涉及超速保护的部分经过检修或调整后，必须进行超速试验，确认保护功能正常。保护装置退出与投用管理汽轮发电机组、锅炉等主辅设备从热备用转冷备用后，方可进行保护装置的退停操作；从冷备用转热备用前，必须确保所有保护装置已正常投入。禁止强行挂闸规定在任何情况下，严禁强行挂闸；当汽机保护直流电源失去时，禁止机组启动。监视表计可靠性要求

转速表显示有效性要求机组重要运行监视表计，尤其是转速表，显示不正确或失效时，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。

转速测量装置配置规范机械液压型调节系统的汽轮机应有两套就地转速表，有各自独立的变送器（传感器），并分别装设在沿转子轴向不同的位置上。DEH的转速传感器也应分别装设在沿转子轴向不同的位置上，转速显示表计应有两套以上。

表计校验与维护要求试验前监视盘表计及各种转速表均经校验合格。运行中应确保转速表等重要监视表计处于良好工作状态，发现异常及时处理。油质与清洁度控制

油质合格的硬性要求透平油和抗燃油的油质必须符合标准，在油质及清洁度不合格的情况下，严禁机组起动，以防调速系统部件锈蚀卡涩。

油质监督与维护措施每周对油质进行化验监督，并进行一次主油箱放水；油质不合格时应立即对油进行过滤，确保调节部套动作灵活。

EH油系统过滤装置运行要求保证正常运行时EH油系统的过滤装置连续运行，防止油中机械杂质、水或油质乳化造成调速系统动作失常。

伺服阀维护与管理电液伺服阀性能必须符合要求，运行中严密监视其状态，不卡涩、不泄漏；大修中进行清洗检测，备用伺服阀按制造厂要求妥善保管。05关键设备维护措施主汽门与调门维护

汽门严密性试验要求机组大修后、甩负荷试验前必须进行汽门严密性试验，确保主汽门、调门关闭严密，防止蒸汽泄漏导致超速。试验时应维持凝汽器真空正常，注意轴向推力及推力瓦温度变化。

定期活动试验规定高压主汽门、中压主汽阀及中压调节阀应每月进行一次阀门活动试验，防止门杆卡涩。运行中发现主汽门卡涩无法立即消除时，必须停机处理。

关闭时间测试标准机组大修后需进行汽门关闭时间测试，自动主汽门关闭时间应≤0.5秒，确保超速时能迅速切断汽源，保障机组安全。

蒸汽品质监督措施加强蒸汽品质监视化验，防止蒸汽带盐导致汽门阀杆结垢卡涩。当汽水品质较差时，应增加主汽门、调门活动次数和行程范围。抽汽逆止门检查要求

定期关闭试验要求每月需进行一次抽汽逆止门关闭试验，确保其动作可靠。每次大小修结束后，必须测定抽汽逆止门关闭时间，不合格的阀门严禁启机。

严密性与联锁检查抽汽逆止门应严密，联锁动作可靠，必须设置能快速关闭的抽汽截止门，防止抽汽倒流引起超速。停机时需检查各抽汽逆止门电动关闭是否严密。

缺陷处理原则当某一段抽汽逆止门存在缺陷时，应立即消除；若无法消除，禁止使用该段抽汽运行，避免因逆止门故障导致蒸汽倒流引发超速风险。伺服阀与油系统维护

伺服阀性能要求与运行监视电液伺服阀性能必须符合要求，否则不得投入运行。运行中要严密监视其运行状态，确保不卡涩、不泄漏且系统稳定。

伺服阀检修与备用管理大修中需对伺服阀进行清洗、检测等维护工作，发现问题及时处理或更换。备用伺服阀应按照制造厂要求条件妥善保管。

油质监督与过滤要求透平油和抗燃油油质应合格，油质及清洁度不合格时严禁机组启动。正常运行时EH油系统过滤装置需连续运行，每周对油质进行化验监督。

油系统污染防控措施加强轴封供汽压力控制，防止蒸汽进入轴承箱导致油中进水。定期进行主油箱放水，防止油质劣化引起调速系统锈蚀卡涩。转速传感器校验校验必要性与标准转速传感器是汽轮机转速监测的核心部件，其准确性直接影响超速保护系统可靠性。校验需确保测量误差在±0.1%额定转速范围内，响应时间≤10ms。校验周期与时机正常运行机组每6个月进行一次离线校验；大修后、传感器更换或系统故障修复后必须进行校验。2026年大修机组需在启动前完成传感器校验并出具报告。校验方法与步骤采用标准转速发生器模拟0-120%额定转速信号，分别测试传感器在3000r/min（额定）、3300r/min（OPC动作值）、3360r/min（危急保安器动作值）的输出信号，与标准值比对偏差应≤±1r/min。校验不合格处置校验发现传感器示值超差、信号丢失或波动超标时，立即更换备用传感器，禁用不合格传感器。更换后需重新进行系统联调，确认DEH、TSI系统转速显示一致。06运行操作规范机组启动操作要点

启动前保护装置检查确认所有超速保护装置（危急保安器、电超速保护等）均正常投入，保护动作可靠，否则严禁启动机组。

监视表计校验要求机组重要运行监视表计，尤其是转速表，显示必须准确且有效，未校验或失效时严禁启动。

油质及清洁度控制透平油和抗燃油油质及清洁度需合格，油质不合格时严禁机组启动，防止调速系统卡涩。

调节系统静态试验机组大修后必须按规程进行调节系统静态试验或仿真试验，确认调节系统工作正常，存在卡涩时严禁启动。

启动过程转速控制冲转后控制系统应能维持转速稳定，若无法维持则立即停止启动，待故障消除后方可重新启动。停机与解列操作流程

停机前准备与检查汽轮机组在打闸停机前，必须试运交直流润滑油泵，确认完好，润滑油系统联锁投入；同时检查汽轮机的抽汽电动阀、抽汽逆止阀、供汽隔离阀状态正常。

打闸操作规范打闸前只启动交流润滑油泵，无特殊情况不得启动高压油泵；打闸后应检查转速下降，并注意各转速显示一致；除远方停机按钮外，必须到现场手动按就地危急保安器紧急停机按钮。

解列时机与操作要求停机后，检查有功功率是否到零，千瓦时表停转或逆转以后，再将发电机与系统解列，或采用逆功率保护动作解列；严禁带负荷解列，以防转速急剧飞升。

停机后安全确认手动按紧急停机按钮后，必须检查复位油压、安全油压、启动油压到零，如有油压需手动关紧自动主汽门；确认高排逆止门、各抽汽逆止门关闭严密，转速正常下降。负荷调整与控制要求严禁带负荷解列操作正常停机时，必须先打闸，检查有功功率到零、千瓦时表停转或逆转后，方可将发电机与系统解列，严禁带负荷解列。负荷波动时汽门卡涩处理升负荷过程中若判断为汽门卡涩导致负荷升不上去，应先减负荷后增负荷进行汽门活动；运行中主汽门卡涩无法立即消除时，必须停机处理。甩负荷工况旁路系统控制机组甩负荷或事故状态下，必须开启旁路系统，尤其是低压旁路；再次启动时，再热蒸汽压力不得大于制造厂规定值，防止蒸汽倒流引发超速。旁路系统投用规定

正常启停过程中投用要求在机组正常启动或停机过程中，应严格按运行规程要求投入汽轮机旁路系统，尤其是低压旁路，以确保蒸汽参数稳定过渡。

甩负荷及事故状态下投用要求在机组甩负荷或事故状态下，旁路系统必须开启，防止因蒸汽压力骤升导致汽轮机超速；机组再次启动时，再热蒸汽压力不得大于制造厂规定的压力值。

旁路系统失效案例警示1993年广东某电厂300MW机组甩负荷时，因低压旁路未投联锁未能开启，中压主汽门和调节汽门卡涩，导致转速17秒内升至4207r/min，手动开启低压旁路后转速才得以控制。07试验与校验要求超速试验条件与流程

试验适用情形新安装或大修后、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2000小时（可用充油试验代替）后必须进行超速试验。

试验前必备条件DEH、ETS、TSI系统正常；机组带25%额定负荷运行4小时，转子温度超脆性转变温度；主汽门和调门严密性试验合格；手动遮断、喷油、AST通道试验合格；汽缸夹层加热退出，直流油泵运行。

试验操作流程试验前确认转速表指示一致，专人监视；以25%额定负荷暖机3-4小时后解列；升速至危急保安器动作转速（额定转速的110±1%），记录动作值；若转速达3360r/min未动作，立即手动打闸停机。

安全注意事项试验时主汽压力≤5MPa，温度高于汽缸金属温度50-100℃；两次动作转速差不超过额定转速的0.6%；出现调节汽门大幅晃动或振动达0.254mm时立即停机。汽门严密性试验试验目的与重要性汽门严密性试验旨在验证主汽门、调速汽门在关闭状态下的密封性，防止因汽门泄漏导致汽轮机超速。试验不合格将直接影响机组安全，严禁启动。试验执行要求机组A级检修后、甩负荷试验前必须进行汽门严密性试验。正常运行时应每年进行一次，试验时需维持凝汽器真空正常，密切关注轴向推力及推力瓦温度变化。试验合格标准在额定蒸汽参数下，汽门关闭后汽轮机转速应能降至1000r/min以下；或在主蒸汽压力为额定值50%时，转速不超过1500r/min。试验注意事项试验过程中应避免在临界转速附近长时间停留，若发现汽门卡涩或关闭不严，必须立即停机处理，严禁带缺陷运行。危急保安器试验规范

试验适用情形新机安装或机组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。

试验前准备条件冷态启动机组应带额定负荷25%及以上运行3～4h暖机；主蒸汽和再热蒸汽压力尽量取低值（宜在主蒸汽压力为40％额定值下）；试验前需先试验OPC超速保护和手动脱扣装置动作正常。

动作转速与操作要求危急保安器动作转速一般为额定转速的110±1%；试验升速应平稳，严禁在超速状态下停留；转速达3360r/min超速保护不动作时，应立即打闸停机。

安全保障措施试验时除