维普资讯 http://www.cqvip.com 第１５卷 华中电力 ２００２年第５期 汽轮发电机组推力瓦磨损 事故分析及处理 钟智辉 ，向 军 （１．安徽铜陵发电厂，安徽铜陵２４４０１２ ２．华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，湖北武汉４３００７４） 摘要：介绍了铜陵发电厂３号机组汽轮机推力瓦磨损事故发生的故障现象，详细介绍了事故分析过程，并提出 了防止推力瓦磨损事故再次发生的防范措施，机组运行情况表明，事故分析及处理措施是准确、可靠的。 关键词：汽轮机；推力瓦；故障诊断 中图分类号－ＴＫ２２３．３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００６－６５１９（２００２）０５－００２９－０２ Ｆａｕｌｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｆｏｒ Ａｔｔｒｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｈｒｕｓｔ Ｓｅｇｍｅｎｔ ｏｆ ａ Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ Ｕｎｉｔ Ｚｈｏｎｇ Ｚｈｉ—ｈｕｉ‘，Ｘｉａｎｇ Ｊｕｎ Ｏ前言 提供的ＤＥＨ—ｌＵＡ型数字电液控制系统，机组自 １９９９年１２月移交试生产以来，一直运行正常。 大型汽轮机具有高温、高压、高转速和结构精 密、动静间隙小及控制系统复杂等特点，特别是汽 轮机在启停和变负荷工况下动静部分膨胀、收缩引 起的胀差变化及热应力引起的变形以及推力的变 １事故现象 ２００１年１２月２６日５时和８时ｈ，３号机两次 出现ＣＣＳ系统负荷调节不跟踪ＡＧＣ指令现象，８时 ３０分，运行人员将ＡＧＣ退出，汽机遥控口退出，并 联系热工人员到现场分析处理，处理前做了如下安 化、故障振动等都严重威胁着设备的安全。如果检 修质量不良、运行操作不当、控制系统误动作，或者 对紧急情况处理不当，都将造成设备的严重损坏， 有的甚至导致设备报废，不仅影响企业自身经济效 措：①运行人员将汽机调门控制方式从“顺序阀” 切换至“单阀”方式；②将ＤＥＨ从“ＯＡ”切换至“手 益，而且造成系统出力降低，影响对用户的正常供 电。尤其近几年，大量３００ ＭＷ以上机组相继投产， 但大型汽轮机组设备严重损坏事故时有发生，如严 重超速、大轴弯曲、水冲击、推力瓦磨损、机组振动、 掉叶片等重大事故，据１９９５～１９９７年全国２００ ＭＷ 以上大型汽轮机组事故统计，共发生上述事故３０ 动”方式运行，③将ＤＯ卡上挂闸信号强制。 热工人员首先更换了ＤＣＳ的ＭＣＳ子系统一 块ＤＯ卡（此卡上有ＣＣＳ至ＤＥＨ增、减负荷指令）。 新ＤＯ卡换后不久上述现象仍存在，进一步检查到 ＤＥＨ系统一块接受ＣＣＳ增、减负荷指令的ＤＩ卡， 准备更换一块新卡。 此时机组带２２３ＭＷ左右负荷运行，ｌｌ时００分 ４０秒机组负荷突然甩到５３ ＭＷ，厂房内外有安全 多次，其中，烧轴瓦９次，对安全生产构成严重威 胁，必须引起高度重视。 汽轮机在运行中存在着轴向推力，若轴向推力 过大，将使推力轴承过负荷，破坏油膜，致使推力瓦 门动作声音，ＤＥＨ ＣＲＴ上汽轮机高、中压主汽门、 调门阀位指定与开度反馈全部显示在开启状态，延 时３５ ｓ，负荷到０，机组跳闸，再热器安全门、２号高 加安全门动作。此时，ＥＴＳ盘“轴向位移大”、“差胀 块乌金烧熔，转子发生窜动，造成严重的设备损坏 事故。本文结合铜陵发电厂３号机组，介绍一起汽轮 机推力瓦磨损事故发生时的故障现象、故障原因分 析过程及防范措施，以防止此类事故的再次发生。 铜陵发电厂３号机是哈尔滨汽轮机厂的 Ｎ３００—１６．７／５３８／５３８型亚临界、一次中间再热、单 轴、双缸双排汽、凝汽式机组。控制装置为新华公司 收稿日期：２００２—０８—１８ 大”、“Ｍｂ－Ｔ”、“发电机故障”均发信，首发原因是“轴 向位移大”。惰走过程倾听机组内声音，未发现有金 属摩擦声。盘车时投用汽缸快速冷却装置。归纳事 故现象，表现如下： （１）汽轮机负荷突然由２２３ ＭＷ左右甩到５３ ＭＷ， 作者简介：￣（１９７０一），男，安徽泾县人，工程师，从事热力系统经济运行 一２９— 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年第５期 随后机组跳闸； 华中电力 第１５卷 １号块螺钉：７２．１０ ｍｍ ２号块螺钉：７Ｏ．０６ ｍｍ ３号块螺钉：１０３．００ｔｏｎｉ ４号块螺钉：７１．６６ｍｍ 并在可调楔块、固定楔块和垫块等处做好记 号，因热工轴向位移涡流探头固定在推力轴承上 （２）厂房内外有安全门动作声音，但ＤＥＨ ＣＲＴ 上汽轮机高、中压主汽门、调门阀位指定与开度反 馈全部显示在开启状态； （３）轴向位移大：轴向位移最大一１．５ ｍｍ； （４）差胀大：差胀为１５．８７ ｍｍ， （５）负推力瓦温度最高达１２２℃； （６）再热汽压最高到４．５ ＭＰａ； （７）机组在惰走过程中转速跳跃式下降。 盖，故对其支架未动。松去调整螺钉压板螺栓及中 分面各螺栓，解体检查后发现推力轴承电机端瓦块 （非工作瓦块）全部溶化烧毁，而调速端瓦块（工作瓦 块）全部完好，证明前面的分析判断是正确的。 ４处理及防范措施 ４．１推力瓦检修、调整 ３原因分析 根据上述现象，初步判断是中压主汽门或中压 调门关闭，造成中、低压缸失汽，转子瞬间受到方向 向机尾的巨大推力，使负推力瓦块油膜破坏，推力 （１）启动润滑油、顶轴油系统，将轴系顶起，用 ２只液压千斤顶，向机头、机尾方向推动整个推力 轴承座，经反复测量计算，得出推力间隙为Ｏ．３６ 瓦乌金熔化，造成轴向位移保护动作。同时，中压缸 前憋压，使再热器、高加安全门动作。 根据跳机时，阀位指定与开度反馈显示不正 常，且转速显示不正常，呈阶跃式下降，怀疑ＤＥＨ ｍｍ，符合标准要求。 （２）用精磨油石将推力盘划痕磨平，新更换的 ６只推力瓦块进行仔细研磨、修刮，使其表面接触 面积达７５％以上，又将推力轴承电机端和调速端 各支承环、平衡桥块拆下清洗、检查。 （３）按原记号装上调整螺钉压板及各可调楔 系统ＤＰＵ故障，热工人员立即切换到备用ＤＰＵ 时，转速开始平滑地下降。由于实现中调门活动试 验的电磁阀未接电源，所以造成这次事故的直接原 块、固定楔块和垫块，并紧好调整螺钉，测其高度 为： 因可能是ＤＰＵ误发信号，使中主门试验电磁阀动 作，造成中主门关闭。 １号块螺钉：７９．００ ｍｍ ２号块螺钉：７Ｏ．２４ ｍｍ 联系控制系统提供商新华公司派技术人员到 现场，共同分析事故，确认了上述原因： （１）事故前，ＣＣＳ系统负荷调节不跟踪是由于 ３号块螺钉：１０３．００ ａｒｉｎ ４号块螺钉：７８．００ ｍｉｌｌ ４．２机组热控部分 （１）更换了１号站的主从ＤＰＵ主机板，由于厂 家４８６主机板已无现货，因而换成５８６主机板，拆 下的主机板由厂家带回检查。 ＤＥＨ系统的Ｉ／Ｏ通讯发生故障，造成接受与发送 数据不正常，而造成此原因的是系统内Ｂｉｔｂｕｓ非终 端阻抗匹配设置不当。 （２）运行中，中压主汽门突然关闭的原因是ＤＥＨ （２）厂家技术人员处理了Ｂｉｔｂｕｓ非终端阻抗匹 配设置不当问题，即卸除ＤＥＨ系统Ｂｉｔｂｕｓ非终端 ＢＣ板上阻抗匹配电阻。 系统１号站所属一块ＤＯ卡发出信号引发，此卡上 有“中主门试验”开关量信号，一旦此信号被触发将 导致中主门关闭。而且此ＤＯ卡为非智能卡，易受 干扰而误发指令。 （３）拆除中主门试验电磁阀上的接线，停此电 源，做试验时再恢复。 （４）对ＤＥＨ系统进行了仿真试验，确保处理后 的系统正常。更换了故障ＤＰＵ，并全面检查控制系 统。 （３）中压主汽门关闭，造成中、低压缸失汽，转 子瞬间受到方向向机尾的巨大推力，使负推力瓦块 油膜破坏，推力瓦乌金熔化，造成推力瓦磨损事故， （５）适当时候，将对ＤＥＨ系统升级，更换成智 能ＤＯ卡。 此后轴向位移保护动作，挂闸停机。 由此可见，造成推力瓦磨损事故的最终原因是 （６）将ＤＯ卡上重要点输出做成历史记忆点， 在ＤＣＳ内也做历史点，以便观察分析。 ＤＥＨ系统ＤＰＵ误发信号，致使中压主汽门本该正 常运行，却发生误动作。 为验证上述原因分析，停机后，对部分设备解 ５结束语 ２００２年１月３日，机组检修后启动，冲转、并网、 体检查。停盘车后，揭去前箱上盖，测量推力轴承四 只调整块螺钉的高度分别为： 一（下转第３４页） ３０— 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年第５期 华中电力 ２．４－３树脂的管理经验 第１５卷 悬浮物杂质较多，所以不可纯粹以出水的水质来判 断混床的失效终点，应综合考虑混床床体压差、周 期制水量、进水水质等因素来进行综合性的判断。 有时，虽然混床的出水水质仍较好，但如果过度地 延长运行周期，将会导致失效树脂输送及分离困 难，反洗耗水量剧增，再生效果差。 ２．４．２失效树脂的再生经验 无前置过滤的高速混床，防止树脂受污染尤为 重要。应控制好进水铁离子的含量，防止阴树脂受 氧化污染，一般控制进水铁离子量小于１ ０００ 。 另一种较易发生的污染是油污染，而且很难处理。 油污染往往来源于未经过完全除油处理的厂用气。 如果汽机停运时投厂用气进行快速冷却，那么在下 一为保证再生的完全，应注意树脂输送的彻底 性，避免树脂滞留在床体及管道的死角区，尤其要 避免树脂未全部送出混床的现象发生。这种情况往 次机组启动时，凝结水受油污染，从而导致精处 理树脂受油污染。再者，如果树脂输送时的动力用 气为未经过完全除油处理的厂用气，那么也同样较 往是输送时间不够或输送动力不足引起。 在分离设备较为完善的情况下，再生时应注意 破碎树脂颗粒、粉未的排放。细粹的树脂往往是造 成树脂再生时污染的原因。如细粹的阳树脂漂浮在 阴树脂层上，将造成运行出水漏钠问题发生。 再生好的阴阳树脂在进行混脂前应进行充分 的漂洗，以免混脂时发生树脂“混合污染”的问题， 易受油污染。树脂受到油污染后，反洗分层操作将 变得很困难，反洗水量剧增。最后，由于十八胺在机 组停用保养的应用越来越广泛，而试验表明，十八 胺对阴树脂具有强烈的污染作用，又由于十八胺的 溶解性差，附着力强，导致受污染的阴树脂不可用 常规方法复苏。所以，在设有凝结水精处理的高参 数机组上，应慎用十八胺法防腐，应充分考虑十八 胺对树脂的不可复苏的污染作用。 应对每台混床的树脂量以及树脂的比例进行 跟踪管理，以利混床树脂最大限度地发挥其应有的 性能，如果凝汽器经常性地发生泄漏，应考虑适当 增加阳树脂的量。需要说明的是，混床的编号是固 定的，但每一份树脂却是不断流动轮换着的，因此， 不可以混床的编号来观察树脂的量，而应以每一份 树脂的编号来观察树脂量的实际变化情况。 参考文献： 所谓的“混合污染”是一种树脂所携带的再生残液 对另一种树脂造成污染，如阳树脂所携带残余酸液 中的Ｃｌ一根可能对阴树脂造成污染。因此，树脂混合 前应进行充分的漂洗。 已在阳塔（储存塔）混合均匀的再生好的树脂， 应避免在树脂送人混床后再次发生分层现象，树脂 分层的混床的制水能力及出水合格率将明显地下降。 较好的解决办法是在输送过程中混床能及时排水。 再生用碱应采用离子膜法生产的高纯碱液，这 也是实现氨化运行的必备条件。进厂的碱液应及时 化验纯度，同时注意保管，特别应防止二氧化碳渗 ［１］能源部西安热工所．热工技术手册（第４卷），电厂 化学［Ｍ］．北京：水利电利出版社，１９９３． ［２］郭锦龙．凝结水精处理氨化运行技术探讨［Ｊ］．中 国电力．２００２（４）。 ［３］ 陈进生，等．凝结水精处理氨化运行特点与管理［Ｊ］． 入碱液，可考虑在碱槽（箱）上部装凹型的呼吸管，凹 管处放置能吸收二氧化碳的固态碱。 如果混床尚未失效，而机组因故较长时间（如 半个月以上）退出运行，在这种情况下，最好对尚未 完全失效的树脂加以再生，以保护树脂免遭悬浮 华东电力．１９９９（２）． ［４］张澄信，等．我国凝结水处理混床运行可能遇到的 特殊问题［Ｊ］．中国电力．２００２（４）． ［５］郝树宏，等．混床树脂分离效果预测的探讨［Ｊ］．工 物、细菌等的污染与侵蚀，并为下一次机组投运作 必要的再生准备。 业水处理．２０００（７）． 安装［Ｍ］．北京：水利电力出版社。１９９３． （上接第３Ｏ页） 带负荷过程中轴向位移变化正常，正、负推力瓦温 ［３］胡代舜．大型汽轮机事故及预防［Ｊ］．电力安全技术， １９９９（１）． ［４］曹勤，杨万顺．推力轴承瓦块的过热原因及消 缺经验［Ｊ］．汽轮机技术，１９９４（４１． ［５］郑展友．３００ ＭＷ汽轮机轴瓦损坏分析技术措施 ［Ｊ］．华东电力，２００１（８）． 度最高５５℃（正常油温下），轴向位移值维持在＋ ０．３ ｍｍ～＋０．５ ｍｍ。这说明上述故障分析和处理措施 是合理、正确的。 参考文献： ［１］北京电力试验所．汽轮机热工监视与保护［Ｍ］．北 京：水利电力出版社。１９９４． ［６］英，王永庆，秦晓伟，等．３ＯＯＭＷ汽轮发电机 振动及烧瓦诊断处理［Ｊ］．西北电力技术，２０００（２１． ［２］ 叶江祺，何伟然，李世俊．热工仪表和控制设备的
