1000MW机组低速碾瓦原因分析与处理.docx

1000MW 机组低速碾瓦原因分析与处理【简述】华润苍南发电厂 1 号、 2 号汽轮机均为东方汽轮机厂引进日立技术生产的超超临界、一次中间再热、冲动式、单轴、四缸四排汽、双背压、纯凝汽式汽轮机，汽轮机型号：N1008-25/600/600 型，额定出力 1 008 MW，最大连续出力 1 055MW，额定转速 3 000 r/min。1 号机组和 2 号机组分别于 2014 年 1 月和 6 月正式投入商业运行。机组轴系由汽轮机高压转子、中压转子、低压转子 A、低压转子 B 及发电机转子所组成，各转子均为整体转子，无中心孔，各转子间用刚性联轴器连接。汽轮发电机组轴系中 1、2、3、4 号为可倾瓦式轴承，采用 6 瓦块结构，对称布置，5-10 号为椭圆形轴承。推力轴承位于高压缸和中压缸之间的 2号轴承座。采用倾斜平面式双推力盘结构【事故经过】故障一2 号机组某次启动时，22:54，汽轮机在中速暖机后由于 F 磨煤机事故跳闸。手动打闸汽轮机。主汽门关闭后汽轮机开始惰走。23:23，汽轮机转速268 r/min。2 号瓦温度开始上升至 66.7；23:24 磨煤机故障处理完毕。点火投粉成功。 重新挂闸冲转， 23:27 汽轮机转速上升至 337 r/min 时， 2 号瓦温度上升至113.5， 立即手动打闸， 23:28 2号瓦温度达到最大值130.1。机组停运后翻瓦检查发现， 2 号瓦出现齿形磨损。 钨金部分碾磨严重， 3 号瓦也出现不同程度的磨损。故障二1 号机组某次按照调度要求停运。23:30 负荷 86.6 MW，打闸汽轮机，主汽门关闭。汽轮机开始惰走，2 号瓦温度最高显示为 138 。温度变化趋势见图 2。故障三相同类型机组事故：华能海门发电厂一期 2 台 1 000 MW 机组。其中 1 号机组汽轮机由东方汽轮机厂引进日立技术后首台国产化机组。在某次汽轮机低速惰走过程中 2 号轴承瓦温突升。最高达到 149。3 号、4 号轴承瓦温也伴随有升高。根据 2 次由阀门严密性试验得到的升降曲线。 从 2 号瓦温度与转速关系曲线可以看出。在 2 次降速滑停过程中均发生了瓦温突升：第 1 次滑停时在388 r/min 下，2 号瓦温度突升至 108，时间大约 3 min； 第 2 次滑停时在 584 r/min 下，2 号瓦温度突升至 84； 在转速下降到 381 r/min 时，2 号瓦温度突升至 149 ，时间大约 6 min。在对可倾瓦增加顶轴油管路后，再次启动冲转，后因磨煤机故障机组跳闸，机组惰走至 0 r/min，因盘车手动投不上，转子完全静止 8 min 后直接冲转，冲转至 1 686 r/min，因3、7、8 号瓦振动大停机至 0 r/min，汽轮机再次冲转至 3 000 r/min，稳约20 min 后，3、4 号瓦振动突升约 70 um，而后缓慢上升，因轴瓦振动大而停机惰走过程中，在汽轮机低转速时 3 号轴承瓦温出现突升现象。华润苍南发电厂发生的 1 与 2 号机组汽轮机 2 号可倾瓦与相同类型的华能海门发电厂1 号汽轮机组的2号可倾瓦在低转速时发生烧瓦事故情况相类似，都是在机组停运惰走或者冲转至大约 300 r/min 时发生可倾瓦温度突升而烧瓦。在机组打闸后惰走过程中，随着转速的下降，可倾瓦轴承温度都会出现短暂的上升，继而下降，但唯有 2 号轴承在转速低于 300 r/min时温度发生突升。【事故原因】瓦温突升基本发生在汽轮机打闸后惰走至 300 r/min 左右， 由于转速下降，此时润滑油油膜作用小。华润苍南发电厂 1 号汽轮机惰走时 1、3、4 号温度都在随着转速下降而下降。唯有 2 号瓦在低转速时温度突然上升。由于 2 号瓦比压最大，在油膜失效后，轴颈与瓦块钨金之间发生了直接刚性摩擦，造成轴瓦磨损，在汽轮机低转速时，转子切向速度下降，受重力作用，轴颈下沉，使可倾瓦的径向半径太小，瓦块润滑油进油通道变小，进油量不足，造成断油。由于 1-4 号瓦缺少顶轴油油路设计，转速下降后，油膜变薄，油质中存在固体颗粒进一步破坏润滑效果，使液体摩擦变成颗粒摩擦，导致轴颈与钨金表面遭到破坏，轴颈也发生划伤，在 2 号机组翻瓦时发现 2 号瓦有齿状划痕，同时在轴承滤网处发现有固体颗粒物，说明有硬质固体颗粒卡在轴颈与轴瓦之间，在旋转的轴颈带动下，随旋转划伤了轴颈与钨金，进一步加剧恶化了油膜的压力分布。 最终导致轴承钨金被碾压直至破坏。 见图 4、 5。2 台机组都是在低转速(300 r/min 左右)发生 2 号可倾轴承烧瓦事件， 但是其他可倾瓦都没有明显的温度上升趋势，机组振动也未见明显增大趋势，说明汽轮机轴系的设计上，2 号瓦在低转速下所受的压比为最大，轴颈与轴瓦之间的油膜变稀薄， 距离更为靠近， 此时若油中存在不合格的颗粒