防止汽輪機(jī)進(jìn)冷汽（氣）冷水專題分析

仇大千

1.汽輪機(jī)進(jìn)冷汽（氣）冷水的危害

汽輪機(jī)進(jìn)水會引起汽缸變形、動靜間隙消失發(fā)生碰磨、大軸彎曲等，直接表現(xiàn)為葉片的損傷與斷裂、閥門及汽缸結(jié)合面漏汽、動靜部分碰磨、推力瓦的燒損、汽輪機(jī)的高溫金屬部件產(chǎn)生永久變形、熱應(yīng)力引起金屬裂紋影響使用壽命。根據(jù)事故調(diào)查規(guī)程有關(guān)規(guī)定，對于大型機(jī)組，汽輪機(jī)進(jìn)水或進(jìn)冷氣后如果產(chǎn)生上述后果均為重大設(shè)備事故

1.1動靜部分碰磨

汽輪機(jī)進(jìn)水或冷蒸汽，使處于高溫下的金屬部件突然冷卻而急劇收縮，產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形，使相對膨脹急劇變化，機(jī)組強(qiáng)烈振動，動靜部分軸向和徑向碰磨。徑向碰磨嚴(yán)重時會產(chǎn)生大軸彎曲事故。

1.2葉片的損傷及斷裂

當(dāng)進(jìn)入汽輪機(jī)通流部分的水量較大時，會使葉片損傷和斷裂，特別是對較長的葉片。

1.3推力瓦燒毀

進(jìn)入汽輪機(jī)的水或冷蒸汽的密度比蒸汽的密度大得多，因而在噴嘴內(nèi)不能獲得與蒸汽同樣的加速度，出噴嘴時的絕對速度比蒸汽小得多，使其相對速度的進(jìn)汽角遠(yuǎn)大于蒸汽相對速度進(jìn)汽角，汽流不能按正確方向進(jìn)入動葉通道，而對動葉進(jìn)口邊的背弧進(jìn)行沖擊。這除了對動葉產(chǎn)生制動力外，還產(chǎn)生一個軸向力，使汽輪機(jī)軸向推力增大。實際運行中，軸向推力甚至可增大到正常情況時的10倍，使推力軸承超載而導(dǎo)致烏金燒毀。

1.4閥門或汽缸接合面漏汽

若閥門和汽缸受到急劇冷卻，會使金屬產(chǎn)生永久變形，導(dǎo)致閥門或汽缸接合面漏汽。

1.5引起金屬裂紋

機(jī)組啟停時，如經(jīng)常出現(xiàn)進(jìn)水或冷蒸汽，金屬在頻繁交變的熱應(yīng)力作用下，會出現(xiàn)裂紋。如汽封處的轉(zhuǎn)子表面受到汽封供汽系統(tǒng)來的水或冷蒸汽的反復(fù)急劇冷卻，就會出現(xiàn)裂紋并不斷擴(kuò)大。

2.汽輪機(jī)進(jìn)水的主要現(xiàn)象

汽輪機(jī)進(jìn)水后一般都有比較明顯現(xiàn)象，主要如下：

（1）高中壓缸上、下缸溫差明顯增大，或增大趨勢加快。高中壓缸上、下缸溫差在機(jī)組啟動、停運、正常運行過程中基本是在小于42℃之內(nèi)，差值的變化趨勢一般也在5℃/分鐘的范圍，如果超過這兩個限制可就必須采取措施。

（2）主、再熱蒸汽溫度突降，過熱度減小，主蒸汽或再熱蒸汽管道振動，主汽門、調(diào)速汽門有濕蒸汽冒出；軸封有水擊聲，管道法蘭、閥門密封環(huán)、汽缸結(jié)合面，軸封有白色蒸汽冒出。主汽溫度要高于汽缸最高金屬溫度50℃，蒸汽過熱度不低于50℃，主汽溫度變化率在5℃/分鐘的范圍，機(jī)側(cè)主汽溫度不得低于爐側(cè)10℃等都是運行人員在監(jiān)盤中必須牢記。

（3）汽輪機(jī)振動增大。汽輪機(jī)進(jìn)水或冷蒸汽，使高溫金屬部件突然冷卻而急劇收縮，易產(chǎn)生較大熱應(yīng)力和熱變形，機(jī)組脹差變化，機(jī)組強(qiáng)烈振動，動靜部分軸向和徑向碰磨，因此，機(jī)組正常運行時，軸振異常增大的主要原因為汽輪機(jī)進(jìn)水或冷氣。

（4）加熱器滿水時，抽汽管振動，有水擊聲，抽汽管道法蘭、閥門門桿處有白色蒸汽冒出。回?zé)岢闅夤艿肋M(jìn)水或進(jìn)冷氣，飽和蒸汽產(chǎn)生的氣錘效應(yīng)和金屬材料熱變形都會產(chǎn)生管道的強(qiáng)烈振動，即如高加投運過快造成的管道振動，在損壞設(shè)備的同時有可能造成人身傷害。

（5）盤車狀態(tài)下盤車電流增大或盤車跳閘、轉(zhuǎn)子偏心增大。機(jī)組啟停過程中，盤車電流變化一般3-5A（三期表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速不穩(wěn)下降），汽機(jī)動靜部分產(chǎn)生摩擦、轉(zhuǎn)子與汽封摩擦?xí)r容易造成電流異常增大或盤車跳閘。

3.汽輪機(jī)進(jìn)水的處理

（1）當(dāng)汽輪機(jī)上、下缸溫差達(dá)到35℃（二期41.7℃）報警時，應(yīng)根據(jù)主、再熱汽參數(shù)，汽缸金屬溫度，機(jī)組振動判斷報警正確與否，并應(yīng)立即采取相應(yīng)措施，若處理無效，上、下缸溫差超過45℃（二期55.6℃）時，應(yīng)立即打閘停機(jī)；如果汽輪機(jī)運行期間確認(rèn)水沖擊發(fā)生，應(yīng)立即破壞真空緊急停機(jī)，停機(jī)后應(yīng)立即投人盤車，應(yīng)盡量避免中斷盤車。開啟主汽導(dǎo)管、調(diào)速汽門座、本體疏水。若由于加熱器滿水或除氧器滿水引起，應(yīng)立即停用加熱器及除氧器。記錄機(jī)組惰走時間，傾聽機(jī)內(nèi)聲音。如果軸位移超限，惰走時間縮短應(yīng)停機(jī)檢查。如惰走時間正常，其他無異常，可重新啟動，但要充分疏水，檢查各疏水門自動開啟且疏水暢通。沖轉(zhuǎn)前應(yīng)連續(xù)盤車不小于4小時。

（2）在上下缸溫差大于35℃（二期41.7℃）、連續(xù)盤車小于24小時或轉(zhuǎn)子偏心度超限，機(jī)組禁止啟動。

（3）汽輪機(jī)符合啟動條件后，重新啟動。在啟動過程中，應(yīng)注意監(jiān)視軸向位移、差脹、振動、軸承溫度等參數(shù)及汽輪機(jī)本體的有關(guān)蒸汽管道疏水情況，如汽輪機(jī)重新啟動時發(fā)現(xiàn)有異音或動靜磨擦聲，應(yīng)立即破壞真空停機(jī)。

（4）緊急停機(jī)后若轉(zhuǎn)子卡澀，應(yīng)每半小時盤車一次，每次轉(zhuǎn)180？，直到盤車自如時，方可連續(xù)盤車，因卡澀盤車自停時，嚴(yán)禁強(qiáng)行盤車。

（5）發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)進(jìn)水后要進(jìn)行悶缸處理，即關(guān)閉所有本體疏放水門。當(dāng)上下缸溫差變小、能夠手動盤車后先將轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)180℃，間隔不小于1小時后再次反轉(zhuǎn)180℃，確認(rèn)手動盤車不費力時可以投運電動盤車。

（6）盤車一旦掉閘，可能是因為大軸已經(jīng)發(fā)生彎曲碰磨葉頂汽封造成電機(jī)過流。此時應(yīng)當(dāng)記錄各瓦軸振探頭間隙電壓值，按照探頭0.8V/mm的特性，根據(jù)間隙電壓的變化判斷大軸的彎曲程度，也可以作為可以手動盤車的依據(jù)，此時不建議停頂軸油泵，以免大軸彎曲位置不能判斷。

4.反措及導(dǎo)則中防止汽輪機(jī)進(jìn)水要點

（1）運行中主、再熱蒸汽溫度突降超規(guī)定值或下降至極限值，應(yīng)立即緊急故障停機(jī)。

（2）汽輪機(jī)盤車中發(fā)現(xiàn)進(jìn)水，必須保持盤車運行一直到汽輪機(jī)上下缸溫差恢復(fù)正常。同時加強(qiáng)汽輪機(jī)內(nèi)部聲音、轉(zhuǎn)子偏心度、盤車電流等的監(jiān)視。

（3）汽輪機(jī)在升速過程中發(fā)現(xiàn)進(jìn)水，應(yīng)立即停機(jī)進(jìn)行盤車。

（4）汽輪機(jī)運行中進(jìn)水監(jiān)測報警時，應(yīng)迅速查明原因并消除。若振動、脹差、上下缸溫差的變化達(dá)到停機(jī)值時應(yīng)立即停機(jī)。

（5）有關(guān)人員應(yīng)當(dāng)具備和熟悉掌握以下知識：轉(zhuǎn)子安裝原始彎曲的最大晃度值、機(jī)組正常運行的波特圖和盤車電流情況、正常停機(jī)惰走曲線、正常停機(jī)后汽缸金屬溫度下降曲線、通流部分軸向和徑向間隙。

（6）啟動和低負(fù)荷時，不得投入再熱蒸汽減溫器噴水，在鍋爐熄火或機(jī)組甩負(fù)荷時，應(yīng)當(dāng)及時切斷減溫水。