某电厂2号机组汽轮机断油烧瓦事故原因分析
1、事故经过
某电厂2号机组汽轮机为汽轮机厂生产的300MW汽轮发电机组,锅炉为循环流化床锅炉。
该机组为今年新投产的机组。
2010年7月26日,该机组运行过程中因冷油器漏油,导致机组断油而烧瓦。
事故前:负荷177MW,主汽压力12.19MPa,主汽温度532℃,主机润滑油压0.16 MPa,主油箱油位-39mm,发电机氢压0.3 MPa,左右床压6/5KPa,床温756℃。
2010年7月26日9点37分06秒,主油箱油位-39mm,发“汽轮机润滑油压低”信号,主机交直流润滑油泵联启,润滑油压0.093MPa。
9点37分15秒,主油箱油位下降至-86mm,发“汽轮机润滑油箱液位低”信号。
9点37分45秒,主油箱油位下降至-310mm变坏点1500mm,润滑油压0.078MPa,发“汽轮机润滑油箱液位低低”信号。
9点37分58秒,润滑油压0.06MPa,汽轮机润滑油压低保护动作汽轮机跳闸。
就地检查发现主机润滑油冷油器六通阀大量跑油。
9点39分05秒汽轮机转速降至2790rpm,汽轮机各瓦振动:除了1X/1Y有显示为92/86mm,其它各瓦振动测点全部坏点;各瓦温度温度升高,其中#3瓦146℃,#4瓦147℃。
9点39分42秒汽轮机转速降至2470rpm,1X/1Y瓦也成坏点,1-6瓦轴瓦金属温度达129-161℃。
9点41分34秒汽轮机转速降至0 rpm。
手动盘车,盘不动。
汽轮机采取闷缸措施。
2、解体检查情况
解体3、4瓦;将发电机部残余氢气置换完毕后,解体 5 、6瓦,拆发电机端盖、拆密封瓦,拆除中低压联通管,法兰加堵,监视缸温差变化。
分解低发对轮螺栓,进行抽发电机转子,解体低压缸工作。
解体设备的主要情况如下:
4瓦上瓦
4瓦轴颈
三瓦上瓦
三瓦轴颈
发电机底座螺栓错位
发电机定子左后垫片出来
5瓦上瓦
5瓦轴颈风扇叶磨损
3、解体发现的新问题
由于厂家设计问题,发电机6瓦定位销长度尺寸不够,未能卡住轴瓦,无法起到定位作用,造成轴瓦转动。
如下图所示。
4、事故原因分析
经过汽轮机厂、冷油器切换阀制造厂、电科院、集团公司、分公司及电厂人员查阅设计图纸和现场确认,一致认为就造成本次断油停机事故的润滑油外漏原因如下:
1)切换阀上法兰盖紧固螺栓咬合深度不符合设计标准
切换阀上法兰阀体螺栓孔螺纹小径尺寸实测:上部φ11.5 mm,深度6mm以下为φ11.2 mm。
按照国标(GB5782)的设计标准应为φ10.106 mm。
而在装螺栓外径实测为φ11.7 mm,咬合深度单侧只有0.1mm至0.25 mm(标准应是0.92mm),未达设计要求,造成连接强度严重不足。
见下图。
8个M8X1.75螺丝底扣全部已捋扣
2)螺纹有效旋合长度不够
设计图纸要求上端盖紧固螺栓规格为M12×40,而现场实际使用螺栓规格为M12×24.5,同时图纸要求上盖厚度为15mm,而实测厚度为16.2mm,螺纹工艺倒角1mm,螺栓倒角及未承力螺纹部分2mm,以上原因造成螺栓实际有效旋合长度约5.3mm,与设计图纸严重不符。
如下图所示。
螺丝明显偏短,造成旋
入有效深度只有2-3扣
3)在装螺栓未按图纸要求安装弹簧垫圈
5、6QHF 冷油器切换阀存在的隐患
此次发生漏油事故的冷油器型号为6QHF 。
该型号的冷油器今年5月份在该集团的某个电厂也发生过紧固螺钉松动、脱落,造成阀蝶旋脱堵死运行油口,从而发生汽轮机断油烧瓦的事故。
经分析,该型号的冷油器存在设计、制造及安装上的缺陷。
见下图。
冷油器切换阀的结构如下:
阀瓣上的4个聚氨酯密封胶圈易脱落
阀蝶没有固定 4条螺丝无防松措施
上下法兰盖紧固螺栓存在隐患
端部紧固阀蝶螺钉无防松措施,易脱落,造成阀蝶松脱
6QHF型冷油器切换阀
1.上阀盖
2.手柄
3.阀杆
4.凸轮
5.密封组件
6.阀盖
7.阀体
该切换阀在设计、制造上存在严重质量问题,隐患如下:
1)阀瓣上的密封胶圈易脱落
2)切换阀阀瓣未固定
设计上为保证切换时另一侧的阀蝶密封到位,通过旋转阀蝶定位间距后外侧用定位螺钉锁死,而侧却没有固定,所以阀蝶在里面是可以旋转的,运行中阀瓣受油流影响会转动,会影响密封效果,震动也易引起阀紧固件松动。
3)紧固螺钉易松动、脱落,造成阀蝶旋脱堵死运行油口。
这也是该集团另一个电厂2号机今年5月份发生断油烧瓦事故的主要原因。
4)外部法兰盖紧固螺栓不符合要求,厂家没按要求配置弹簧垫圈等隐患。
6、预防措施
1)对于采用6QHF 冷油器的机组,最好能停机检查、处理。
不能近期停机检查处理的机组,必须立即采取办法对切换阀上下法兰盘同时进行加固,防止机组运行中上下法兰松脱漏油。
对于采用其它型号冷油器的机组,也要对照上述的问题进行检查,同时核查设计、制造及安装是否存在其它缺陷。
2)如果近期机组有停机机会,要对阀碟和部紧固螺栓进行焊接加固处理,拆掉胶圈;同时对上下端盖螺栓及螺孔、止动垫圈等措施进行检查,如不符合规要求必须更换处理。
3)在更换处理之前先暂停冷油器切换阀切换操作(已经切换在中间位置的,要把手柄固定,防止位置转动)。
运行中加强润滑油温、油压变化和部是否有震动等异常的监视检查。
如运行中发生渗漏、异常变化等缺陷,必须立即停机处理。
4)使用哈汽机组的电厂如存在上述缺陷,应尽快与厂家联系。
其它型号冷油器和其它厂家的机组也应进行排查,有问题尽快与厂家联系。
5)核查小汽机等辅机冷油器切换阀的型式,有类似问题一并采取有效措施。
密封胶圈
密封胶圈易脱落(普查时发现有3台冷油器的密封胶圈已经脱落)
6)点检和运行人员要加强对油系统的检查,用听针、振动、测温仪等定期对六通阀等重要设备进行就地巡检和测试工作,并做好记录。
7)结合本单位油系统设备的结构和投产后发生的各类异常,组织专业人员进行分析和讨论,制定防措施。
8)根据厂家提供的图纸资料,研究油系统设备的结构特性,制定详细的检查项目,完善作业指导书和运行规程。
9)加强对油系统设备及管路连接法兰的螺栓、垫圈情况的检查。
禁止运行中有渗漏油的情况,若有异常时要抓紧申请停机进行消除,要避免在线处理渗漏油缺陷的情况,避免扩大事故。
10)排查法兰密封垫是否符合要求。
落实二十五项反措关于“油系统禁止使用橡胶垫(含耐油橡胶垫)的规定”,对不符合规定的法兰密封垫、密封圈,近期抓紧更换。
11)排查油系统阀门的安装位置、型式是否正确。
12)全面检查汽轮机油系统(包括主机润滑油系统、EH油系统、小机油系统)管路是否有异常震动、碰磨部位,支吊架是否有松脱现象。
13)检查油系统各设备运行参数是否有异常。
14)机组大、小修时,对主油箱、外部所有设备、油管道进行外观和焊口、弯头的探伤检查,包括:各油泵、射油器出口逆止门进行重点解体检查;射油器焊口、喉部着色检查;主油箱溢油阀及流量孔板前逆止门灵活性检查;检查射油器出口逆止阀销子、调节螺栓的定位螺母是否完好等等,防止卡涩、泄漏造成润滑油系统出现异常。