交、直流潤滑油泵不打油導致汽輪機斷油燒瓦事故
2020-12-02 一、事件前工況
#1汽輪機組為哈爾濱汽輪機廠生產(chǎn)的N600-16.67/538/538型汽輪機組,2005年12月8日投產(chǎn)運行,2011年4月22日機組大修。
2011年4月22日#1機組開始檢修。2011年6月16日9時58分, #1機組啟動、并網(wǎng),進行機組試運,尚未報備用。6月17日事件前#1機組負荷19MW,主汽壓力5.5MPa,主汽溫度459℃,給水溫度155℃,給水壓力5.94 MPa。
二、事件經(jīng)過
2011年6月17日02:57:29,#1機組檢修試運過程中,由于鍋爐給水旁路門盤根泄漏加劇需停機處理,值長下令緊急停機,打閘后,交流潤滑油泵電機正常聯(lián)啟,但電流32.17A偏低,03:01:13汽輪機轉(zhuǎn)速降至2264.9rpm,油壓降至0.164MPa直流油泵電機正常聯(lián)啟,但電流只有15A,油壓繼續(xù)下降,03:01:18轉(zhuǎn)速降至2255rpm,油壓降至0.09Mpa,隨后瓦溫開始升高,振動增加,斷油燒瓦。
3:03分,破壞真空,布置緊急排氫工作,事后根據(jù)振動情況判斷,至3時09分28秒,汽輪機轉(zhuǎn)速至零,惰走約12分鐘。
4時06分,發(fā)電機氫壓至零。汽輪機關(guān)閉所有本體疏水和抽汽管段疏水,置于悶缸狀態(tài)。
三、事件處理情況
由于事件發(fā)生在#1機組大修后啟動過程中,為查找事件原因,設(shè)備部、監(jiān)理、檢修單位共同對汽輪機油系統(tǒng)設(shè)備的檢修、試運情況、事件發(fā)生前的運行情況、事件發(fā)生后油系統(tǒng)設(shè)備情況進行了總結(jié)分析、解體檢查和試驗,情況如下:
1)設(shè)備檢修過程:
#1機汽機油系統(tǒng)自2011年4月27日發(fā)票開始檢修,4月28日油箱放油,開始油箱清掃,交流潤滑油泵、直流潤滑油泵、射油器等設(shè)備解體檢修,詳見檢修作業(yè)指導書記錄,從記錄中未發(fā)現(xiàn)異常和超標情況。6月1日檢修工作全部結(jié)束后移交大修試運組試運驗收。
#1機大修中潤滑油系統(tǒng)的檢修工作:
主機潤滑油套裝油管路檢查:套裝油管道檢查孔法蘭換墊、檢查支吊架。
主機潤滑油回油濾網(wǎng)檢查、清掃:濾網(wǎng)網(wǎng)布更換、更換密封墊、濾油期間定期清掃回油濾網(wǎng)。
主油箱放油清掃、加油、濾油:檢查主油箱內(nèi)部各結(jié)構(gòu)件、閥門、法蘭螺栓無松動、異常,油箱放油后,油箱清掃,派專人在儲油間濾油,回油后接臨時濾油機24小時派專人濾油,定期清掃回油濾網(wǎng)和更換濾芯。
主油箱排煙風機解體檢修:排煙風機出口管道法蘭墊片更換、葉輪檢查。
主機冷油器檢修:#2冷油器抽芯,#1冷油器水室清掃、找漏、螺栓檢查更換,頂部放空氣門檢查更換。
主機冷油器切換閥解體檢修:檢查六通閥固定鍵,更換油封、密封墊等無異常。
主機射油器解體檢修:主油箱#2射油器擴壓管沖刷,根據(jù)哈現(xiàn)代專家指導,對沖刷部位補焊處理。
主機交流潤滑油泵檢修:檢查葉輪、口環(huán)、軸承、油封等結(jié)構(gòu)部件無異常,更換軸承、油封后回裝。
主機直流潤滑油泵檢修:檢查葉輪、口環(huán)、軸承、油封等結(jié)構(gòu)部件無異常,更換軸承、油封后回裝。
主機濾油機大修;排污槽管道改造、主機濾油機消漏、清掃、齒輪油更換,加熱器解體檢查、清掃;排污槽管道偏高,改至低于排污槽。
2)設(shè)備修后試運過程:
自2011年5月20日開始,#1機組檢修進入分體試運驗收階段,油系統(tǒng)設(shè)備6月1日完成檢修后,也經(jīng)過試運正常。
2011年6月6日08:37,交流潤滑油泵檢修后次啟動正常(電流80.5A,油壓0.226MPa),系統(tǒng)充油。
2011年6月6日11:04,直流潤滑油泵檢修后次啟動,與交流油泵并列運行(直流泵電流85.1A,交流泵電流77A,油壓0.223MPa)。
2011年6月6日11:08:01-11:08:34交流油泵停止運行,單獨運行直流油泵,電流149.148A,油壓0.202 MPa,11:09:08直流油泵停止運行。
2011年6月9日經(jīng)大修冷態(tài)驗收合格后,機組轉(zhuǎn)入啟動試運階段。
3)機組啟動試運
2011年6月10日5:26,鍋爐點火啟動,13:23汽機沖轉(zhuǎn),至事件發(fā)生,期間汽機共啟停5次。
4)事件后檢查過程:
6月17日21:03:41,油箱開始放油,放油后油箱內(nèi)未發(fā)現(xiàn)異常,油箱內(nèi)無異物;
6月18日18:43,交流潤滑油泵解體(解體全過程錄像),未發(fā)現(xiàn)泵異常;
6月18日19:14,直流潤滑油泵解體(解體全過程錄像),未發(fā)現(xiàn)異常;
6月18日20:53,交、直流油泵出口逆止門解體檢查,未發(fā)現(xiàn)異常;
6月19日9:20,直流油泵出口加堵板后,主機直流潤滑油泵送電,直流油泵自啟,電流82A,轉(zhuǎn)向正確,9:27停直流潤滑油泵,就地拉開直流潤滑油泵電源;
6月19日9:28,交流油泵出口加堵板后,啟主機交流潤滑油泵試運,轉(zhuǎn)向正確,電流51A,出口壓力0.3MPa;
6月19日11:00,交流油泵出口加堵板后,檢修向交流潤滑油泵內(nèi)注壓縮空氣(5分鐘左右),泵內(nèi)充滿空氣,啟動交流潤滑油泵試運,電流34.2A,泵出口壓力0MPa;
6月19日14:27,交流潤滑油泵空試電機,啟動后電流34.2A,轉(zhuǎn)向正常;
6月19日15:11,直流潤滑油泵空試電機,電流11.5A。
四、事件原因分析
1、交、直流油泵不打油是本次事件的直接原因、主要原因。
事件發(fā)生后,王灘發(fā)電公司立即成立了調(diào)查組和搶修組。為了查清事件原因,進行了大量的檢查和試驗工作。綜合參加事件調(diào)查的多位專家及技術(shù)人員意見,分析造成事件的直接原因是交、直流油泵不打油,泵不打油的原因可能有:
(1)交、直流油泵蝸殼積氣,氣塞不打油;
通過6月19日試驗,交流潤滑油泵蝸殼內(nèi)充滿油的情況下電流50A,充滿空氣的情況下電流34A,事件過程中交流潤滑油泵的電流32A,更接近于泵打空氣的狀態(tài),基本判定事件發(fā)生過程中兩臺油泵內(nèi)打的是空氣。
1)機組運行中,射油器區(qū)域會形成負壓,主油箱內(nèi)的油運行軌跡是經(jīng)回油區(qū)域經(jīng)過泵區(qū)域,進入射油器,然后系統(tǒng)循環(huán);回油中所含帶的大量的氣體隨油循環(huán)經(jīng)過泵入口區(qū)域,少量氣體匯集至泵殼形成氣塞。
2)泵運行過程中,由于入口形成負壓區(qū),當泵殼中的油中所含的水局部壓力下降至臨界壓力(一般接近汽化壓力)時,水中氣核成長為汽泡。也有可能使泵中積氣形成氣塞。
機組檢修前,幾年內(nèi)油泵一直沒有發(fā)生不打油現(xiàn)象,可能是檢修中泵更換了密封件、出口法蘭重新緊固,消除了泵原有的漏點,造成泵內(nèi)淤積的氣體無法排除,造成了氣塞。
通過上述兩種觀點,油泵蝸殼內(nèi)積氣可能性較大。廠家設(shè)計及供貨時均沒有要求油泵放氣,圖紙、資料上也未包含放氣裝置。
(2)交、直流油泵入口產(chǎn)生負壓區(qū)
1)本次事件過程中與機組大修前相比,系統(tǒng)沒有改變,不同的是主油箱檢修濾油機處于運行狀態(tài),濾油機取油口為事故放油管,濾油機入口也是低于泵入口的吸油口,懷疑運行過程中,由于濾油機的影響造成交、直流潤滑油泵入口形成負壓區(qū),無法打油,但是交、直流潤滑油泵入口距離濾油機吸入口1.2米,并且浸在油液面下1.4米,濾油機(流量200L/min)是否會造成交流油泵(流量4900L/min)和直流油泵(流量4878.9L/min)入口產(chǎn)生足夠大的負壓區(qū),造成泵不打油,需廠家設(shè)計人員核算。設(shè)計廠家需根據(jù)泵流量曲線核算,判斷泵是否運行在不穩(wěn)定區(qū)以及泵抗擾動能力是否偏低。
設(shè)計濾油機取油口管徑為Φ114×10,位置為事故放油管處,移動濾油機入口管徑Φ57×3.5,位置為事故放油管處的接頭,與設(shè)計位置相符。
2)兩臺射油器吸入口與交直流泵入口距離1.7米左右,射油器入口負壓區(qū)是否會對交、直流潤滑油泵形成影響,也需要哈汽廠進行校核。
2、運行人員停機過程中未發(fā)現(xiàn)交流潤滑油泵工作不正常是本次事件的間接原因。由于鍋爐給水旁路門盤根泄漏加劇需停機處理,運行人員經(jīng)請示中調(diào)后打閘停機。運行人員在交、直流潤滑油泵聯(lián)起后,只監(jiān)視到油泵已處于啟動狀態(tài),沒有注意油泵電流和就地壓力,沒有及時發(fā)現(xiàn)交、直流潤滑油泵不打油的異?,F(xiàn)象。
五、事件暴露問題
(1)在汽輪機潤滑油系統(tǒng)設(shè)計上存在缺陷,哈爾濱汽輪機廠配套的主機潤滑油系統(tǒng)無法保證特定工況下軸系得到可靠供油。
(2)專業(yè)技術(shù)管理不到位,未發(fā)現(xiàn)設(shè)計存在問題,沒有提出有效地防范和解決措施。
(3)技術(shù)管理和技術(shù)培訓存在漏洞,各級人員對設(shè)備性能的掌握和事故處理能力不能滿足現(xiàn)場需要。
(4)發(fā)現(xiàn)鍋爐給水旁路門盤根泄漏加劇時,值長對鍋爐給水管道泄漏的危害過度判斷,下令緊急停機,錯過了可能提前發(fā)現(xiàn)交流潤滑油泵異常的時機,運行人員事故處理過程中比較慌亂,運行參數(shù)監(jiān)視不全面。
六、預(yù)防事故重復發(fā)生的措施
(1)#1機交、直流潤滑油泵加裝放氣裝置,具體是在泵出口點打孔,增加放氣管道,管道上加節(jié)流孔。
(2)與哈爾濱汽輪機廠及設(shè)計院聯(lián)系,在潤滑油系統(tǒng)上增加一臥式油泵,做為潤滑油系統(tǒng)第三備用油源。
(3)事故放油管上取消一切臨時接頭。
(4)對油系統(tǒng)進行進一步檢查,檢查是否存在滲漏等缺陷。
(5)利用大、小修機會對#2機組交、直流油泵加放空氣系統(tǒng),增加第三備用油源。
(6)哈汽提供泵流量曲線,并分析泵的工作狀態(tài)是否滿足實際運行需要,抗擾動能力是否偏小。
(7)今后,遇非緊急停機情況,打閘前要提前啟動交、直流潤滑油泵,確定電流、油壓正常。
(8)加強油泵定期試驗管理,嚴格定期試驗制度,不論日常油泵定期試驗還是停機前的油泵試驗,都要認真檢查電流、油壓是否正常。
(9)加強運行人員培訓,提高事故預(yù)判和事故處理能力。
(來源:火力發(fā)電集控運行)