摘要：汽轮机水冲击，即水或冷蒸汽（低温的饱和蒸汽）进入汽轮机，可能造成设备的严重损坏。此类设备事故应以预防为主，若运行中一旦发生，就要求集控运行人员必须采取正确果断的措施进行处理。文章以某厂300MW亚临界机组为例，介绍汽轮机设备概况、水冲击的现象、危害及原因，提出汽轮机水冲击的处理方法和防范措施。
关键词：汽轮机；结构特点；水冲击
1、汽轮机设备概述及结构特点。
本公司汽轮机为上海汽轮机厂生产的亚临界、单轴、中间再热、双缸双排汽、空冷、抽汽凝汽式汽轮机。可供热网抽汽，压力可在0.25MPa（a）～0.7MPa（a）间调整；高中压部分采用合缸反流结构，低压部分采用双流反向结构。
1.1高压缸部分由1级单列调节级（冲动式）和11级压力级（反动式）所组成。主蒸汽经过布置在高中压缸两侧的2个主汽阀和6个调节汽阀从位于高中压缸中部的上下各3个进汽口进入喷嘴室和调节级，从调节级流出的蒸汽反向流经喷嘴室的外壁再流过高压缸各级。这样，既能使高压转子的轴向推力自相平衡，同时也可对喷嘴室外壁进行冷却。
1.2中压缸全部采用反动式压力级，共12级分成3部分：其中，中压第12至16级静叶装于中压1号静叶持环上；中压第17至20级静叶装于中压2号静叶持环上；中压第21至23级静叶装于中压3号静叶持环上。中压1号静叶持环装于中压内缸上，中压2号静叶持环及3号静叶持环均装于高中压外缸上。
1.3低压缸采用双流反动式压力级，共2×6级。蒸汽从低压缸中部进入，然后分别流向两端排汽口进入下部排汽装置。因对称双流，故低压转子的轴向推力基本平衡，对转子上产生的轴向推力几乎为零。
对于300MW亚临界机组，从下面几方面对汽轮机水冲击进行分析讲究：
2、汽轮机水冲击的现象。
汽轮机进水时，以下现象不一定同时出现。（1）高、中压主汽门及调门门杆、汽轮机轴封、汽缸结合面等处冒白汽。（2）主、再热蒸汽温度急剧下降，机组负荷摆动。（3）汽轮机金属温度急剧下降，上、下缸温差增大。（4）汽轮机内部、主再热蒸汽管、抽汽管及旁路系统蒸汽管内有水击声。（5）胀差、轴向位移有明显变化，推力瓦温度及回油温度升高。（6）机组振动增加，严重时发生强烈振动。（7）盘车状态下盘车电流增大。
3、汽轮机水冲击的危害。
（1）汽轮机进水时，因为水的密度比蒸汽密度大得多，在喷嘴中不能获得恰当的喷射速度和相对速度角；蒸汽的流动受到阻碍，在叶片中的压降增大，产生很大的轴向推力，可能造成推力瓦乌金烧毁。（2）汽轮机进水或冷蒸汽，使处于高温下的金属部件突然冷却而急剧收缩，产生很大的热应力和热变形，下汽缸由于积水收缩较快，产生拱背现象，动静间隙发生变化，导致径向碰磨，机组强烈振动；同时当热应力超过材料的屈服极限时，会产生永久性变形。阀门及汽缸结合面漏气若阀门和汽缸受到急剧冷却，会导致阀门或汽缸接合面漏汽。（3）叶片损伤及断裂汽轮机进水后，水在喷嘴中喷射角度的改变会打在叶片进口边的背弧上，将会使叶片产生水冲击，造成叶片的损伤或断裂。
4、汽轮机水冲击的原因分析。
（1）汽温调整不当造成主、再热蒸汽温度急剧下降，过热度不够。（2）汽包水位控制不当，造成汽包满水蒸汽带水。（3）高、低压加热器，除氧器满水，加热器保护拒动或抽汽逆止门及电动门关闭不严。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（4）高旁减温水误开、控制不当或减温水隔离阀、调整门不严，通过冷再管道进入汽缸。（5）汽轮机蒸汽管道、轴封供汽或抽汽管道疏水不畅，积水或疏水进入汽缸。（6）主蒸汽流量突变造成蒸汽带水。
5、汽轮机水冲击后运行人员处理措施
一旦运行人员发现水冲击汽轮机象征，应立即采取措施破坏真空紧急停机。（1）开启主、再热蒸汽管道、抽汽管道、轴封母管等系统的疏水。（2）加热器、除氧器满水，立即隔离故障加热器或开启除氧器事故放水。（3）高旁减温水控制不当或隔离阀、调整门不严，手动关严减温水隔离阀和调整门。（4）惰走过程中，仔细倾听机内声音，监视推力瓦温度及回油温度、轴向位移、上下缸温差、汽缸膨胀、机组的振动情况等。（5）记录惰走时间和转子偏心。（6）若惰走时间明显缩短，轴向位移、推力瓦温度、振动、大轴弯曲值超限或机内有异常声音，及时汇报领导，不得擅自启动。（7）投盘车时，要特别注意盘车电流是否异常增大、晃动，严禁强行盘车。（8）汽轮机水冲击紧急停机后，必须连续盘车4小时以上且偏心、汽缸上下温差、盘车电流等参数正常后方可重新启动。
6、如何有效预防汽轮机水冲击措施。
防止汽轮机进水的主要任务是找出进水或进冷蒸汽的来源，只有这样才能确切判断事故原因，从而采取针对性措施。以下是根据工作实际简要介绍预防汽轮机水冲击的措施。
（1）锅炉灭火或机组甩负荷后，主、再热蒸汽温度下降较快，应及时切断锅炉减温水。（2）汽轮机调节级金属内壁温度大于150℃时，不得进行锅炉水压试验。（3）机组停机后关闭与汽缸直接相通的疏水。（4）控制高中压内缸上、下缸温差不超过35℃，应立即打闸停机。（5）汽轮机冲转后上、下缸温差大，若由于抽汽管道疏水不畅引起，应及时投入高加汽侧。（6）汽轮机热态启动冲转前，阀座内外壁金属温度差应在金属温差曲线要求范围内，开启各抽汽管道、主汽及再热蒸汽管道、阀座疏水、导汽管疏水阀连续疏水不少于5min。（7）机组运行中，对比同负荷下各加热器疏水调整门的开度，若发现开度增大，确认加热器泄漏，及时解列加热器。（8）主蒸汽过热度较低调速汽门大幅度摆动，应严密监视机组振动，胀差、轴位移等，若有异常立即打闸停机。（9）机组停机后给水泵运行时，应检查高旁减温水门关闭严密，无特殊情况，应开启高排逆止门后疏水，防止减温水泄漏经过高排返回高压缸。（10）停机后应认真监视排汽装置、高、低压加热器及除氧器水位，防止汽轮机进水，按启停机记录本的要求记录各参数直至下次热态启动或汽缸金属温度低于150℃。（11）轴封供汽母管疏水门在机组投轴封前开启，机组并网关闭，停机后若暂不停轴封时，汽轮机打闸后及时开启轴封供汽母管疏水门，轴封停运后严密关闭各供汽门，开启轴封供汽管道所有疏水门。（12）轴封投入期间，辅汽联箱温度不得低于210℃，过热度不低于30℃，否则采取措施提高温度。（13）给水加热器检修做措施时，必须先隔绝汽侧，后隔绝水侧，防止加热器泄漏造成汽轮机进水。
7、结束语
汽轮机水冲击事故造成设备损坏和机组非计划停运，在国内外多次发生。其产生的原因是多方面的，但并不是不可预防。除必要的监控和保护系统，运行人员的监视和采取的措施及时得当，将很大程度上防止水冲击的发生或降低设备的损坏程度。防止汽轮机进水、进冷蒸汽，应从设计、运行、检测、试验及维护等各方面入手，尤其加强运行人员技能水平，强化对水冲击的认识的培训，才能取得较好的效果。
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论文作者:席海宁
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/30
标签：汽轮机论文; 疏水论文; 蒸汽论文; 汽缸论文; 机组论文; 中压论文; 加热器论文; 《电力设备》2017年第25期论文;