（内蒙古岱海发电有限责任公司 内蒙古凉城 013700）
摘要：该文通过锅炉灭火事故发生后及事故处理恢复阶段威胁到汽轮机安全的水冲击及主机轴系安全方面入手进行分析，得出当锅炉发生灭火后能在保证汽轮机安全运行的前提下实现停炉不停机的事故处理的结论。从而为停炉不停机事故处理提供了详尽的指导及发生类似事故时汽轮机能否安全运行提供了参考依据。
关键词：停炉不停机；汽轮机安全；水冲击
1 引言
2013年08月04日，时值中班，因天降暴雨，加上环保施工改造将风机处屋顶部分拆除，最终导致21送风机油站油泵跳闸继而21送风机跳闸（同样是因为环保改造已将22侧风烟系统退出运行），引发二号炉MFT动作，运行人员立即启动停炉不停机事故预案并最终顺利实现。本文将从事故发生后主要参数变化趋势入手，对停炉不停机实施过程中汽轮机的安全性进行总结分析。
2 汽轮机安全性分析
锅炉MFT后，进入炉膛的燃料全部被切断，锅炉依靠蓄热对汽轮机提供能量维持发电机低负荷运行，由于主蒸汽温度的降低及进汽量的减少都会引起缸温的下降，都会对汽轮机造成较大的热冲击，同样会缩短汽轮机使用寿命。由于停炉不停机过程中汽轮机仍有进汽，另一方面锅炉蓄热产生的蒸汽参数是不断降低的，对汽缸的冷却是加剧的，所以从锅炉灭火后影响汽轮机安全运行的几个因素加以分析。
2.1汽轮机水冲击方面
可能发生汽轮机水冲击的原因大致有，汽包水位高引发汽轮机进水、进入汽轮机的蒸汽过热度低和各抽汽加热器液位控制不当造成反水这三个方面。
2.1.1汽包水位分析
汽包如果满水，随着积水量的增加积水将顺着主蒸汽管道进入汽轮机，将对汽轮机的造成水冲击的危害。为谨慎图1中共有两个汽包水位测点，一个为平均值，另一个为大量程测点，从图1中可以看到，锅炉灭火以后汽包水位是一个急速下降的过程，大约从0mm左右下降到-150mm，之后虽有小幅回升，但始终在-100mm以下，在整个事故处理阶段，汽包水位一直维持在较低水平。
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图2 机前主汽温度趋势
2.1.2进入汽轮机的蒸汽过热度分析
如果进入汽轮机的蒸汽过热度不够，蒸汽在汽轮机中前几级做工后将会凝结成水，对汽轮机构成水冲击的危害，《电业安全生产规程》热力机械部份对进入汽轮机的蒸汽过热度要求为任何情况下都得保证有50℃以上的过热度。从图2看到，机前主汽温度最低时为478摄氏度，此时机前主汽压力为9MPa，查阅水蒸汽压力与饱和温度对照个表可以知道，9MPa对应的饱和温度为303摄氏度，由此得出机前主蒸汽还有175摄氏度的过热度，完全符合要求。
2.1.3各加热器液位份
各高、低加及除氧器液位在事故处理时也至关重要，如果任一加热器满水，水将顺着抽汽管道进入汽轮机对汽轮机构成水冲击的威胁。所以各加热器液位应
及时关注，查看各事故疏水门能否及时响应，否则手动开启，除氧器水位的调整应及时开启凝泵再循环，关小上水调门开度，各加热器包括除氧器液位始终保持宁低勿高的原则进行控制即可。因为汽轮机各段抽汽均与下汽缸连接，机组低负荷运行时，各段抽汽均在一定程度上对下汽缸进行了冷却，从而增大了上下缸壁温差，因而在锅炉灭火后，应立即解列各加热器，特别是高压加热器，这样可以有效的利用锅炉余汽。但在解列高压加热器时，应该做到汽水侧同时解列，让加热器自然冷却，可以有效的防止给水对高压加热器进行强制冷却，导致高压加热器泄漏满水，造成汽轮机水冲击。而除氧器的加热汽源可由抽汽倒至邻炉辅汽供给，以保证给水温度不会下降过快，保证给水温度在合格的范围内，同时防止了除氧器因失压而引起的除氧器振动的发生。
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图4 主机1、2瓦振动
2.2主机轴系安全方面
汽轮机在启停及变工况运行过程中，由于汽缸和转子的材料、结构尺寸以及受热条件不同，汽缸和转子的膨胀明显存在差异。而蒸汽对转子的放热系数比对汽缸的要大，因此转子随蒸汽温度的变化膨胀或收缩都更为迅速。锅炉灭火后，主蒸汽温度逐渐降低，由于转子收缩比汽缸快，因而汽轮机产生较大的负胀差，一旦负胀差超过了规定值，就会使动静间的轴向间隙消失，发生动静摩擦，可能引起机组振动增大，甚至发生损坏叶片、大轴弯曲等恶性事故，因而在这种情况下应严密监视和控制负胀差。另外，汽轮机在极低负荷运行时，高速旋转的转子使蒸汽与动静部分摩擦鼓风产生大量的热量，由于此时进入汽轮机的蒸汽量很少，
无法将产生的热量带走，导致排汽缸温度升高，造成排汽缸受热膨胀。汽轮机排汽缸距离汽缸死点较近，汽缸膨胀将带动转子前移，而转子尾部距离排汽缸还有一段距离，排汽缸温度升高对转子膨胀的影响很小，从而加剧了机组负胀差的增大。排汽缸温度升高不但会导致机组负胀差增大，而且会引起排汽缸变形和轴承位置的变化，从而很可能导致机组振动异常增大，因而要引起足够的重视，在停机不停机操作过程中只要抓住快速恢复主蒸汽温度这一主要因素，加速锅炉点火，缩短主汽温下降段的时间，便可遏制负胀差的增大，保证机组的安全。
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图7 主机7、8瓦振动
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图10 高压缸缸温趋势图
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图11 高压缸进水检测温趋势图
从图3中可以看到，在快速降负荷的过程中，只有轴向位移有明显的小幅升高，变化幅度小于0.1mm，并且非常平稳，缸胀、高压胀差、低压胀差、转子偏心等重要参数几乎没有变化。
图4至图8是主机各瓦振动趋势图，从以上各图我们可以看到，主机轴瓦振动除了3瓦和6瓦有小幅度上涨外，其余基本不变。主机3瓦轴振Y方向由72μm上涨到94μm，上涨幅度为22μm；主机6瓦轴承振动和负荷振动Y方向分别由49μm和58μm上涨到56μm和66μm，均上涨了大约8微米。而所有的轴瓦振动均在100μm以下，所以主机轴瓦振动是符合要求的、是安全的。
从图9看到，主机推力轴承金属温度、供回油温度均变化不大，并且全部低于60℃，所以说主机推力轴承是安全的。
表1 高压缸缸温表
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图13 中压缸进水检测温度趋势图
3 分析结果
锅炉灭火后，汽轮机不停机或停机，上、下缸温度均会降低，而汽轮机上下缸温差及内外壁温差过大，将引起汽缸变形而导致通流部分动静间隙发生变化，当温差增大到一定程度不但会使汽轮机动静间隙消失，造成动静间隙摩擦，而且会使热应力超过其屈服极限，造成汽缸或转子发生永久性变形。在锅炉灭火汽轮机不停机这种方式下，由于主汽温度逐渐降低，对汽缸和转子进行逐渐冷却，有利于上下缸温差及内外壁温差的控制。同时为了防止下缸温度下降过快，造成上下缸温差增大，要及时打开本体疏水。
3.1防止汽轮机水冲击方面
由图10我们可以看到，高压缸缸温总体趋于平缓，并且变化幅度不大。表1是根据图10得出的数据，因为锅炉MFT时间是16:51，而投油点火时间是17:02,所以在表1中取了MFT前16:50的数据和半小时后即17:20的数据。表1中红色部分是两次取数差值，正值表示数值是升高，负值表示数值降低，从表1我们可以清晰的看到除了调节级金属温度下降了14.3摄氏度和高压隔板套上半金属温度下降了20.16摄氏度，其余金属温度变化很小。
从图11可以看到，高压缸进水检测各测点变化趋势平缓，无突变、无大的变化，根据图11得出表2，表2中取了锅炉MFT前16:50的数值和锅炉点火后
最低点即17:28的数值。红色部分是两次取数差值，正值表示数值是升高，负值表示数值降低。从表2中看到，下降最多的是高压进水检测抽汽口底座和上盖处，分别下降了17.5℃和33.1℃，从图4看到该温度的下降趋势与调节级蒸汽温度一致，并且下降幅度没有超过调节级蒸汽温度的49.9℃。
主汽门前蒸汽温度在38分钟内下降了约50℃，不满足10分钟内下降超过50℃即紧急停机的条件。从图12看到，中压缸缸温各点温度平缓，在整个过程几乎没有什么变化，从图13看到，中压缸进水检测各点温度平缓，几乎没有什么变化。
综上，从汽包水位、各加热器水位、主汽门前主蒸汽过热度等易引起水冲击的因素进行了分析，均不存在发生水冲击的可能；接着又从高、中压缸各缸温、各进水检测测点温度变化趋势进行了查阅分析，均未发现有水冲击的迹象。我们可以认定，汽轮机是绝对安全的，不存在发生水冲击的危险。
3.2主机轴系安全方面
由上一节的分析可知，主机轴系各项安全指标变化幅度均不大或没有变化，并且全部都处于报警值范围内，所以说主机轴系是安全的。
4 结论
本文通过事故发生后及事故处理恢复阶段威胁到汽轮机安全的方方面面入手进行分析最终得到，当锅炉发生灭火后，只要处理得当，就能在保证汽轮机安全运行的前提下实现停炉不停机的事故处理。
参考资料
[1]内蒙古岱海发电有限责任公司企业标准.一期集控运行规程
[2]华东六省一市电机工程（电力）学会编.600MW火力发电机组培训教材汽轮机设备及其系统[M].北京：中国电力出版社,2000
作者简介
陈应贤（1987—），男，本科，工程师，从事发电厂运行工作。
论文作者:陈应贤
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/12
标签：汽轮机论文; 汽缸论文; 温度论文; 蒸汽论文; 锅炉论文; 转子论文; 加热器论文; 《电力设备》2018年第21期论文;