摘 要：針對汽輪機轉子大軸彎曲事故頻發的現狀，提出了防止轉子大軸彎曲的優化措施，在切實掌握必要技術資料的基礎上，確保運行設備狀態良好，防止誤操作，可有效地防止汽輪機組轉子大軸彎曲事故的發生。
關鍵詞：汽輪機；轉子大軸；防止措施
引言
汽輪機轉子大軸永久性彎曲是重大惡性事故，近年來相繼發生了金竹山公司“8.23”轉子彎曲事故、淮北電廠“1.9”轉子彎曲事故及高井熱電廠“1.8”轉子彎曲等多起事故。汽輪機轉子大軸彎曲后的校正耗費大量人力、物力，且停機修復時間長，對于汽輪機轉子的使用壽命產生嚴重的后果，會影響轉子壽命，甚至可能導致報廢，造成巨大的經濟損失。因此，防止汽輪機轉子彎曲一直以來都備受重視，但是汽輪機轉子彎曲事故還時有發生。
大唐洛陽熱電廠5號機組為CN300-16.7/537/537型亞臨界、一次中間再熱、單軸雙缸雙排汽、單抽供熱式汽輪機。汽輪機本體為高中壓缸及低壓缸兩部分。高中壓缸由合金鋼鑄造，采用雙層缸結構，通流部分反向布置。主蒸汽及再熱蒸汽進汽部分集中在高中壓缸中部，是整個機組工作溫度Z高的部位。5號機組于2006年12月進行168試運時，由于諸多原因，造成汽溫、汽壓大幅度波動，且超過緊急停機值沒有果斷停機，引起轉子大軸彎曲的事故。在這次滑參數停機過程中，特別是在鍋爐燃燒不穩，主再熱蒸汽汽溫出現失控時，主蒸汽溫度幾分鐘內由328 ℃下降至272 ℃，下降了56 ℃，已符合汽輪機事故處理中緊急停機的條件，而運行人員沒有及時果斷緊急停機。當主汽壓力將至4.2 Mpa 時，對應的飽和溫度為253 ℃，這時主蒸汽溫度只有272℃，過熱度僅有19 ℃，按規程規定過熱度應大于50 ℃，低溫蒸汽進入汽輪機后，汽缸本體收縮變形，發生動靜碰磨，導致汽輪機大軸輕微彎曲，對機組及時投運造成了一定的影響。針對此類事故，結合生產實際總結了防止汽輪機轉子大軸彎曲的相關措施。
1、全面地掌握基礎資料
只有對汽輪機轉子正常狀態下的基礎資料有全面地掌握，才能夠及早地發現發生轉子彎曲事故，及時地采取措施防止事故擴大。以下基礎資料是必須詳細掌握的。
（1）掌握汽輪機組基礎技術資料。
①轉子原始彎曲的Z大晃動值(雙振幅值)，Z大彎曲點的軸向位置及圓周方向的相位。大軸彎曲表測點安裝處轉子的原始晃動值(雙振幅值)及Z高點在圓周方向上的相位。
②正常情況下，機組軸系通過各臨界轉速時，各軸承的過臨界振動值及低于臨界轉速和定速后的振動值。
③正常情況下，盤車電流及其擺動值和對應的潤滑油油溫、頂軸油壓。
④正常停機的惰走曲線及對應的真空值、頂軸油泵開啟時間、頂軸油壓；破壞真空停機的惰走曲線。
⑤停機后正常情況下，汽缸各主要金屬溫度的下降曲線。
⑥通流部分軸向間隙，徑向間隙數值。
以上資料數據應根據機組情況，特別是大修后，進行核對與修訂。
（2） 制定典型啟動和停機曲線。
應根據汽輪機設備制造廠的規定和同類型機組的運行經驗，制定出機組各狀態下的典型啟動曲線和停機曲線，經實踐后納入運行規程。
（3） 建立完善的機組啟停記錄。
停機后應定時記錄汽缸各金屬溫度、大軸彎曲、盤車電流、膨脹、差脹等數值，直到機組下次熱態啟動或汽缸金屬溫度低于150℃為止。
（4）系統進行改造、運行規程中尚未作具體規定的重要運行操作或試驗，必須預先制定安全技術措施，經上級主管部門批準后再執行。
2、確保設備處于良好狀態
汽輪機系統處于良好的工作狀態，特別是對于老機組，是防止大軸彎曲的必要保障。
（1）保持汽缸保溫性能良好。
采用保溫性能良好的保溫材料，切實可靠的施工工藝(如粘貼法等)，保證保溫材料與下汽缸不發生脫空現象，保溫應保證機組停機后，上下缸溫差不超過35℃，Z大不許超過50℃。
（2） 疏水系統保證疏水暢通。
疏水系統應能保證疏水暢通不會向汽缸返水、返汽。特別應注意以下幾點：①疏水聯箱或疏水擴容器的標高應高于凝汽器熱井Z高點的標高。②疏水管應按壓力順序接人聯箱或擴容器，并向低壓側傾斜45℃；③疏水聯箱和疏水擴容器的聯接方式和尺寸應保證疏水門全開時，聯箱或擴容器內壓力仍低于各疏水管路上的Z低壓力；④防腐排汽管的管徑應足夠大；⑤汽缸本體疏水應直接接人凝汽器或疏水擴容器上部。
（3） 防止其他系統結構原因造成汽機進水、進冷汽。
軸封系統和門桿漏氣系統都存在向汽機進水、進冷氣的隱患。應注意以下幾點：①調節汽閥漏汽至除氧器的管路上應裝逆止閥和截止門；②軸封系統應有可靠的備用汽源軸封管路疏水系統，應有可靠的防止水和冷汽進人軸封管路的措施；③梳齒型汽封雖然解決了?封片倒伏的問題，但依然會發生徑向碰摩，增加彎曲的危險，為安全起見，應將汽封下部間隙適當放大。
（4） 汽輪機監測儀表準確可靠。
汽機監測儀表是預防和判斷大軸彎曲的重要手段，應注意以下幾點：①汽輪機組監測儀表必須完好、準確，并應定期進行校驗；②電氣大軸彎曲表不夠準確可靠，必須加裝機械式大軸彎曲表，大軸彎曲值應以機械式大軸彎曲表為準，未加裝機械式大軸彎曲表不得啟動；③在汽缸容易進水的斷面(如調節級)，應加裝進水檢測溫度熱電偶，以便及時發現汽缸進水、進冷氣。
3、防止運行中的誤操作
運行過程中準確無誤地操作，不僅是防止大軸彎曲Z為關鍵的環節，而且可及時發現由于其他原因造成的大軸彈性彎曲，避免事故的擴大。在已發生的大軸彎曲事故中，運行操作失誤往往是主要原因。以下為運行操作中需要注意問題：
（1）汽機沖轉前必須符合以下條件，否則不允許啟動：
①大軸晃動值不得超過原始值±0.02mm。
②汽缸上、下缸溫差不超過50℃。
③主蒸汽溫度至少高于汽缸Z高金屬溫度50℃，但不超過額定氣溫。蒸汽過熱度不低于50℃。
④轉子應進行充分連續盤車，一般不少于2-4 小時，短時間停止也是不允許的。
（2）在機組啟動升速過程中，在階臨界轉速前，軸承振動超過0.03mm時，應立即打閘停機。過臨界轉速時，軸承振動超過0.1mm時，應立即打閘停機。嚴禁硬闖臨界轉速和降速暖機。正常運行時，軸承振動一般不應超過0.03mm，超過0.05mm時，應設法消除。當軸承振動突然增加到0.05mm時，應立即打閘停機。因振動異常而停機后，必須經全面檢查確認機組已恢復正常狀態，并盤車不少于4小時后，才能再次啟動，嚴禁盲目再次啟動。
（3）啟動前應檢查停機記錄，并與正常曲線比較。在熱態啟動中，應先向軸封供汽，后拉真空，軸封供汽管路在供汽前必須充分暖管與疏水，防止水或冷氣從汽封進入汽輪機。
（4）機組啟動過程和停止及變工況運右過程中，應按照規定的曲線控制蒸汽參數的變化。主蒸汽溫度的變化率和汽缸金屬溫度的變化率不得大于規程規定。主蒸汽要保持一定的過熱度，要避免汽溫大幅度直線變化。當10分鐘內汽溫上升或下降達50℃時，應立即打閘停機。當主蒸汽汽溫過熱度過低時，調速汽門的大幅度擺動，有可能引起汽輪機一定程度的水擊，此時應嚴密監視機組振動、脹差、軸向位移的參數，如有異常應立即打閘停機。疏水系統投入時，應注意保持凝汽器熱井水位，使之始終低于疏水聯箱或疏水擴容器的標高。
（5）停機后，應投入連續盤車，注意比較盤車電流值、擺動值與典型正常值。如有動靜摩擦，則不能投人連續盤車，應根據實際情況作間斷盤車。待摩擦基本消除后，方可投入連續盤車。因故暫時停止盤車時，持續時間不應超過半個小時，每半小時應盤車180°。不超過半小時，也應視情況先盤車180°，待轉子熱彎曲消失后，再投入連續盤車。機組停機后應注意監視凝汽器水位，防止凝汽器滿水而造成冷水進入汽輪機。
（6）熱態情況下，一般不允許鍋爐打水壓，如遇特殊情況需要打水壓時，應采取有效措施防止水漏入汽輪機。
（7）運行規程中，未作具體規定的重要特殊運行操作或試驗(例如汽機甩負荷試驗，RB試驗)，必須事先制定出技術措施，經審核批準后執行。
4、結束語
針對轉子大軸彎曲事故，在熱電廠生產運行過程中，嚴格要求生產運行人員切實掌握必要的基礎技術資料，做好基礎技術工作；同時保持設備的運轉良好，系統結構合理；防止運行過程中誤操作，有效地防止汽輪機組轉子大軸彎曲事故的發生。
（來源：網絡）
