大型发电机组汽轮机超速原因查找及处理
汽轮机超速原因及防止措施探讨
汽轮机超速原因及防止措施探讨发布时间：2022-07-18T03:22:56.581Z 来源：《中国科技信息》2022年第33卷3月5期作者：韦旭[导读] 文章简要说明了汽轮机超速飞车，是汽轮机组设备损坏的重大恶性事故，韦旭上海能源股份有限公司热电厂江苏省徐州市 221611摘要：文章简要说明了汽轮机超速飞车，是汽轮机组设备损坏的重大恶性事故，并针对汽轮机超速事故的主要原因进行了针对性的分析，对超速事故提出了预防措施，提出了提高其安全运行可靠性的实施内容。
关键词：汽轮机组超速事故安全运行防止措施前言：汽轮发电机组是高速运转设备，正常工作转速为3000转\分，是在高转速下工作的机械设备，其转速超过危急保安器动作转速，超出额定转速的11%—12%（3300—3360转\分），即为超速。
某厂#2机组、#3机组也曾发生不同程度的超速现象，虽然没有发生设备损坏，但值得警惕。
汽轮机发生超速时，各转动部件就会超过设计强度（一般是按照额定转速的120%（3600）进行校核的）而断裂，造成机组强烈振动而损坏设备。
严重时可以导致汽轮发电机转子飞出汽缸及厂房、引起整个汽轮发电机组轴系断裂，使整台机组报废，还能使主厂房及主设备损坏，及人员伤亡，是汽轮发电机组设备破坏最大的事故之一，对安全发供电威胁极大，造成国家财产损失，严重影响安全发供电。
一、机组超速的原因分析1、汽轮机调节保安系统存在缺陷：汽轮机调节保安系统任务，首先要保证汽轮机在额定转速下正常运行，其次还保证在机组甩负荷以后转速升高不超过规定值，所以调节系统是防止汽轮机超速的第一道保障。
如果在汽轮机甩掉负荷以后不能保持空载运行，就可能引起超速。
汽轮机甩负荷后，转速迅速升高的原因有以下几个方面：（1）高中压主汽阀、高中压调节阀汽门不能关闭、关闭时间过长或漏汽量大，甚至有卡涩、串动现象。
（2）高压缸排汽逆止门、部分抽汽逆止门不动作、不严密或卡涩。
（3）供热快关阀不严或拒动，造成热网蒸汽倒灌，使机组超速。
汽轮机机械超速不合格原因分析及改进
１ １ ， ７ ３ ７ ７ ｒｒｉ ， 急 遮 断 器 飞 锤 打 １ ％ 即 ６ ０～ ７ ０／ ｎ时 危 ａ
急 遮断器 飞锤 与钩 间隙过大 的 因素 ； 之后 ， 汽轮机 对
危急保安器解体检查 ， 确认保安器滑 阀、 弹簧、 钩等 各部 件外 观完好 ， 机 械 损伤 ， 部件 无 卡 涩现 象 ， 无 各 排 除了危 急保安 器滑 阀 、 簧 、 弹 钩等 部件变形或 损坏
正常动作 ， 对防止机组超速 十分重要 。如果保安系
统失灵将 引发 机组过 分超 速 ， 即使 时 间很短 ， 也可能
引起 严重事 故 。
长时间运行过程中， 发生位移， 使飞锤偏 心距减小 ， 汽轮机危 急遮 断器 飞 锤 飞 出的离 心 力增 大 ， 导致 机 械超 速不合 格 。
（ 兰州石化公 司化肥厂 ， 甘肃 兰州 ７ ０ ６ ３００） 摘 要 ： 兰州石化公 司化肥厂动力车间 ２× ８ １ ＭＷ 汽轮发 电机组 １汽轮机已运行 １ ２年 ， 在一次超速试验 中危急保安 器不动作 ， 经过对相关部件检查 ， 最终确定主要原因是危急遮断器螺钉松动 ， 造成 机械超速不合格。针对 这种情况 ， 通过计算危急保安的偏 心距 ， 不断调整螺 钉在 飞锤 中的位置 ， 并经过机 械超速试 验验证 ， 最终解决 了机械 超速不合 格 的问题 ， 保证 了汽轮机的安全运行 。
针对 以上 原 因 ， 首先 对 汽轮 机危 急遮 断 器飞锤 与钩 间隙进行 了测量 ， 量结 果 为 ０ ８ｒ 完 全满 测 ．５ ｍ， ａ
足厂家 给定 的技 术 要 求 （ ． ０ ８～１０ ｍ） 排 除 了危 ．ｍ ，
汽轮机超速事故应急处置方案
汽轮机超速事故应急处置方案1总则1.1目的为及时、有效地处理汽轮发电机组超速事故，避免或减少因发电机组超速带来的人员伤亡、重大经济损失和社会影响，特制订本预案。
1.2编制依据本预案依据《电力企业现场处置方案编制导则》、《XXXXXXXXXXXX公司公司人身事故应急预案》、XXXXXXXXXXXX公司《汽轮机运行规程》等以及电厂的实际情况而制定。
1.3适用范围本预案适用于XXXXXXXXXXXX公司汽轮发电机组超速事故应急处置。
2事故特征2.1危险性分析和事件等级2.1.1危险性分析因调速系统有缺陷、超速保护系统故障、运行中操作不当等原因，造成发电机组超速保护动作或拒动作，致使发电机组被迫停止运行，机组严重超速时，则可能使叶片脱落、轴承损坏、大轴折断，甚至整个机组报废从而对汽轮机等发电设备构成严重威胁甚至造成损坏、现场人员伤亡。
2.1.2事件等级2.1.2.1三级状态：运行中汽轮机发生超速，超速保护发出超速报警信号，转速未达超速保护动作定值。
2.1.2.2二级状态：运行中汽轮机发生超速，汽轮机超速保护发出报警信号，超速保护动作，发电机组跳闸。
2.1.2.3一级状态：运行中汽轮机发生超速，汽轮机超速保护拒动作，通过危急打闸强迫机组停止运行，但是可能造成汽轮机组损坏，发生汽轮机动静摩擦、烧瓦、大轴弯曲、汽轮机飞车，或者造成人员伤亡等重特大事故。
2.2事件可能发生的地点和时间段2.2.1 1#、2#、3#机组2.2.2发电机组超速事故主要发生在机组启停机操作、调速系统试验、机组故障甩负荷三个特定阶段。
2.3可能造成的危害发生设备损坏或者造成人员伤亡事故。
2.4事前可能出现的征兆2.4.1启机前没有做超速试验。
3 组织机构及职责3.1成立应急救援指挥部总指挥：常务副总经理副总指挥：生产副总经理、行政副总经理、总工程师、电厂总监、建设成本副总监成员：安技部部长、运行部部长、检修部部长、供热部部长、综合部部长、人力资源部部长、物资部部长、工程部部长、预算部部长、财务部部长、市场开发部部长、客服中心部长、质量监查部部长、研发中心副总工程师、国新项目部部长。
汽轮机超速的原因及安全防范措施
汽轮机超速的原因及安全防范措施作者：冯义辉来源：《中国新技术新产品》2011年第08期摘要：汽轮机超速是对人身安全和设备危害极大的恶性事故，严重影响安全生产。
关键词：汽轮机；超速；安全；防止措施中图分类号: TK264.2+1 文献标识码:A汽轮机作为原动机，具有强大的动力矩，超速时转子零件的应力将达到不允许的数值，可能使叶片甩脱、轴承损坏、转子断裂，甚至整个机组报废。
因此，汽轮机超速是对人身安全和设备危害极大的恶性事故。
严重影响安全生产。
下面就汽轮机超速的原因和防范措施做一讨论。
一、汽轮机超速的主要原因汽轮机超速原因大致可分为汽轮机调速和保护系统故障，运行操作维护不当。
按不同的事故起因和故障环节，分别讨论。
1. 调速系统有缺陷：汽轮机调速系统的任务之一，就是保证在汽轮机甩负荷以后转速升高不超过规定的允许值。
当调速系统有缺陷时就可能引起超速。
原因有以下几个方面。
（1）调速汽门不能关闭或漏汽量大。
（2）抽汽逆止门不严或拒绝动作。
（3）调速系统迟缓率过大或调节部件卡涩。
（4）调速系统速度不等率过大。
（5）调速系统动态特性不当。
（6）调速系统整定不当，如同步器调整范围、配汽机构膨胀间隙不符合要求等。
2. 汽轮机超速保护系统故障：（1）危急保安器不动作或动作转速过高危急保安器的动作转速一般规定在高于额定转速的10-12%,这是保护汽轮机使其转速不至过分升高的主要保护设备。
造成危急保安器不动作或动作过迟的原因主要有：①重锤或飞环导杆卡涩。
②重锤或飞环动静部件不同心，在运行时憋劲。
③弹簧在受力产生过大的径向变形，以致与孔壁产生磨擦。
④接吻扣或打击板间隙过大，撞击子飞出后不能使危急保安器滑阀动作。
（2）电磁遮断超速保护装置故障。
（3）危急保安器滑阀卡涩，无法动作。
（4）自动主汽门和调速汽门卡涩。
3. 运行中操作调整不当：（1）油质管理不善，进油时是劣质油或标号不同，领回时未化验加入主油箱运行，再者是检修质量不良，轴封间隙调整未在标准范围内，调整不当，运行中轴封压力调得过大，漏汽到油档，造成油中进水，引起调速和保护部件卡涩。
火电厂汽轮机运行存在的问题与对策
即转化热能为机械能的一种运行原理。具体来讲，汽轮机结合锅 炉对燃料进行燃烧以及加热水的同时可以使蒸汽形成。如此一 来，燃料的化学能迅速地向热能转化，结合高温蒸汽形成的压 力影响下，汽轮机的不间断旋转实现，最后通过汽轮机的带动 作用下，发电机旋转，从而可以转变机械能为电能。因为汽轮机
5 结语
综上所述，根据当前火电厂汽轮机运行存在的问题，需要 定期检查汽轮机、改进与完善汽轮机真空系统、优化抽汽回热 系统以及解决汽轮机存在的大轴受压变形问题，并且提高工作 者的素质和技能。尽管当前我国经济迅速发展，可是依旧面临 严峻的能源与环境问题。只有实现火电厂汽轮机运行效率的提 升，降低汽轮机的故障率，助力减少环境恶化问题，节省能源， 从而推动社会的健康与稳定发展。
2.2 汽轮机真空系统存在的问题 汽轮机真空系统价值主要表现在：在启动汽轮机组的过程
中即抽出了加热器以及凝汽器当中的空气，从而创造一定真空 值。在汽轮机恢复正常工作之后，为了对真空值进行有效维持， 能够将外部漏入、凝汽器当中的不凝结气体抽出。鉴于此，汽轮 机真空系统的运行面临不少会导致其形成不利影响的要素，具 体来讲，主要表现为：一是如果汽轮机真空水泵中的水温太高， 那么较易导致真空泵抽气量显著降低，从而造成真空度的显著 减小。二是如果外部环境温度值较高，那么循环水温也势必获 得提升，这势必制约凝汽器吸热量以及蒸汽冷凝温度[3]。如此 一来，凝汽器的真空度势必存在不断降低的一种趋势。三是真
3 火力厂汽轮机运行存在问题的对策
3.1 定期检查汽轮机以及提高有关工作者的素质和技能 (1) 定期检查汽轮机。对于汽轮机存在超速的情况，应实施
定期检查的处理对策，以体现防范的作用。一是定期对其润滑 油与抗燃油的油质进行化验，保障油质状态始终是达标的。二 是定期测试汽门关闭时间、试验汽门严密性、试验阀门活动等。 如果测试或试验存在不足，那么应实时检修或维护。三是对汽 轮机的重要仪表仪器进行着重检查，尤其是对转速表能否可以 正常显示状况进行检查。四是对其主汽门以及调速汽门是否面 临卡涩现象进行检查。五是设计若干超速保护自身控制设备， 有效安装安全阀。
汽轮发电机组冲转升速时振动超限导致跳机问题分析与解决
汽轮发电机组冲转升速时振动超限导致跳机问题分析与解决摘要：汽轮发电机组整套启动过程中可能发生振动值超量程的情况，本文对汽轮机冲转过程出现的状况进行了原因分析，结合造成振动高的各种潜在可能因素，提出切实有效的检查及处理方案，对以后类似问题的分析、解决具有相应参考意义。
关键字：汽轮发电机组，振动，原因分析，解决引言：机组整套启动时（尤其是首次启动），其振动值可能超出机组的保护跳闸值，经由揭瓦检查、发电机加平衡块等等方式方能使振动值合格。
汽轮发电机组振动数据是判断汽轮发电机运行情况的重要指标，会严重影响设备及人员的安全，而汽轮机异常振动又是常见故障中比较难确定故障原因的一种，本文根据所遇实际情况结合影响机组振动的各项因素进行分析阐释。
一、以杭丽热电项目机组振动值高处理过程为例彼时杭丽项目3号汽轮机组所涉及各分系统的调试工作已经结束，正处于机组整套调试阶段。
按照首次启动的要求进行详细准备工作后，机组开始启动并升速。
按照调试方案先升速至800r/min后，就地打闸，确认机组无摩擦等异常声音，然后重新开启速关阀，开启调门升速至800r/min，依照冷态暖机曲线暖机，且在低速暖机保持时间内，对机组运转情况进行仔细检查，仔细测听各轴瓦，汽封声音，发现并无明显异常。
但是注意到发电机一侧，也就是4瓦振动值偏高，大概在80μm左右，不过距报警值还有一段距离。
（汽轮机振动的报警值为80μm，跳机值为110μm。
发电机振动的报警值为120μm，跳机值为150μm。
）当暖机结束后准备按照升速曲线将机组由800r/min升速到2000r/min，但到1043r/min过程中发现机组振动值整体迅速升高，其中发电机4瓦瞬间到194.8μm，而汽轮机3瓦处振动也已经超出110μm跳机值。
其他两个瓦处振动也有明显的增大趋势。
而且第一次时1043r/min时已跳机，距杭州汽轮机股份有限公司所供非停顿区1300-1750r/min转速上还有一段距离。
汽轮发电机组的常见故障及处理范本
汽轮发电机组的常见故障及处理范本汽轮发电机组是一种以汽轮机为主体的发电设备，它通过燃烧燃气或燃油，将热能转化为动能，再通过发电机将动能转化为电能。
在使用过程中，由于各种原因，汽轮发电机组可能会出现一些常见故障，下面我们将详细介绍这些常见故障及其处理范本。
1. 转速异常故障现象：汽轮发电机组的转速异常，可能出现转速过高或转速过低的情况。
处理范本：1) 检查发电机组的控制系统，确保转速控制器工作正常。
2) 检查汽轮机的轴承磨损情况，如有磨损应及时更换。
3) 检查汽轮机的进排气系统，确保流量正常，排气压力正常。
4) 检查发电机组的传动系统，如齿轮箱、联轴器等，确保传动系统没有异常。
5) 检查发电机组的负荷情况，是否超过额定负荷。
2. 运行温度异常故障现象：汽轮发电机组的运行温度异常，可能出现温度过高或温度过低的情况。
处理范本：1) 检查汽轮机的冷却系统，确保冷却水流通正常。
2) 检查汽轮机的燃烧系统，确保燃烧充分。
3) 检查发电机组的润滑系统，确保润滑油正常供给。
4) 检查排气温度传感器和进气温度传感器，确保传感器工作正常。
5) 检查发电机组的负荷情况，是否超过额定负荷。
3. 润滑油压力异常故障现象：汽轮发电机组的润滑油压力异常，可能出现油压过高或油压过低的情况。
处理范本：1) 检查润滑系统的油路，确保油路畅通无阻。
2) 检查润滑油过滤器，清理或更换油滤器。
3) 检查润滑油泵，确保泵工作正常。
4) 检查润滑油的粘度和质量，如有需要可以更换润滑油。
5) 检查润滑油冷却系统，确保冷却器工作正常。
4. 发电机电气故障故障现象：汽轮发电机组的发电机出现电气故障，如电压不稳定、频率偏移等。
处理范本：1) 检查发电机的绕组和绝缘情况，如有需要可以进行绝缘修复。
2) 检查发电机的励磁系统，确保励磁电流正常。
3) 检查发电机的调压器和调频器，确保调节正常。
4) 检查发电机的电压、频率传感器，确保传感器工作正常。
5) 检查汽轮机的燃烧系统，确保燃烧稳定。
300MW机组汽轮机转速控制故障分析和处理措施
度 为 １ ）所 以才 产生 了这样 一个 故 障现 象 ， 致 单 ， ｓ 导
・
５ ２・
华 电技 术
第３ ３卷
图 ２ 逻辑 修 改 后 的 控 制 曲线
５ 结 束 语
此 次 Ｄ Ｈ转 速控 制故 障是 由 Ｄ Ｈ组 态 内部 的 Ｅ Ｅ
参 考文 献 ：
［］ １ 毕华南 ， 李红艳．给水泵 汽轮机 控制系 统应用及 启动 中
功 能块 运算 时序 不合 理 引起 的 ， 以 ， 审查 逻辑 组 所 在 态时， 不但 要 检查组 态 的正 确性 ， 而且 要检 查各 功 能
（ ） 入 目标 值 、 ４输 升速 率 。
（ ） 击“ ５点 进行 ” 钮 ， 轮 机 开 始 按 照 所 设 定 按 汽
Ｄ Ｈ转速 控 制 由转速 控制 ＰＤ、 地 转速 信号 、 Ｅ Ｉ 就
目标值 、 升速率 、 转速设定值 、 流量指令 （ ） 阀门 ％ 、
曲线 、 伺服 阀和 调 门组成 。
关键词 ： 数字 电液控制 系统 ； 停机惰走 ；Ｉ ＰＤ调节器 ； 超速保 护 ； 故障分析
中 图 分 类 号 ：Ｋ２ ８ Ｔ ６ 文 献标 志 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：６ ４—１５ （０ １ ０ ０ ５ ０ １７ ９ １ ２ １ ）９— ０ ０～ ３
１ 数 字 电液 控 制 系统 概 况
为 ０ ～１０ 。 ％ ０％
Байду номын сангаас
３ 故 障 分 析
作者通过故障现象分析认为 ， 导致转速飞升 的 原因主要有就地转速信号扰动、 就地调门／ 油系统异 常 、 服 阀异 常和 内部逻 辑错 误 等 。 伺 按 照 以上所 列 原 因逐 一 进行 检查 和排查 ：
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大型发电机组汽轮机超速原因查找及处理摘要：某电厂发生开关偷跳没有联关注汽门故障，导致汽轮机发生超速重大事故。
通过反复查找原因最终解决了次难题，符合电力”二十五项反措”要求，确保了机组能够安全稳定运行避免了重大事故发生。
关键词：汽轮机超速；联关主汽门；解决问题
一、概述
2012年6月5日我国某电厂发生了开关跳闸导致汽轮机超速事件该事件的发生后果很严重、对发电机的损害很大。
我们学习安全通报后进行了反思。
我厂1号机组为哈尔滨电机厂660mw超临界机组型号为qf-sn-660-2 出口电压为20kv 额定电流为21170 ，功率因数为0.9 。
2010年正式竣工，2011年7月经过168小时运行。
为了该机组投入商业化运营后能够安全稳定。
为防止汽轮机发生超速故障，集团公司要求无论是线路故障造成机组解列时，还是发变组出口开关跳闸时，均应跳汽轮机。
二、查找超速原因过程
1、二次回路检查
我们对发变组保护a屏、b屏进行保护检验。
跳合闸回路进行校线。
电缆均采用屏蔽电缆，且经过对发变组保护所使用的电缆进行测试。
2、保护装置电路板全面检查
我们对保护装置电路板进行了全面检查，未发现异常和损坏，更换备用板后再次进行实验结果未变化。
经过现场检查，1号机电子保护间全年温度比较恒定，且在允许范围内。
环境卫生合格用继电专用的测试仪对保护装置进行模拟量测试，结果合格然后进行发变组保护屏及线路保护屏传动试验，最终发现导致汽轮机超速原因是开关偷跳即为开关不经保护跳闸主汽门不关闭通过查阅发变组保护说明书及咨询厂家技术人员，此型号保护装置无法实现开关偷跳联关主汽门的功能。
通过以上分析，我们将此型号保护装置无法实现开关偷跳联关主汽门的功能归纳为导致存在发变组汽
轮机超速隐患试验次数及内容见表一。
三、制定整改措施
将线路主开关辅助接点送入dcs，通过组态生成逻辑，当发生开关偷跳或非电量动作开关跳闸时，通过辅助接点的变化进行逻辑判断，进而发出关主汽门的命令，从而避免汽轮机超速问题的发生。
方案一：首先想引入开关常开接点，将压板并联在接点两端，当发电机停机时投入压板，当发电机运行时退出压板，热工逻辑为与非门。
如图二所示
方案二：引入开关常闭接点，将压板串联在接点回路中，当发电机停机时退出压板，当发电机运行时投入压板，热工逻辑为与门。
如图二所示
经过反复验证当线路发生单相故障，由于重合闸采用单重方式，会跳开故障相，然后进行单相重合。
但是在单跳单重过程中，故障
相开关常开辅助接点断开时，经热工逻辑会关闭主汽门，即会发生误动作，故不能达到目标，分析原因主要是使用常开接点导致发生特殊情况时会出现误动作。
使用方案二时，线路发生各种故障都不会误关主汽门。
轻微的超速可能造成设备的隐伤，影响设备的使用寿命，并对运有很大的隐患，如果汽轮机发生严重超速，其转动部件将直接严重损坏如叶片及其连接件（围带、拉金等）的飞脱，叶轮及发电机护环的破裂，更严重者将导致转子折断、整个机组的毁坏，甚至厂房的损坏、人身的伤亡。
我国已经发生过很多例超速事故，给国民经济造成了巨大的损失。
通过本次改造，防止了此类事件的发生，为我厂提高了经济效益
四、结论
已将通过实施已证明有效的措施纳入标准，如作业指导书、班组管理办法、制度在今后发变组保护检验过程中积累更多的现场经验，解决工作中的实际问题，使继电保护调试工作更细致、更准确。
1、通过此次活动，不仅解决了开关偷跳未能联关主汽门的问题，为新机将来安全稳定运行打下了良好基础，还增强了实际动手能力和继电班的集体凝聚力。
2、在活动程序方面、在以事实为依据用数据说话方面、在方法的应用方面都取得了进步。
3、在保持继电班优良传统的基础上，在今后的工作中，我们会继续从现场实际出发，针对生产过程中的实际问题着手，为电力发
展打下坚实的基础
参考文献：
[1]沈国荣.继电保护原理研究[g]//付周兴.电力系统自动化[m].中国电力出版社，2002.
[2]陈根永.电力系统继电保护整定计算原理与算例[m].化学工业出版社，2011.
作者简介：张元军（1980.10-），男，吉林榆树人，大唐长山热电厂电气分场专工，助理工程师。