防止汽轮机进冷汽（气）冷水专题分析

仇大千

1.汽轮机进冷汽（气）冷水的危害

汽轮机进水会引起汽缸变形、动静间隙消失发生碰磨、大轴弯曲等，直接表现为叶片的损伤与断裂、阀门及汽缸结合面漏汽、动静部分碰磨、推力瓦的烧损、汽轮机的高温金属部件产生永久变形、热应力引起金属裂纹影响使用寿命。根据事故调查规程有关规定，对于大型机组，汽轮机进水或进冷气后如果产生上述后果均为重大设备事故

1.1动静部分碰磨

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，使相对膨胀急剧变化，机组强烈振动，动静部分轴向和径向碰磨。径向碰磨严重时会产生大轴弯曲事故。

1.2叶片的损伤及断裂

当进入汽轮机通流部分的水量较大时，会使叶片损伤和断裂，特别是对较长的叶片。

1.3推力瓦烧毁

进入汽轮机的水或冷蒸汽的密度比蒸汽的密度大得多，因而在喷嘴内不能获得与蒸汽同样的加速度，出喷嘴时的绝对速度比蒸汽小得多，使其相对速度的进汽角远大于蒸汽相对速度进汽角，汽流不能按正确方向进入动叶通道，而对动叶进口边的背弧进行冲击。这除了对动叶产生制动力外，还产生一个轴向力，使汽轮机轴向推力增大。实际运行中，轴向推力甚至可增大到正常情况时的10倍，使推力轴承超载而导致乌金烧毁。

1.4阀门或汽缸接合面漏汽

若阀门和汽缸受到急剧冷却，会使金属产生永久变形，导致阀门或汽缸接合面漏汽。

1.5引起金属裂纹

机组启停时，如经常出现进水或冷蒸汽，金属在频繁交变的热应力作用下，会出现裂纹。如汽封处的转子表面受到汽封供汽系统来的水或冷蒸汽的反复急剧冷却，就会出现裂纹并不断扩大。

2.汽轮机进水的主要现象

汽轮机进水后一般都有比较明显现象，主要如下：

（1）高中压缸上、下缸温差明显增大，或增大趋势加快。高中压缸上、下缸温差在机组启动、停运、正常运行过程中基本是在小于42℃之内，差值的变化趋势一般也在5℃/分钟的范围，如果超过这两个限制可就必须采取措施。

（2）主、再热蒸汽温度突降，过热度减小，主蒸汽或再热蒸汽管道振动，主汽门、调速汽门有湿蒸汽冒出；轴封有水击声，管道法兰、阀门密封环、汽缸结合面，轴封有白色蒸汽冒出。主汽温度要高于汽缸最高金属温度50℃，蒸汽过热度不低于50℃，主汽温度变化率在5℃/分钟的范围，机侧主汽温度不得低于炉侧10℃等都是运行人员在监盘中必须牢记。

（3）汽轮机振动增大。汽轮机进水或冷蒸汽，使高温金属部件突然冷却而急剧收缩，易产生较大热应力和热变形，机组胀差变化，机组强烈振动，动静部分轴向和径向碰磨，因此，机组正常运行时，轴振异常增大的主要原因为汽轮机进水或冷气。

（4）加热器满水时，抽汽管振动，有水击声，抽汽管道法兰、阀门门杆处有白色蒸汽冒出。回热抽气管道进水或进冷气，饱和蒸汽产生的气锤效应和金属材料热变形都会产生管道的强烈振动，即如高加投运过快造成的管道振动，在损坏设备的同时有可能造成人身伤害。

（5）盘车状态下盘车电流增大或盘车跳闸、转子偏心增大。机组启停过程中，盘车电流变化一般3-5A（三期表现为转速不稳下降），汽机动静部分产生摩擦、转子与汽封摩擦时容易造成电流异常增大或盘车跳闸。

3.汽轮机进水的处理

（1）当汽轮机上、下缸温差达到35℃（二期41.7℃）报警时，应根据主、再热汽参数，汽缸金属温度，机组振动判断报警正确与否，并应立即采取相应措施，若处理无效，上、下缸温差超过45℃（二期55.6℃）时，应立即打闸停机；如果汽轮机运行期间确认水冲击发生，应立即破坏真空紧急停机，停机后应立即投人盘车，应尽量避免中断盘车。开启主汽导管、调速汽门座、本体疏水。若由于加热器满水或除氧器满水引起，应立即停用加热器及除氧器。记录机组惰走时间，倾听机内声音。如果轴位移超限，惰走时间缩短应停机检查。如惰走时间正常，其他无异常，可重新启动，但要充分疏水，检查各疏水门自动开启且疏水畅通。冲转前应连续盘车不小于4小时。

（2）在上下缸温差大于35℃（二期41.7℃）、连续盘车小于24小时或转子偏心度超限，机组禁止启动。

（3）汽轮机符合启动条件后，重新启动。在启动过程中，应注意监视轴向位移、差胀、振动、轴承温度等参数及汽轮机本体的有关蒸汽管道疏水情况，如汽轮机重新启动时发现有异音或动静磨擦声，应立即破坏真空停机。

（4）紧急停机后若转子卡涩，应每半小时盘车一次，每次转180？，直到盘车自如时，方可连续盘车，因卡涩盘车自停时，严禁强行盘车。

（5）发现汽轮机进水后要进行闷缸处理，即关闭所有本体疏放水门。当上下缸温差变小、能够手动盘车后先将转子反转180℃，间隔不小于1小时后再次反转180℃，确认手动盘车不费力时可以投运电动盘车。

（6）盘车一旦掉闸，可能是因为大轴已经发生弯曲碰磨叶顶汽封造成电机过流。此时应当记录各瓦轴振探头间隙电压值，按照探头0.8V/mm的特性，根据间隙电压的变化判断大轴的弯曲程度，也可以作为可以手动盘车的依据，此时不建议停顶轴油泵，以免大轴弯曲位置不能判断。

4.反措及导则中防止汽轮机进水要点

（1）运行中主、再热蒸汽温度突降超规定值或下降至极限值，应立即紧急故障停机。

（2）汽轮机盘车中发现进水，必须保持盘车运行一直到汽轮机上下缸温差恢复正常。同时加强汽轮机内部声音、转子偏心度、盘车电流等的监视。

（3）汽轮机在升速过程中发现进水，应立即停机进行盘车。

（4）汽轮机运行中进水监测报警时，应迅速查明原因并消除。若振动、胀差、上下缸温差的变化达到停机值时应立即停机。

（5）有关人员应当具备和熟悉掌握以下知识：转子安装原始弯曲的最大晃度值、机组正常运行的波特图和盘车电流情况、正常停机惰走曲线、正常停机后汽缸金属温度下降曲线、通流部分轴向和径向间隙。

（6）启动和低负荷时，不得投入再热蒸汽减温器喷水，在锅炉熄火或机组甩负荷时，应当及时切断减温水。