给水泵汽轮机盘车装置严重超速分析

范文旺，刘培栋，张 盼

(润电能源科学技术有限公司，河南 郑州 450052)

1 给水泵汽轮机介绍

某电厂2×660 MW 超超临界机组工程，汽轮机采用东方汽轮机有限公司生产的CC660/602-28/2.7/0.4/600/620型超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双抽、双背压凝汽式汽轮机。两台给水泵汽轮机均采用东方汽轮机厂生产的G16-1.0型单轴、单缸、辅助蒸汽外切换、变转速、冲动凝汽式给水泵汽轮机。

该型给水泵汽轮机盘车装置为SEW-传动设备(天津)有限公司生产，设备型号KA87AM160/OS1，转速1 400/111 r/min,传动速比12.56。该装置采用ETL96S离合器，盘车转速120 r/min；盘车电机参数：额定电压380 V、额定电流21.9 A、转速1 460 r/min。

盘车装置工作原理：停机过程中，当机组转速由高转速降至240 r/min时，盘车通油电磁阀将带电5 s，盘车装置润滑油打开，当接收到小汽轮机电液控制系统(micro eleotro-hydraulic control system，MEH)的“启动转速(180 r/min)”，盘车在“自动”且同时满足“润滑油压正常”后，盘车电机接通电源。盘车电机启动后，自动同步离合器的棘爪与棘轮齿接触，使内外花键轮齿相对齐，由棘轮棘爪机构提供的有效扭矩使中间滑移体沿花键槽做轴向运动，驱使内、外花键轮齿啮合，并带动输出部件转动，盘车装置完成投入并处于盘车状态。当给水泵汽轮机冲转后，盘车装置输出轴转速大于输入轴转速时，中间滑移体受到一个反向力矩，使中间滑移体与输出部件脱离啮合位置，离合器自动脱开(即机械部件脱开)；当给水泵汽轮机转速超过240 r/min时，延时30 s，DCS发出盘车电机“停止”指令，盘车电机电源断开，此时盘车装置完全停止，手动操作盘车断油电磁阀带电5 s，润滑油停止供油。为了准确地判断盘车的“啮合”与“甩开”位置，盘车装置设置一套中间滑移体位置检测装置，在“投入极限位置”A和“脱开极限位置”B处分别安装一只接近开关，当中间滑移体移动到“投入极限位置”A后发出“啮合”信号，至“脱开极限位置”B后发出“甩开”信号。

2 事故经过

2019-08-11T21:10，A给水泵汽轮机首次冲转。当汽轮机转速到140 r/min时，控制室显示盘车电机逻辑连锁停止正常。就地调试人员发现，在汽轮机转速继续上升中，盘车装置声音不断增大并有润滑油甩出，且有加速趋势，判断“盘车未脱开”，就地打闸停机。经解体盘车装置检查发现：盘车装置离合器中间滑移体被锁死在“啮合”位置，盘车电机在联锁停止失去电源后，转变为电动机方式在汽轮机转子拖动下不断加速。当时汽轮机控制柜的转速表显示转速301 r/min，按盘车装置传动比(12.56:1)折算电机已严重超速至3 780 r/min (盘车电机允许最高转速为3 000 r/min)。

3 事故原因

(1) 热工方面：应排除因转速表参数设置不正确导致转速表显示值低于实际值造成的超速的因素，通过热工人员对汽轮机转速表参数进行核对，没有发现异常，且在给水泵汽轮机冲转过程中使用手持转速表与MEH转速已经进行了比对，说明MEH转速表参数设置无误，转速表显示正确。

(2) 机械部分：造成离合器甩不开的原因主要是离合器卡涩，应解体检查离合器棘爪、棘轮齿、内外花键齿有没有毛刺、磨损、及动静之间有无异物卡顿等等。摘掉盘车电机护罩，盘动盘车电机转子，盘车装置无法实现“啮合”与“脱开”的切换，判断盘车装置卡死在“啮合”位。为进一步检查盘车装置的啮合情况，对盘车装置进行了解体检查。检查发现：盘车装置齿轮结构完整、无咬合、无毛刺、无碰磨、无异物，离合器中间滑移体端部固定套(运输中，对离合器的临时保护措施)没有拆除，滑移体被锁死在“啮合”位置，致使盘车电机联锁停止失去电源后，在给水泵汽轮机转子拖动下不断加速，造成盘车装置严重超速。

4 结论及建议

盘车装置严重超速的是由盘车离合器被锁定，给水泵汽轮机升速过程中离合器无法甩开造成的，对设备和现场人员的人身安全构成极大威胁，必须引起设计、制造、安装、调试、生产运行人员高度重视。为了避免此类事故的发生，应从下面几个方面做进一步的防范。

(1) 安装人员应严格按照厂家要求进行安装，在设备到场安装时应按照厂家说明书要求，将设备出厂运输中采取的安全措施(固定套)拆除，确认离合器轴向安装尺寸、动静间隙偏差应符合制造厂家的规定，并依照《电力建设施工技术规范》进行验收，对盘车装置中间滑移体的“啮合” “甩开”位置进行确认。

(2) 维护人员应定期检查盘车装置离合器的润滑和磨损情况。

(3) 给水泵汽轮机就地控制盘转速表作为给水泵组重要的运行监视表计，必须与控制室MEH转速核对一致，如显示不正确或失效，严禁启动。

(4) 盘车投入时，应对盘车装置的“啮合”“甩开”位置予以确认，盘车装置“啮合”“甩开”应灵活无卡涩，否则禁止启动。静态投入盘车，启动前需手动盘动盘车离合器使其处于“啮合”位，然后启动电机，防止盘车启动瞬时受力将棘爪撞坏。

(5) 盘车投入运行中，应保持润滑油通油正常。当盘车电流较正常值大、数值摆动或有异音，应及时查明原因，排除设备隐患。

(6) 给水泵汽轮机冲转时，现场人员必须严密监视盘车的脱扣情况，发现异常情况及时打闸停机。

(7) 在盘车电机端部增加测速装置，并增加正反转逻辑判断，在给水泵汽轮机冲转过程中，监视盘车电机的实际运行状态，当给水泵汽轮机转速超过240 r/min、盘车电机停止、电流落零后，发现盘车电机转速不降反升或反转时应立即打闸停机。