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阜新發電有限責任公司“8.19”事故調查報告

來源:233網校 2006年9月30日

    五、事故原因分析  
    1.齒型聯軸器失效是事故的起因。
    齒型聯軸器由左、右外齒軸套和左、右內齒套筒構成。1998年5月25日,阜新發電廠01號機組大修時發現,主油泵齒型聯軸器外齒的齒寬磨損嚴重,于是更換了該齒型聯軸器。具體的定貨渠道是:1998年4月15日,阜新發電廠供應處(即阜新發電物資供銷公司)同黑龍江省龍電開發有限公司(以下簡稱龍電公司)簽訂了二十萬千瓦汽輪機配件加工合同。龍電公司將阜新發電廠二十萬千瓦汽輪機配件委托給哈爾濱汽輪機廠輔機工業總公司(以下簡稱輔機公司)加工。龍電公司隸屬黑龍江省機械廳,注冊資本六十萬元,系有限責任公司,近幾年為東北電網及全國電力系統提供過配套服務。據了解,輔機公司隸屬于哈爾濱汽輪機廠,該公司具備發電設備加工制造資格,經東北電業管理局審查被確定為東北電業管理局物資入網企業。輔機公司向阜新發電廠提供的齒型聯軸器到貨時附有合格證和材質單。
    根據中國科學院金屬研究所對齒型聯軸器材質的檢測:左、右內齒和左外齒材料為38CrMoAl,基體熱處理和表面滲氮處理均不合格,齒表面滲氮缺陷嚴重超標;右外齒錯用材料為32Cr3MoV,使右內、外齒材料不相匹配,是齒型聯軸器低壽命失效的主要原因。結構設計造成的潤滑不良,加速了齒型聯軸器的低壽命失效。此外,齒型聯軸器裝配的實際尺寸與圖紙有偏差,可能使內外齒更易磨損。
    齒型聯軸器的失效,在運行中造成主油泵小軸與汽輪機主軸脫開,主油泵停止工作,轉速失去監測、調節系統失控。
    2.幾種因素偶合的特殊工況致使低壓缸鑄鐵隔板在壓力波沖擊作用下碎裂是軸系損壞的主要原因。
    由于主油泵不能工作,調速油壓低、中壓主汽門前壓力高、轉速失去監測、調節系統失控等條件的偶合,導致機組啟動時中壓汽門遲后于高壓汽門而突然全開的特殊工況。根據清華大學應用振蕩流體力學原理的計算結果:在中、低壓缸瞬時進入300t/h——600t/h蒸氣所產生的壓力波沖擊下,低壓各級隔板級間最大壓差均為設計壓差的10倍以上。    通過對低壓鑄鐵隔鐵破壞性試驗結果表明,導葉屈服時的加載力約為設計壓差的6.5倍;隔板損壞時的加載力約為設計壓差的10倍,試驗與計算結果相一致。 
    因此,低壓缸鑄鐵隔板的碎裂損壞,使靜、動部件嚴重碰磨,機組發生強烈振動,是轉子斷裂、軸系破壞的主要原因。
    3.運行人員缺乏正確的判斷能力,是偶發中壓缸瞬時進人大量蒸氣特殊工況的主要原因之—。 
   齒型聯軸器的失效,導致轉速失去監測、調節系統失控,中壓缸瞬時進入大量蒸氣特殊工況,這種情況在國內從未發生過,現場運行人員對此缺乏正確的判斷能力,對轉速表的異常指示沒能做出全面的綜合分析,運行人員認為“無異?!?,仍按正常操作程序進行起動,是發生中、低壓缸瞬時進入大量蒸汽特殊工況的條件之—。 
   六、事故性質和責任分析
   1.齒型聯軸器的失效是事故的起因。由于齒型聯軸器質量低劣,材料處理工藝不合格及錯用,導致齒牙嚴重磨損、折斷、變形損傷,造成齒型聯軸器低壽命失效,使主油泵軸與汽輪機主軸脫開,導致發電機跳閘、機組甩負荷、轉速失去監測、調節系統失控。因而制造廠家哈爾濱市汽輪機輔機工業總公司對此負主要責任。
   2.阜新發電有限責任公司對齒型聯軸器的失效,導致轉速失去監測、調節系統失控未能做出正確判斷,對機組的再次啟動應負直接責任。阜新發電有限責任公司,廠、分廠、生技處、安監處、值長組等相關領導應負領導責任;當班值長、單元長、汽機班長、汽機司機對啟動應分別負指揮、操作的直接責任。
   3.設計、制造、運行單位對這種特殊工況的產生條件研究不夠,未能在現有技術水平上加以避免,從而發生隔板損壞、進而導致軸系破壞的嚴重后果,應承擔一定的責任。
    事故性質:阜新發電有限公司“8·19”軸系損壞事故是—起由設備質量、技術等綜合原因偶合引發的重大責任事故。
   七、暴露問題   
   1.通過實際測量、解剖檢查等表明,低壓缸隔板大部分導葉插入深度不夠或澆鑄接合不好,尤為突出的是澆鑄的靜葉銷釘充滿度不好,降低了導葉與隔板和外環的連接強度,在事故中使導葉從葉根或葉頂處拔出、脫落。
   2.中壓轉子表面存在加工缺陷和早期裂紋,導致應力集中,材料的抗疲勞能力及壽命大幅度降低,在機組異常工況下極易損壞,存在隱患。
   3.汽機運行規程不嚴密。對齒形聯軸器損壞脫開,導致轉速失去監測、調節系統失控,從現象到判斷處理,沒有明確規定,使運行人員只能憑個人分析去處理。 
   4.培訓工作不扎實,沒有突出崗位培訓的特點,缺乏相應的專業技術內容。造成運行
   八、防范措施
   1.齒型聯軸器是汽輪機極為重要的部件,其磨損現象在國內較為普遍,對其設計、制造質量必須高度重視。要認真總結設計中的問題,嚴格控制制造、加工質量;應有防止內齒套筒相對位移過大的措施,進一步改善齒的潤滑狀況;嚴禁錯用材料、嚴格規范材料的處理工藝。確保齒型聯軸器使用的安全性、可靠性。
    2.加強備品配件的質量管理工作。按標準認真檢驗各項指標,嚴把備品配件及設備質量關,防止不合格的備品備件進廠,進而保證備品備件的安全可靠性。
    3.鑄鐵隔板在國產200MW機組上被廣泛使用,其制造、加21232藝要求較高,尤其是導葉的插人深度、澆鑄結合的程度以及設計的型線等,一般較難控制,在正常運行中雖未發生過大的問題,但在異常工況下極易損壞,為提高運行的安全性和經濟性,建議今后制造廠在新制機組時考慮將鑄鐵隔板改為焊接隔板,以提高抗沖擊能力。
    4.加強技術培訓,提高人員素質。人員素質與生產和技術的發展水平不相適應是普遍現象,尤其是青工較多、經驗不足的現狀。要加強人員的崗位技術培訓,建立嚴格的技術考核制度,提高運行人員對一般事故和特殊事故的判斷、應變能力和水平。
    5.加強技術管理、杜絕事故隱患。設備的健康水平是保證機組安全運行的先決條件,無論劃、缺陷均要查明原因,及時消除,決不可放過。要對200MW機組的齒形聯軸器進行一次全面的檢查,發現問題及時處理。按規定認真完成金屬監督要求,對汽輪發電機轉子進行金屬檢查。 
    6.完善運行規程。對現有200MW機組的運行、檢修規程進行全面的審查,結合設備、系統的實際情況加以充實完善。如主油泵標高、低油壓保護聯動值、再熱器壓力的控制要求等,應進行深入研究,納入規程。要針對電、液并存調節系統易發生的故障,編進運行規程的事故處理章節,以使運行、檢修人員操作有章法、判斷有依據。
    7.就地增設在主軸側取信號源的轉速表,便于運行人員在沖轉升速及事故處理過程的對照和分析。
 
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