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辽宁阜新发电有限责任公司“8·19”重大事故

作者:安全管理网  来源:安全管理网 
评论: 更新日期:2009年12月17日
阜新发电有限责任公司“8.19”事故调查报告   
一.全厂概况
    阜新发电厂隶属辽宁省电力公司,始建于1936年,已有60多年建厂历史,是建国后国家“一五”期间156项重点工程之一。现全厂总装机容量为750MW,其中:中压25MW供热机组两台、50MW机组两台;高压50MW机组两台、100MW机组三台;超高压200MW机组一台。其中200MW机组是作为“以大代小”的技改工程建设的,机组产权归阜新发电有限责任公司,阜新发电厂只负责机组的运行,设备检修及生产管理,阜新发电厂将200MW机组编号为01号机组。  阜新发电有限责任公司由三方股东共同出资建设,东北电力投资开发公司占89%股份;阜新太平电厂占6%股份;阜新市综合投资公司占5%股份。公司依据《公司法》设立董事会、监事会,总经理负责公司的经营。
二.事故机组概况
    阜新发电厂01号汽轮机CC140/N200—12.7/535/535型超高压一次中间再热两段抽汽凝汽式机组,由哈尔滨汽轮机厂制造,出厂日期1996年,出厂编号72N9;发电机型号QFSN—200—2,出厂编号3—60237,出厂日期为1995年10月,由哈尔滨电机厂制造;锅炉型号为HG—670/13.7—YM16,出厂编号2339,出厂日期1995年3月,由哈尔滨锅炉厂制造。  该机组1996年3月安装,1996年11月2日首次并网发电,同年12月18日正式移交生产。到8月19日事故时止,累计运行15151小时,发电量27.06亿千瓦时。
三.事故经过
    1999年8月19日0时20分,运行五值接班,机组负荷为155MW运行;0时30分,值长令加负荷到165MW;1时整,值长令加负荷到170MW,主蒸汽压力为12.6MPa,主蒸汽温度535℃,蒸汽流量536.9吨/时。
    47分30秒,“高、中压主汽门关闭”、“抽汽逆止门关闭”光字牌报警,监盘司机喊“机跳了”。47分32秒,交流、直流润滑油泵联动良好。47分37秒,发电机出口开关5532跳闸,有功负荷到“0”,6KV厂用电备用电源联动成功。
    值长来电话向单元长询问情况,单元长告:“01号机、发电机跳闸。”值长当即告:“立即查明保护动作情况,对设备详细检查,有问题向我汇报。”单元长令:“汽机、电气人员检查保护及设备情况。”司机助手到保护盘检查本特利保护,回来后向单元长汇报:“没有发现异常。”汽机班长检查完设备汇报单元长说:“设备检查没问题。”电气班长确认后汇报:“发电机跳,6KV厂用正常联动备用电源,电气保护无动作,只有‘热工保护动作’光字牌来信号。”
    单元长向值长汇报:“检查保护和设备都没发现问题。”值长告:“如无异常,可以恢复。”随即单元长告汽机班长:“汽机挂闸,保持机3000转/分。”汽机班长到就地机头处操作,手摇同步器由30mm退至到“0”位,同时令司机助手去检查设备情况,助手回来后汇报:“机组检查正常,主轴在转动中。”这时班长操作同步器增加行程时发现高、中压主汽门未开,告助手去复归“热工保护动作自保持复归按钮”,当检查就地压力表立盘时发现调速油压很低,对从控制室返回来的助手说:“把调速油泵转起来。”
    调速油压恢复后,汽机班长到机头再次挂闸,逐步增加同步器行程,高、中压主汽门开启,行程达8mm时回到主控制室,准备用电调升速,设定目标转速3000r/min,升速率为300r/min/min,按进行键,此时转速实际值未能跟踪目标值,同时“高、中压主汽门关闭”信号光字牌亮,汽机班长根据经验分析认为电调不正常,向单元长汇报,并请示切液调运行,单元长同意。
    汽机班长到机头处将同步器退到“0”位,通知司机将电调切为液调运行,挂闸后同步器行程为8mm时,高压主汽门已开启,达11mm时,转速表显示100r/min左右,18寸56分30秒,当准备检查调速汽门开度时,听到主汽门关闭声,同时一声巨响,发电机后部着火,机组严重损坏。
四.设备损坏情况
1.轴系
    1)轴系断为11段,10个断裂面,其中5处为轴断裂,4处为对轮螺栓断裂,1处为齿型联轴器失效。
    2)中压转子电侧轴端在轴封R角处断裂,断轴长约1.8m,飞出距离11m。
    3)低压转子机侧轴端在轴颈与油挡过渡处断裂,断轴长约lm。发电机机侧轴端在轴颈处断裂,断轴长约1.5m。飞落约35m远。
    4)中、低压转子半挠性波纹联轴器两端断裂并成碎块。
    5)主油泵与主轴间齿型联轴器内、外齿损坏失效脱开。
    6)低压转子与发电机间、发电机与励磁机间对轮螺栓断裂。
2.轴瓦
    1)3、4瓦瓦体、瓦盖打坏,轴承箱上部破裂移位。
    2)5、6瓦瓦体、瓦盖,轴承箱全部损坏。
    3)6、7瓦全部破裂、移动。
    4)励磁机前瓦损坏,后瓦瓦盖损坏,瓦体损坏。
3.隔板、叶轮及叶片
    1)高压缸叶顶汽封磨损,隔板和轴端汽封严重磨损。
    2)中压缸第21级叶片复环局部脱落,第22级全级叶片叶顶磨损约10mm。
    3)低压缸转子27级叶片距叶顶断掉约200mm,32级叶片有27片距叶型底部15mm处断。
4.主、辅设备
    1)高、中缸猫爪横销翘起,立销不同程度损坏,缸体位移。
    2)低压缸逆流侧上缸左侧破裂为100×300mm的孔洞,排汽缸上缸右侧破裂约为300×700mm的孔洞,下缸右侧中分面下部破裂约为1000×1000mm孔洞。
    3)低压缸顺流侧下缸左侧破裂约为150×300mm孔洞。
    4)发电机定子底部局部扫膛,转子槽楔全部磨损,发电机励侧上端盖破损。
    5)中、低压缸导汽管机侧左部被击穿约300×1000mm的孔洞,中部右侧断裂约1000mm,电侧左部被击穿约为300×1000mm的孔洞。
    6)盘车装置损坏,定子线圈飞出A排墙外,齿形圈飞出约25m。
    7)中压调速汽门操纵座折断倾倒。
    经评估,事故造成的经济损失为1246万元。
五.事故原因分析
1.齿型联轴器失效是事故的起因。
    齿型联轴器由左、右外齿轴套和左、右内齿套筒构成。1998年5月25日,阜新发电厂01号机组大修时发现,主油泵齿型联轴器外齿的齿宽磨损严重,于是更换了该齿型联轴器。具体的定货渠道是:1998年4月15日,阜新发电厂供应处(即阜新发电物资供销公司)同黑龙江省龙电开发有限公司(以下简称龙电公司)签订了二十万千瓦汽轮机配件加工合同。龙电公司将阜新发电厂二十万千瓦汽轮机配件委托给哈尔滨汽轮机厂辅机工业总公司(以下简称辅机公司)加工。龙电公司隶属黑龙江省机械厅,注册资本六十万元,系有限责任公司,近几年为东北电网及全国电力系统提供过配套服务。据了解,辅机公司隶属于哈尔滨汽轮机厂,该公司具备发电设备加工制造资格,经东北电业管理局审查被确定为东北电业管理局物资入网企业。辅机公司向阜新发电厂提供的齿型联轴器到货时附有合格证和材质单。
    根据中国科学院金属研究所对齿型联轴器材质的检测:左、右内齿和左外齿材料为38CrMoAl,基体热处理和表面渗氮处理均不合格,齿表面渗氮缺陷严重超标;右外齿错用材料为32Cr3MoV,使右内、外齿材料不相匹配,是齿型联轴器低寿命失效的主要原因。结构设计造成的润滑不良,加速了齿型联轴器的低寿命失效。此外,齿型联轴器装配的实际尺寸与图纸有偏差,可能使内外齿更易磨损。
    齿型联轴器的失效,在运行中造成主油泵小轴与汽轮机主轴脱开,主油泵停止工作,转速失去监测、调节系统失控。
2.几种因素偶合的特殊工况致使低压缸铸铁隔板在压力波冲击作用下碎裂是轴系损坏的主要原因。
    由于主油泵不能工作,调速油压低、中压主汽门前压力高、转速失去监测、调节系统失控等条件的偶合,导致机组启动时中压汽门迟后于高压汽门而突然全开的特殊工况。根据清华大学应用振荡流体力学原理的计算结果:在中、低压缸瞬时进入300t/h—600t/h蒸气所产生的
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