（大唐绥化热电有限公司 黑龙江省绥化市 152000）
摘要：汽轮机超速严重威胁发电厂设备和人身安全，特别是发生严重超速造成的事故，更会引起整个机组的运行瘫痪，导致重大的经济损失，是能够造成汽轮发电机组毁灭性事故之一。汽轮机超速是汽轮机运行过程中的重大故障。文章旨在通过对汽轮 机超速的原因分析，提出对应的预防措施，防止超速事故的发生。
关键词：汽轮机；超速原因；预防措施；
汽轮机在高速旋转过程中，转子、叶片等转动部分所受的离心力和转速的平方成正比，转速即使升高不大，但转子所承受的离心力成几何倍数增长。超速会使转子承受的离心力超过设计值，严重时会导致叶轮、叶片及围带等部件松动脱落，造成轴承损坏、动静摩擦甚至断轴。在发电厂生产过程中，应高度重视预防汽轮机超速，进 行及时的故障处理，杜绝发生严重超速事故。
1.产生超速的主要原因
一般来说，汽轮机超速主要是由于汽轮机调保系统故障及本身的缺陷、发电机跳闸、运行操作不当引起的。按上述不同的事故起因和故障环节，进行具体的分析和讨论如下。
1.1调速系统自身缺陷
汽轮机调速系统的主要任务首先是要能够保证汽轮机维持在额定转速稳定运行，并且还能保证机组甩负荷以后转速升高不超过规定的允许值，因而调速系统的稳定可靠是防止汽轮机超速的首要措施。机组在甩负荷时后汽轮机应能维持额定转速运行，否则就可能引发超速问题。
（1）调速系统迟缓率超出规定值或调节系统部件发生卡涩。
（2）调速系统转速不等率或局部转速不等率超出规定值。
（3）调速系统动态特性不当。
（4）调速系统整定不当，如同步器调整范围、配汽机构膨胀间隙、DEH 控制参数整定不符合要求等。
（5）调速汽阀不能完全关闭到位或泄露量大。
（6）抽汽逆止门未动作或泄漏。
1.2危急保安器动作转速值过高或者不动作
危急保安器的动作转速应设定为额定转速的 109%-111%。这一动作转速的设定充分考虑了转动部件设计机械强度，并留有一定的安全裕度，在该转速下可靠动作不会对转动部分造成危害。但由于保安器自身机械部件卡涩或调整不当，将会发生拒动而失去应有的保护功能。
（1）重锤或飞环的导杆发生卡涩。
（2）重锤或飞环动静部件不同心。
（3）弹簧径向变形，以致与孔壁产生磨擦。
（4）重锤或飞环与保安器挂钩之间间隙过大，撞击子飞出后不能与挂钩有效接触使危急保安器滑阀动作。
（5）重锤或飞环与保安器挂钩轴向安装位置偏差。
（6）重锤或飞环弹簧刚度不符合设计要求。
1.3危急保安器滑阀卡涩，无法动作
（1）危急保安器滑阀阀芯与阀套配合间隙不符合安装要求。
（2）阀芯光洁度不够。
（3）油质不良，含有机械杂质。
1.4自动主汽阀和调速汽阀卡涩或阀门严密性不合格
（1）门杆弯曲或密封套阻汽片间隙太小。
（2）汽水品质不良，门杆结垢或积有氧化皮。
（3）油动机油质不良，有机械杂质或部件锈蚀。
（4）汽阀严密性试验不合格（包括主汽阀和调节汽阀）。
2.预防汽轮机超速事故的措施
2.1在保护联锁方面采取的措施
（1）电气故障导致发电机解列时，必须保证大联锁可靠动作，对发变组保护出口采用单继电器送至ETS实现电跳机的回路，需增加继电器，优先使用装置内部的备用出口继电器，接点分别送至热工ETS，实现二取一或三取一逻辑，大联锁试验要对每个接点独立传动，保证动作可靠。
（2）各企业要利用停备机会，采用模拟瞬时电气故障的方法实测发变组保护出口继电器接点的动作保持时间，应满足至少超过热控ETS回路两个扫描周期。
（3）热工保护动作信号（包括发电机断水保护）应启动汽轮机跳闸，不得直接送至发变组保护，发电机跳闸应通过程跳逆功率或逆功率实现。
（4）若发电机出口主开关出现“偷跳”（无电气保护动作），机组并网信号消失，应直接3S脉冲触发ETS 跳闸。
（5）为防止线路跳闸引起机组超速，应加装零功率切机保护。
（6）ETS未进入DCS系统而由PLC逻辑控制的机组，要实现PLC控制器状态在线监视功能。
（7）因电气故障发电机跳闸（程跳或逆功率除外）或进行超速试验转速超过3360rpm时应联锁开启锅炉PCV阀，汽轮机转速超过3360rpm，应联锁开启真空破坏阀。（发电机动作汽轮机打闸，3200自动开PVC开真空破坏阀）
2.2运行管理方面采取的防范措施
（1）定期开展主汽阀、调节阀活动试验，保证每月至少进行一次全行程活动试验；不具备全行程活动试验功能的机组，应每周至少进行一次部分行程活动试验，同时利用机组检修机会进行改造满足全行程试验功能。
（2）应定期开展所有抽汽逆止门活动试验，投入供热、供汽机组应保证每月至少开展一次抽汽快关阀活动试验。
（3）机组并网前、打闸前、连续运行2000h以上，应进行喷油试验。
（4）汽轮机主汽阀、调速汽阀运行中发生卡涩，无法处理，应立即安排停机处理。
（5）建立机组历次停机从汽轮机遮断至程跳逆功率保护动作的时间、发变组保护动作引起的转速飞升值台账，时间增长或转速飞升增加应由企业总工程师组织专题分析，查找原因。
（6）机组启动前要进行在线AST通道试验，对中间压力点无模拟量监视的机组，应增加模拟量监视，便于实时监控AST电磁阀的泄漏情况。
（7）AST遮断电磁阀不应采用两路电源切换的供电方式，两路电源应分别向不在同一通道的两组电磁阀供电。
（8）只有通过危急保安器动作才能泄掉高压保安油的机组，要加强透平油质监督，防止油中水分、颗粒度超标导致遮断器卡涩引起超速事故，机组在网连续运行超过2000 h，要进行降负荷打闸试验。
（9）水、汽品质异常应严格按照“三级处理原则”进行处理。机组启动期间，水、汽品质不合格机组禁止并网运行。供热期间，热网疏水不合格严禁回收。机组运行期间，精处理设备应100%投入运行。机组停运时，应做好热力系统停运保护工作，防止水、汽品质恶化造成调速系统门杆积盐、结垢卡涩。
（10）机组运行中跳闸，应联开主再热系统疏水门，降低主再热系统压力，减少由于主调速汽门不严对汽轮机转速飞升的影响。
（11）汽轮机超速事故预案应突出重点，对防止超速的关键步骤要放在预案的头条，列明1、2、3……，要让运行操作人员在第一时间能够及时反应。
2.3检修技术管理方面采取的防范措施
（1）机组等级检修或汽门解体后，应开展阀门关闭时间、抽汽逆止门关闭时间测试，总关闭时间（由发出跳闸指令至油动机关闭的全过程）测试不合格禁止机组启动。
（2）机组检修或汽门解体后，应开展静态仿真试验（包括带负荷试验、甩负荷试验）。
（3）机组A级检修或汽门解体后，应开展汽门严密性试验，汽门严密性试验不合格禁止机组并网。
（4）机组A级检修后，严格按照制造厂及行业要求进行超速试验，新建机组和调速系统进行改造后要进行甩负荷试验。
（5）机组等级检修应进行伺服阀性能试验并提供试验报告，A级检修DEH系统部套（油动机、卸荷阀、集成块、电磁阀等）要安排解体检修。
（6）机组开机前，应分别进行AST跳闸、机械遮断跳闸（薄膜接口阀）泄安全油压试验。
（7）中压主汽门阀前、阀后设置用于平衡阀前后压力的疏水管禁止在疏水阀前合并。
（8）梳理电气保护的出口方式，发电机过激磁、发电机过负荷、高低频、主变冷却器等保护宜采用动作遮断汽轮机方式，减少超速风险。
（9）加强主调速汽门检修管理，严格按照汽轮机厂规定，阀门型线、阀杆弯曲、阀杆间隙满足制造厂要求。
（10）新投产的超超临界机组主调速汽门的门杆等重要配合部位由于氧化皮造成间隙变小，要研究采取新材质、新工艺等方式解决卡涩问题。
3.结束语
为保障汽轮机组的安全、稳定运行，要加强汽轮机设备管理，需要从启动前的检查准备，运行中的监控和故障处理以及停运后的保养等各个环节进行落实预防措施，从而防止因汽轮机超速造成的重大事故。
参考文献：
[1]河南省电力公司编.火电工程调试技术手册.汽轮机卷[M].北京：中国电力出版社，2002.
[2]赵常兴.汽轮机组技术手册[M].北京：中国电力出版社，2007.
[3]付忠广.电厂汽轮机运行与事故处理[M].北京：中国电力出版社，2007.
[4]大唐国际发电有限公司关于防止汽轮机超速的有关要求文件，2019