一、设备概况
＃4汽轮机系北京重型电机厂引进法国阿尔斯通技术生产的N330－7.75/540/540型亚临界一次中间再热、单轴、三缸双排汽、凝汽式汽轮机；锅炉系武汉锅炉厂生产制造的亚临界、一次中间再热、自然循环汽包炉，型号为WGZ1004/18.4-2型；发电机为北京重型电机厂引进法国阿尔斯通技术生产的T255－460型汽轮发电机组；2004年06月04日168试运结束正式投入运行。最近一次检修日期为2018年6月6日至2018年6月16日中调调停临修后启动。
二、事件经过
2018年7月10日02:00机组运行方式，机组负荷170MW，主、再热汽压力13.5MPa/1.98MPa，主、再热汽温536℃/525℃，真空-82.8KPa,B、C、D磨，A、C电泵，A、B循泵，A凝泵运行，B电泵、B凝泵、A磨备用。多阀控制，AVC、PSS投入、AGC退出。2X/2Y轴振165/154um。
2018年7月10日07:15机组负荷175MW，主汽压力12.8MPa，主、再热汽温533℃/528℃，真空-82.6KPa，2X/2Y轴振由165/154um升至180um/165um，#3高调门开度8%，将负荷加至180MW，#3高调门开至10%，#2X/2Y振动下降至171um/160um；
07:22#2瓦轴振快速上升，#3高调门开至12%无效，2X/2Y上升至200um/179um保护动作跳闸，跳闸后2X/2Y轴振最大上升至221um/197um，机组惰走时间49分钟。申请中调同意，停机进行振动大处理。
此次非停事件发生后1小时内公司安全监控室作了汇报。
此次非停时间共24 小时，累计损失电量约384 万千瓦时。
三、检查情况
1.7月10日#4机组停机机组轴瓦检修调整情况
数据分析：1瓦顶隙超标0.05-0.12mm，桥规超标0.20mm，转子有下沉迹象，下瓦有明显磨损痕迹且存在严重的电腐蚀现象，高压转子#1瓦处轴颈电腐蚀严重，刀口尺检查磨损最大处较未磨损处-0.05mm；轴瓦顶隙超标，本次检修对轴瓦结合面进行修刮处理；将#1瓦上抬0.20mm，向左移动0.05mm；扬度因高压转子表面电腐蚀严重，转子未磨损部位冷缩至#1瓦处扬度偏大，见下图。
数据分析：因本次修前桥规值较上次修后偏大0.15mm，同时顶隙较上次大0.08mm；针对顶隙超标的情况，检查下瓦无磨损痕迹，本次检修对轴瓦结合面进行修刮处理，最终确保顶隙至合格；查阅#2、3瓦轴瓦温度，#1瓦71℃左右，#2瓦75℃左右，#3瓦78℃；本次翻下瓦检查无明显磨损痕迹，结合瓦温情况本次将#2瓦上抬0.05mm（未按桥规值进行恢复），左右侧不做调整。
2. 汽机滑销系统检查情况
数据分析：根据测量情况可以看出，从高压缸滑销间隙测量数据来看，滑销系统无卡涩现象。
3.汽缸汽封间隙测量
测量汽封情况如下（单位mm）。
注：此图为从机头向后看，因此高后、中前为正向，高前、中后为反向。
数据分析：从高压缸排汽侧（#1瓦）处汽封间隙对比，本次顶部间隙较上次偏大0.20mm左右，左侧间隙与上次一致，右侧间隙较上次小0.05mm左右；因#2瓦至2013年大修后未更换过瓦，故自上次大修后无汽封测量数据，单独就高压缸进汽侧（#2瓦）处汽封间隙比较左右侧基本一致，上部间隙1.4mm，底部无间隙，考虑到本台机组2013年A修至今管道应力、缸体膨胀长时间可能存在的冷热偏差，加之轴封间隙只能测量最外侧轴封块数据，同时多年运行动静可能存在的碰磨和局部过热等情况均能造成汽封间隙数据偏差较大的情况发生；本次检修将高压缸进汽侧（#2瓦处）缸体下调0.15mm，综合#2瓦上台0.05mm，#2瓦处转子、缸体的相对高压调整了0.20mm，核算调整后汽封间隙数据，底部汽封间隙约为0.25mm。调整后高压缸#2瓦处猫爪左右各撤垫片0.15mm，缸下落左侧：0.14mm，右侧：0.17mm，轴颈中心下落0.27mm（轴颈中心架设百分表监视）；#2瓦轴封间隙撤垫片前，左侧：
0.60mm，右侧：0.65mm，上部：1.4mm；#2瓦轴封间隙撤垫片后，左侧：0.60mm，右侧：0.65mm，上部：1.0mm。
4.调整后盘车状态下振动情况
检修后汽机盘车状态（54rpm）时振动及瓦温情况：
四、原因分析
（一）直接原因
#4机组#2瓦轴振超标，机组“轴振大跳闸”保护动作汽机跳闸。
（二）间接原因
#4机高压转子存在热弯曲，在机组工况发生变化，蒸汽参数变化时，#2瓦振动容易大幅上升;从机组大修解体情况看，机组轴颈本身存在缺陷，#1轴瓦间隙较大，调整困难。
五、管理追溯
（一）历史检修情况
#4机组因#1-#3瓦轴振偏高已进行多次配重调整。
1.2014年10月份有限#4机C修前#1-#3瓦振动较高分别为#1瓦1X/1Y轴振128/139um，#2瓦2X/2Y轴振134/100um，#3瓦3X/3Y轴振116/91um，经北京博德威公司技术人员现场测量，判断高中压转子质量不平衡引起的动不平衡造成振动超标，经计算在高中对轮中压侧增加配重来克服。机组启动后#2、#3瓦振动幅值正常，#1瓦轴振仍然超标，#1瓦1X/1Y轴振为158/136um，负荷200MW时，#1瓦1X/1Y轴振170/150um，北京博德威公司分析告知振动随负荷的升高而增大、随负荷的降低而减小。负荷的变化时主汽温度和压力随之变化，这将引起转子温度的变化。因此振动是由于转子温度的变化引起的，即转子发生了热弯曲。
2.2015年1月15日，机组调停，现场进行热平衡处理，解决高压转子热弯曲带来的不平衡量，平衡后于1月23日开机，定速及并网高负荷运行时，#1瓦振动明显改善，各瓦振动均达到合格水平。平衡后机组启动，负荷在300MW时#1、#3轴振均在合格范围。负荷300MW时1X轴振无论是基频值、还是通频值比平衡前都大体降低一半。说明平衡不仅使基频降低，而且高次谐波降低（高次谐波振幅≈通频振幅-基频振幅）。
3.2015年动平衡后#1瓦Y方向轴振逐渐上升至145um左右。2016年7月份C修前负荷165-175MW时，#1瓦1X/1Y轴振82/144um，#2瓦2X/2Y轴振120/65um；2016年7月份C修后负荷165-175MW时，#1瓦1X/1Y轴振103/169um，#2瓦2X/2Y轴振125/67um；2017年3月份机组临修前轴振趋势基本没变，临修结束机组启动后3000rpm时#1、#2瓦振动正常，带负荷至80MW以上#1、#2瓦振动逐渐上升；2018年3月份临修后机组负荷165-175MW时，#1瓦1X/1Y轴振160/144um，#2瓦2X/2Y轴振83/110um；2018年6月15日机组冲至3000rpm时振动值偏低#2瓦2X/2Y轴振56/60um，带负荷后轴振上升较为明显，机组负荷165-185MW时，#1瓦1X/1Y轴振109/149um，#2瓦2X/2Y轴振146/117um。下表为近几次检修情况，具体数据如下：
2018年6月6日至16日机组临修时，#1瓦顶隙0.65mm超标严重，#1瓦轴颈电腐蚀严重，电腐蚀严重部位轴颈￠200-0.10mm，检修调整难度较大。更换新瓦后轴瓦顶隙调整至合格；#2瓦解体检查发现轴承存在电腐蚀现象，修刮轴瓦电腐蚀部位回装。#1瓦轴颈因电腐蚀磨损，轴颈￠200-0.10mm，冷态时未磨损部位冷缩在#1瓦瓦胎上，轴颈与轴瓦底部存在间隙，故桥规值较实际数据偏小0.05-0.10mm左右；根据近几年检修情况及#1瓦轴颈严重磨损情况，说明轴颈本身存在缺陷，轴瓦间隙本身调整困难较大也是造成#1瓦轴振偏高的因素之一。
4.2018年7月9日#1、#2瓦轴振偏高，10:40时汽机润滑油压由0.18MPa调整至0.19MPa，轴振无变化，说明润滑油压扰动对轴系振动无明显影响；17:15时机组负荷170MW，#1瓦1X/1Y轴振140/165um，#2瓦2X/2Y轴振165/155um，将汽机进汽方式由多阀切为单阀，振动变化；17:40时分别启动A、C顶轴油泵，轴振无变化，投入轴振保护。
5.#4机组自2018年6月16日启动至今#1、2瓦振动一直偏高，6月16日机组冲转至3000rpm时#1瓦1X/1Y轴振62/69um，#2瓦2X/2Y轴振44/67um，带负荷后振动迅速上升，负荷55MW时，#2瓦2X/2Y轴振148/136um，检查其它参数均正常，就地听音无碰磨声音。6月16日机组启动后#2瓦带负荷振动偏高，结合汽轮机厂家意见，将有限#4机2X轴振高、高高修改为120/200um，2Y轴振高、高高修改为160/220um；任意瓦振动X方向轴振高值与Y方向轴振高高值或者X方向轴振高高值与上Y方向轴振高值触发，跳机保护即动作。7月10日07：15机组负荷175MW，解除AGC，2X/2Y轴振由165/154um升至180/165um，#3高调门开度8%，将负荷加至180MW，#3高调门开至10%，#2X/2Y振动下降至171/160um，07:22#2瓦轴振快速上升，#3高调门开至12%无效，2X/2Y轴振上升至200/179um保护动作跳闸，咨询北京博德威公司、GE公司振动专家综合分析判断认为，汽轮机冲转至3000rpm时#1、#2瓦轴振正常，说明动静部分无碰磨现象；振动随负荷变化较为明显，负荷变化时主汽温度和压力随之变化，引起转子温度变化，故判断振动是由于转子温度的变化引起的，即转子发生热弯曲。
（二）反措管理情况
2018年5月15日#4机组轴振大跳机后，公司针对本次跳机事故制定了六项防范措施。
1.要求运行部门立即组织人员进行技术讲课，对可能导致机组跳闸、锅炉灭火的技术措施安排专题讲解，强化学习，提高运行人员的技术水平。
2.机组在投入AGC控制时，由于负荷的变化导致轴振上升时，在主汽压力较高，高调门开度较小时，通过降低主汽压力设定值减少燃料量，保持高调门在一定开度，避免高调门开度过小，蒸汽流量过小，产生汽流扰动，造成轴振快速上升，必要时应立即退出AGC控制，停止减负荷，通过减少燃料量和风量，降低主汽压力，适当增加负荷，增加调门开度的方法来维持振动稳定，待振动稳定且有下降趋势时，再进行减负荷操作。
3.机组轴振达到130um时，立即停止开关高调阀，同时启动B顶轴油泵观察轴振情况，若1X振动继续上升至150um时立即停B顶轴油泵，观察振动趋势，若振动继续升高时，再通过调整高调阀开度进行扰动。
4.要求运行做好事故预想，对运行人员就机组重要参数的报警值、跳闸值定期进行考问。
5.加强运行部门仿真机培训演练，提高运行人员处理异常工况的技术能力。
6.要求生产各级人员严格执行二十五项反措及运行规程，严格执行公司2018年机组控非停技术措施，防止造成主设备损坏。
通过生产职能部门及公司领导的日常监督检查，以上措施能够落实执行到位。
六、暴露问题
1.四台机组（改造前）汽轮机为北京重型电机厂引进法国阿尔斯通技术生产N330-17.75/540/540型亚临界一次中间再热、单轴、三缸双排汽、凝汽式汽轮机。四台机组自建厂至今均存在#1-#3瓦轴振高、间歇性振动等隐患，多年来#1-#3瓦解体检查均存在轴瓦偏磨、轴径电腐蚀的情况，检修期间通过修刮调整各部间隙至合格消除轴瓦偏磨缺陷、加装气密油档消除轴瓦间歇性振动、在#7瓦处加装RC模块、铜辫等措施控制轴径电压防止电腐蚀，但未能彻底处理轴振高、轴瓦偏磨的缺陷。
2.工作作风不实、不严，缺乏“钉钉子”的精神。5月15日#4机组发生非停后，公司利用6月6日机组调停临修对#1、2瓦进行检查处理，机组启动后轴振大的问题依然存在，#1、2瓦振动较上次启动发生变化（3月份#1瓦轴振160/144um，#2瓦轴振83/110um；6月份#1瓦轴振109/149um，#2瓦轴振146/117um），公司未能组织进一步深入分析原因，只是将保护定值进行了相应的修改。
3.生产管理人员抱有侥幸心理，重视程度不够。#4机组振动大，认为可以通过临修和调停采取更换#1瓦的方式暂时维持机组运行，待今年#4机组汽轮机通流改造时彻底消除。
七、防范措施
1.对#1、2瓦解体检查，按标准对轴瓦各部间隙进行调整；检查轴系配重块是否存在松动情况，检查轴系对轮晃动及高压转子晃动情况。
2.对高调门行程试验进行校核，对滑销系统、主调速汽门及管道支架、汽门膨胀支撑架等部位进行检查。
3.对顶轴油系统顶起高度重新进行调整，重新进行顶轴油试验，防止因顶轴油系统不稳，造成低转速下的轴系振动。
4.对高中压缸体保温进行补充，对局部较薄区域、轴端部位加装保温，防止因缸受热不均造成缸体膨胀不均引起#1、2轴振超标。
5.对以上4项因素逐一排查均未发现异常，联系动平衡公司对轴系配重调整。若通过轴系配重依然不能解决#4机组振动大、确保机组安全稳定运行，向电网申请#4机组转A修，通过汽轮机通流改造彻底消除机组振动大的问题。
6.严格执行各项规程、二十五项反措等技术措施，在汽轮机启动、运行及停运过程中严格控制缸温、差胀、轴位移、偏心等参数。
附件 ： 7月 10 日 #4 机组跳闸曲线 