遼寧阜新發(fā)電有限責任公司“8·19”重大事故
阜新發(fā)電有限責任公司“8．19”事故調查報告
一．全廠(chǎng)概況
??? 阜新發(fā)電廠(chǎng)隸屬遼寧省電力公司，始建于1936年，已有60多年建廠(chǎng)歷史，是建國后國家“一五”期間156項重點(diǎn)工程之一?，F全廠(chǎng)總裝機容量為750MW，其中：中壓25MW供熱機組兩臺、50MW機組兩臺；高壓50MW機組兩臺、100MW機組三臺；超高壓200MW機組一臺。其中200MW機組是作為“以大代小”的技改工程建設的，機組產(chǎn)權歸阜新發(fā)電有限責任公司，阜新發(fā)電廠(chǎng)只負責機組的運行，設備檢修及生產(chǎn)管理，阜新發(fā)電廠(chǎng)將200MW機組編號為01號機組?！ 「沸掳l(fā)電有限責任公司由三方股東共同出資建設，東北電力投資開(kāi)發(fā)公司占89％股份；阜新太平電廠(chǎng)占6％股份；阜新市綜合投資公司占5％股份。公司依據《公司法》設立董事會(huì )、監事會(huì )，總經(jīng)理負責公司的經(jīng)營(yíng)。
二．事故機組概況
??? 阜新發(fā)電廠(chǎng)01號汽輪機CC140／N200—12．7／535／535型超高壓一次中間再熱兩段抽汽凝汽式機組，由哈爾濱汽輪機廠(chǎng)制造，出廠(chǎng)日期1996年，出廠(chǎng)編號72N9；發(fā)電機型號QFSN—200—2，出廠(chǎng)編號3—60237，出廠(chǎng)日期為1995年10月，由哈爾濱電機廠(chǎng)制造；鍋爐型號為HG—670／13．7—YM16，出廠(chǎng)編號2339，出廠(chǎng)日期1995年3月，由哈爾濱鍋爐廠(chǎng)制造?！ ≡摍C組1996年3月安裝，1996年11月2日首次并網(wǎng)發(fā)電，同年12月18日正式移交生產(chǎn)。到8月19日事故時(shí)止，累計運行15151小時(shí)，發(fā)電量27．06億千瓦時(shí)。
三．事故經(jīng)過(guò)
??? 1999年8月19日0時(shí)20分，運行五值接班，機組負荷為155MW運行；0時(shí)30分，值長(cháng)令加負荷到165MW；1時(shí)整，值長(cháng)令加負荷到170MW，主蒸汽壓力為12．6MPa，主蒸汽溫度535℃，蒸汽流量536．9噸／時(shí)。
??? 47分30秒，“高、中壓主汽門(mén)關(guān)閉”、“抽汽逆止門(mén)關(guān)閉”光字牌報警，監盤(pán)司機喊“機跳了”。47分32秒，交流、直流潤滑油泵聯(lián)動(dòng)良好。47分37秒，發(fā)電機出口開(kāi)關(guān)5532跳閘，有功負荷到“0”，6KV廠(chǎng)用電備用電源聯(lián)動(dòng)成功。
??? 值長(cháng)來(lái)電話(huà)向單元長(cháng)詢(xún)問(wèn)情況，單元長(cháng)告：“01號機、發(fā)電機跳閘?！敝甸L(cháng)當即告：“立即查明保護動(dòng)作情況，對設備詳細檢查，有問(wèn)題向我匯報?！眴卧L(cháng)令：“汽機、電氣人員檢查保護及設備情況?！彼緳C助手到保護盤(pán)檢查本特利保護，回來(lái)后向單元長(cháng)匯報：“沒(méi)有發(fā)現異常?！逼麢C班長(cháng)檢查完設備匯報單元長(cháng)說(shuō)：“設備檢查沒(méi)問(wèn)題?！彪姎獍嚅L(cháng)確認后匯報：“發(fā)電機跳，6KV廠(chǎng)用正常聯(lián)動(dòng)備用電源，電氣保護無(wú)動(dòng)作，只有‘熱工保護動(dòng)作’光字牌來(lái)信號?！?
??? 單元長(cháng)向值長(cháng)匯報：“檢查保護和設備都沒(méi)發(fā)現問(wèn)題?！敝甸L(cháng)告：“如無(wú)異常，可以恢復?！彪S即單元長(cháng)告汽機班長(cháng)：“汽機掛閘，保持機3000轉／分?！逼麢C班長(cháng)到就地機頭處操作，手搖同步器由30mm退至到“0”位，同時(shí)令司機助手去檢查設備情況，助手回來(lái)后匯報：“機組檢查正常，主軸在轉動(dòng)中?！边@時(shí)班長(cháng)操作同步器增加行程時(shí)發(fā)現高、中壓主汽門(mén)未開(kāi)，告助手去復歸“熱工保護動(dòng)作自保持復歸按鈕”，當檢查就地壓力表立盤(pán)時(shí)發(fā)現調速油壓很低，對從控制室返回來(lái)的助手說(shuō)：“把調速油泵轉起來(lái)?！?
??? 調速油壓恢復后，汽機班長(cháng)到機頭再次掛閘，逐步增加同步器行程，高、中壓主汽門(mén)開(kāi)啟，行程達8mm時(shí)回到主控制室，準備用電調升速，設定目標轉速3000r／min，升速率為300r／min／min，按進(jìn)行鍵，此時(shí)轉速實(shí)際值未能跟蹤目標值，同時(shí)“高、中壓主汽門(mén)關(guān)閉”信號光字牌亮，汽機班長(cháng)根據經(jīng)驗分析認為電調不正常，向單元長(cháng)匯報，并請示切液調運行，單元長(cháng)同意。
??? 汽機班長(cháng)到機頭處將同步器退到“0”位，通知司機將電調切為液調運行，掛閘后同步器行程為8mm時(shí)，高壓主汽門(mén)已開(kāi)啟，達11mm時(shí)，轉速表顯示100r／min左右，18寸56分30秒，當準備檢查調速汽門(mén)開(kāi)度時(shí)，聽(tīng)到主汽門(mén)關(guān)閉聲，同時(shí)一聲巨響，發(fā)電機后部著(zhù)火，機組嚴重損壞。
四．設備損壞情況
1．軸系
??? 1)軸系斷為11段，10個(gè)斷裂面，其中5處為軸斷裂，4處為對輪螺栓斷裂，1處為齒型聯(lián)軸器失效。
??? 2)中壓轉子電側軸端在軸封R角處斷裂，斷軸長(cháng)約1．8m，飛出距離11m。
??? 3)低壓轉子機側軸端在軸頸與油擋過(guò)渡處斷裂，斷軸長(cháng)約lm。發(fā)電機機側軸端在軸頸處斷裂，斷軸長(cháng)約1．5m。飛落約35m遠。
??? 4)中、低壓轉子半撓性波紋聯(lián)軸器兩端斷裂并成碎塊。
??? 5)主油泵與主軸間齒型聯(lián)軸器內、外齒損壞失效脫開(kāi)。
??? 6)低壓轉子與發(fā)電機間、發(fā)電機與勵磁機間對輪螺栓斷裂。
2．軸瓦
??? 1)3、4瓦瓦體、瓦蓋打壞，軸承箱上部破裂移位。
??? 2)5、6瓦瓦體、瓦蓋，軸承箱全部損壞。
??? 3)6、7瓦全部破裂、移動(dòng)。
??? 4)勵磁機前瓦損壞，后瓦瓦蓋損壞，瓦體損壞。
3．隔板、葉輪及葉片
??? 1)高壓缸葉頂汽封磨損，隔板和軸端汽封嚴重磨損。
??? 2)中壓缸第21級葉片復環(huán)局部脫落，第22級全級葉片葉頂磨損約10mm。
??? 3)低壓缸轉子27級葉片距葉頂斷掉約200mm，32級葉片有27片距葉型底部15mm處斷。
4．主、輔設備
??? 1)高、中缸貓爪橫銷(xiāo)翹起，立銷(xiāo)不同程度損壞，缸體位移。
??? 2)低壓缸逆流側上缸左側破裂為100×300mm的孔洞，排汽缸上缸右側破裂約為300×700mm的孔洞，下缸右側中分面下部破裂約為1000×1000mm孔洞。
??? 3)低壓缸順流側下缸左側破裂約為150×300mm孔洞。
??? 4)發(fā)電機定子底部局部掃膛，轉子槽楔全部磨損，發(fā)電機勵側上端蓋破損。
??? 5)中、低壓缸導汽管機側左部被擊穿約300×1000mm的孔洞，中部右側斷裂約1000mm，電側左部被擊穿約為300×1000mm的孔洞。
??? 6)盤(pán)車(chē)裝置損壞，定子線(xiàn)圈飛出A排墻外，齒形圈飛出約25m。
??? 7)中壓調速汽門(mén)操縱座折斷傾倒。
??? 經(jīng)評估，事故造成的經(jīng)濟損失為1246萬(wàn)元。
五．事故原因分析
1．齒型聯(lián)軸器失效是事故的起因。
??? 齒型聯(lián)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(fā)電廠(chǎng)01號機組大修時(shí)發(fā)現，主油泵齒型聯(lián)軸器外齒的齒寬磨損嚴重，于是更換了該齒型聯(lián)軸器。具體的定貨渠道是：1998年4月15日，阜新發(fā)電廠(chǎng)供應處(即阜新發(fā)電物資供銷(xiāo)公司)同黑龍江省龍電開(kāi)發(fā)有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)龍電公司)簽訂了二十萬(wàn)千瓦汽輪機配件加工合同。龍電公司將阜新發(fā)電廠(chǎng)二十萬(wàn)千瓦汽輪機配件委托給哈爾濱汽輪機廠(chǎng)輔機工業(yè)總公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)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(wàn)元，系有限責任公司，近幾年為東北電網(wǎng)及全國電力系統提供過(guò)配套服務(wù)。據了解，輔機公司隸屬于哈爾濱汽輪機廠(chǎng)，該公司具備發(fā)電設備加工制造資格，經(jīng)東北電業(yè)管理局審查被確定為東北電業(yè)管理局物資入網(wǎng)企業(yè)。輔機公司向阜新發(fā)電廠(chǎng)提供的齒型聯(lián)軸器到貨時(shí)附有合格證和材質(zhì)單。
??? 根據中國科學(xué)院金屬研究所對齒型聯(lián)軸器材質(zhì)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(lián)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(lián)軸器的低壽命失效。此外，齒型聯(lián)軸器裝配的實(shí)際尺寸與圖紙有偏差，可能使內外齒更易磨損。
??? 齒型聯(lián)軸器的失效，在運行中造成主油泵小軸與汽輪機主軸脫開(kāi)，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(mén)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(dòng)時(shí)中壓汽門(mén)遲后于高壓汽門(mén)而突然全開(kāi)的特殊工況。根據清華大學(xué)應用振蕩流體力學(xué)原理的計算結果：在中、低壓缸瞬時(shí)進(jìn)入300t／h—600t／h蒸氣所產(chǎn)生的
一．全廠(chǎng)概況
??? 阜新發(fā)電廠(chǎng)隸屬遼寧省電力公司，始建于1936年，已有60多年建廠(chǎng)歷史，是建國后國家“一五”期間156項重點(diǎn)工程之一?，F全廠(chǎng)總裝機容量為750MW，其中：中壓25MW供熱機組兩臺、50MW機組兩臺；高壓50MW機組兩臺、100MW機組三臺；超高壓200MW機組一臺。其中200MW機組是作為“以大代小”的技改工程建設的，機組產(chǎn)權歸阜新發(fā)電有限責任公司，阜新發(fā)電廠(chǎng)只負責機組的運行，設備檢修及生產(chǎn)管理，阜新發(fā)電廠(chǎng)將200MW機組編號為01號機組?！ 「沸掳l(fā)電有限責任公司由三方股東共同出資建設，東北電力投資開(kāi)發(fā)公司占89％股份；阜新太平電廠(chǎng)占6％股份；阜新市綜合投資公司占5％股份。公司依據《公司法》設立董事會(huì )、監事會(huì )，總經(jīng)理負責公司的經(jīng)營(yíng)。
二．事故機組概況
??? 阜新發(fā)電廠(chǎng)01號汽輪機CC140／N200—12．7／535／535型超高壓一次中間再熱兩段抽汽凝汽式機組，由哈爾濱汽輪機廠(chǎng)制造，出廠(chǎng)日期1996年，出廠(chǎng)編號72N9；發(fā)電機型號QFSN—200—2，出廠(chǎng)編號3—60237，出廠(chǎng)日期為1995年10月，由哈爾濱電機廠(chǎng)制造；鍋爐型號為HG—670／13．7—YM16，出廠(chǎng)編號2339，出廠(chǎng)日期1995年3月，由哈爾濱鍋爐廠(chǎng)制造?！ ≡摍C組1996年3月安裝，1996年11月2日首次并網(wǎng)發(fā)電，同年12月18日正式移交生產(chǎn)。到8月19日事故時(shí)止，累計運行15151小時(shí)，發(fā)電量27．06億千瓦時(shí)。
三．事故經(jīng)過(guò)
??? 1999年8月19日0時(shí)20分，運行五值接班，機組負荷為155MW運行；0時(shí)30分，值長(cháng)令加負荷到165MW；1時(shí)整，值長(cháng)令加負荷到170MW，主蒸汽壓力為12．6MPa，主蒸汽溫度535℃，蒸汽流量536．9噸／時(shí)。
??? 47分30秒，“高、中壓主汽門(mén)關(guān)閉”、“抽汽逆止門(mén)關(guān)閉”光字牌報警，監盤(pán)司機喊“機跳了”。47分32秒，交流、直流潤滑油泵聯(lián)動(dòng)良好。47分37秒，發(fā)電機出口開(kāi)關(guān)5532跳閘，有功負荷到“0”，6KV廠(chǎng)用電備用電源聯(lián)動(dòng)成功。
??? 值長(cháng)來(lái)電話(huà)向單元長(cháng)詢(xún)問(wèn)情況，單元長(cháng)告：“01號機、發(fā)電機跳閘?！敝甸L(cháng)當即告：“立即查明保護動(dòng)作情況，對設備詳細檢查，有問(wèn)題向我匯報?！眴卧L(cháng)令：“汽機、電氣人員檢查保護及設備情況?！彼緳C助手到保護盤(pán)檢查本特利保護，回來(lái)后向單元長(cháng)匯報：“沒(méi)有發(fā)現異常?！逼麢C班長(cháng)檢查完設備匯報單元長(cháng)說(shuō)：“設備檢查沒(méi)問(wèn)題?！彪姎獍嚅L(cháng)確認后匯報：“發(fā)電機跳，6KV廠(chǎng)用正常聯(lián)動(dòng)備用電源，電氣保護無(wú)動(dòng)作，只有‘熱工保護動(dòng)作’光字牌來(lái)信號?！?
??? 單元長(cháng)向值長(cháng)匯報：“檢查保護和設備都沒(méi)發(fā)現問(wèn)題?！敝甸L(cháng)告：“如無(wú)異常，可以恢復?！彪S即單元長(cháng)告汽機班長(cháng)：“汽機掛閘，保持機3000轉／分?！逼麢C班長(cháng)到就地機頭處操作，手搖同步器由30mm退至到“0”位，同時(shí)令司機助手去檢查設備情況，助手回來(lái)后匯報：“機組檢查正常，主軸在轉動(dòng)中?！边@時(shí)班長(cháng)操作同步器增加行程時(shí)發(fā)現高、中壓主汽門(mén)未開(kāi)，告助手去復歸“熱工保護動(dòng)作自保持復歸按鈕”，當檢查就地壓力表立盤(pán)時(shí)發(fā)現調速油壓很低，對從控制室返回來(lái)的助手說(shuō)：“把調速油泵轉起來(lái)?！?
??? 調速油壓恢復后，汽機班長(cháng)到機頭再次掛閘，逐步增加同步器行程，高、中壓主汽門(mén)開(kāi)啟，行程達8mm時(shí)回到主控制室，準備用電調升速，設定目標轉速3000r／min，升速率為300r／min／min，按進(jìn)行鍵，此時(shí)轉速實(shí)際值未能跟蹤目標值，同時(shí)“高、中壓主汽門(mén)關(guān)閉”信號光字牌亮，汽機班長(cháng)根據經(jīng)驗分析認為電調不正常，向單元長(cháng)匯報，并請示切液調運行，單元長(cháng)同意。
??? 汽機班長(cháng)到機頭處將同步器退到“0”位，通知司機將電調切為液調運行，掛閘后同步器行程為8mm時(shí)，高壓主汽門(mén)已開(kāi)啟，達11mm時(shí)，轉速表顯示100r／min左右，18寸56分30秒，當準備檢查調速汽門(mén)開(kāi)度時(shí)，聽(tīng)到主汽門(mén)關(guān)閉聲，同時(shí)一聲巨響，發(fā)電機后部著(zhù)火，機組嚴重損壞。
四．設備損壞情況
1．軸系
??? 1)軸系斷為11段，10個(gè)斷裂面，其中5處為軸斷裂，4處為對輪螺栓斷裂，1處為齒型聯(lián)軸器失效。
??? 2)中壓轉子電側軸端在軸封R角處斷裂，斷軸長(cháng)約1．8m，飛出距離11m。
??? 3)低壓轉子機側軸端在軸頸與油擋過(guò)渡處斷裂，斷軸長(cháng)約lm。發(fā)電機機側軸端在軸頸處斷裂，斷軸長(cháng)約1．5m。飛落約35m遠。
??? 4)中、低壓轉子半撓性波紋聯(lián)軸器兩端斷裂并成碎塊。
??? 5)主油泵與主軸間齒型聯(lián)軸器內、外齒損壞失效脫開(kāi)。
??? 6)低壓轉子與發(fā)電機間、發(fā)電機與勵磁機間對輪螺栓斷裂。
2．軸瓦
??? 1)3、4瓦瓦體、瓦蓋打壞，軸承箱上部破裂移位。
??? 2)5、6瓦瓦體、瓦蓋，軸承箱全部損壞。
??? 3)6、7瓦全部破裂、移動(dòng)。
??? 4)勵磁機前瓦損壞，后瓦瓦蓋損壞，瓦體損壞。
3．隔板、葉輪及葉片
??? 1)高壓缸葉頂汽封磨損，隔板和軸端汽封嚴重磨損。
??? 2)中壓缸第21級葉片復環(huán)局部脫落，第22級全級葉片葉頂磨損約10mm。
??? 3)低壓缸轉子27級葉片距葉頂斷掉約200mm，32級葉片有27片距葉型底部15mm處斷。
4．主、輔設備
??? 1)高、中缸貓爪橫銷(xiāo)翹起，立銷(xiāo)不同程度損壞，缸體位移。
??? 2)低壓缸逆流側上缸左側破裂為100×300mm的孔洞，排汽缸上缸右側破裂約為300×700mm的孔洞，下缸右側中分面下部破裂約為1000×1000mm孔洞。
??? 3)低壓缸順流側下缸左側破裂約為150×300mm孔洞。
??? 4)發(fā)電機定子底部局部掃膛，轉子槽楔全部磨損，發(fā)電機勵側上端蓋破損。
??? 5)中、低壓缸導汽管機側左部被擊穿約300×1000mm的孔洞，中部右側斷裂約1000mm，電側左部被擊穿約為300×1000mm的孔洞。
??? 6)盤(pán)車(chē)裝置損壞，定子線(xiàn)圈飛出A排墻外，齒形圈飛出約25m。
??? 7)中壓調速汽門(mén)操縱座折斷傾倒。
??? 經(jīng)評估，事故造成的經(jīng)濟損失為1246萬(wàn)元。
五．事故原因分析
1．齒型聯(lián)軸器失效是事故的起因。
??? 齒型聯(lián)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(fā)電廠(chǎng)01號機組大修時(shí)發(fā)現，主油泵齒型聯(lián)軸器外齒的齒寬磨損嚴重，于是更換了該齒型聯(lián)軸器。具體的定貨渠道是：1998年4月15日，阜新發(fā)電廠(chǎng)供應處(即阜新發(fā)電物資供銷(xiāo)公司)同黑龍江省龍電開(kāi)發(fā)有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)龍電公司)簽訂了二十萬(wàn)千瓦汽輪機配件加工合同。龍電公司將阜新發(fā)電廠(chǎng)二十萬(wàn)千瓦汽輪機配件委托給哈爾濱汽輪機廠(chǎng)輔機工業(yè)總公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)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(wàn)元，系有限責任公司，近幾年為東北電網(wǎng)及全國電力系統提供過(guò)配套服務(wù)。據了解，輔機公司隸屬于哈爾濱汽輪機廠(chǎng)，該公司具備發(fā)電設備加工制造資格，經(jīng)東北電業(yè)管理局審查被確定為東北電業(yè)管理局物資入網(wǎng)企業(yè)。輔機公司向阜新發(fā)電廠(chǎng)提供的齒型聯(lián)軸器到貨時(shí)附有合格證和材質(zhì)單。
??? 根據中國科學(xué)院金屬研究所對齒型聯(lián)軸器材質(zhì)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(lián)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(lián)軸器的低壽命失效。此外，齒型聯(lián)軸器裝配的實(shí)際尺寸與圖紙有偏差，可能使內外齒更易磨損。
??? 齒型聯(lián)軸器的失效，在運行中造成主油泵小軸與汽輪機主軸脫開(kāi)，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(mén)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(dòng)時(shí)中壓汽門(mén)遲后于高壓汽門(mén)而突然全開(kāi)的特殊工況。根據清華大學(xué)應用振蕩流體力學(xué)原理的計算結果：在中、低壓缸瞬時(shí)進(jìn)入300t／h—600t／h蒸氣所產(chǎn)生的