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(diào)查報告
一．全廠概況
??? 阜新發(fā)電廠隸屬遼寧省電力公司，始建于1936年，已有60多年建廠歷史，是建國后國家“一五”期間156項重點工程之一。現(xiàn)全廠總裝機容量為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)電廠只負責機組的運行，設備檢修及生產(chǎn)管理，阜新發(fā)電廠將200MW機組編號為01號機組。 阜新發(fā)電有限責任公司由三方股東共同出資建設，東北電力投資開發(fā)公司占89％股份；阜新太平電廠占6％股份；阜新市綜合投資公司占5％股份。公司依據(jù)《公司法》設立董事會、監(jiān)事會，總經(jīng)理負責公司的經(jīng)營。
二．事故機組概況
??? 阜新發(fā)電廠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，由哈爾濱汽輪機廠制造，出廠日期1996年，出廠編號72N9；發(fā)電機型號QFSN—200—2，出廠編號3—60237，出廠日期為1995年10月，由哈爾濱電機廠制造；鍋爐型號為HG—670／13．7—YM16，出廠編號2339，出廠日期1995年3月，由哈爾濱鍋爐廠制造?！ ≡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日事故時止，累計運行15151小時，發(fā)電量27．06億千瓦時。
三．事故經(jīng)過
??? 1999年8月19日0時20分，運行五值接班，機組負荷為155MW運行；0時30分，值長令加負荷到165MW；1時整，值長令加負荷到170MW，主蒸汽壓力為12．6MPa，主蒸汽溫度535℃，蒸汽流量536．9噸／時。
??? 47分30秒，“高、中壓主汽門關閉”、“抽汽逆止門關閉”光字牌報警，監(jiān)盤司機喊“機跳了”。47分32秒，交流、直流潤滑油泵聯(lián)動良好。47分37秒，發(fā)電機出口開關5532跳閘，有功負荷到“0”，6KV廠用電備用電源聯(lián)動成功。
??? 值長來電話向單元長詢問情況，單元長告：“01號機、發(fā)電機跳閘?！敝甸L當即告：“立即查明保護動作情況，對設備詳細檢查，有問題向我匯報?！眴卧L令：“汽機、電氣人員檢查保護及設備情況?！彼緳C助手到保護盤檢查本特利保護，回來后向單元長匯報：“沒有發(fā)現(xiàn)異常?！逼麢C班長檢查完設備匯報單元長說：“設備檢查沒問題?！彪姎獍嚅L確認后匯報：“發(fā)電機跳，6KV廠用正常聯(lián)動備用電源，電氣保護無動作，只有‘熱工保護動作’光字牌來信號?！?
??? 單元長向值長匯報：“檢查保護和設備都沒發(fā)現(xiàn)問題?！敝甸L告：“如無異常，可以恢復?！彪S即單元長告汽機班長：“汽機掛閘，保持機3000轉／分?！逼麢C班長到就地機頭處操作，手搖同步器由30mm退至到“0”位，同時令司機助手去檢查設備情況，助手回來后匯報：“機組檢查正常，主軸在轉動中?！边@時班長操作同步器增加行程時發(fā)現(xiàn)高、中壓主汽門未開，告助手去復歸“熱工保護動作自保持復歸按鈕”，當檢查就地壓力表立盤時發(fā)現(xiàn)調(diào)速油壓很低，對從控制室返回來的助手說：“把調(diào)速油泵轉起來?！?
??? 調(diào)速油壓恢復后，汽機班長到機頭再次掛閘，逐步增加同步器行程，高、中壓主汽門開啟，行程達8mm時回到主控制室，準備用電調(diào)升速，設定目標轉速3000r／min，升速率為300r／min／min，按進行鍵，此時轉速實際值未能跟蹤目標值，同時“高、中壓主汽門關閉”信號光字牌亮，汽機班長根據(jù)經(jīng)驗分析認為電調(diào)不正常，向單元長匯報，并請示切液調(diào)運行，單元長同意。
??? 汽機班長到機頭處將同步器退到“0”位，通知司機將電調(diào)切為液調(diào)運行，掛閘后同步器行程為8mm時，高壓主汽門已開啟，達11mm時，轉速表顯示100r／min左右，18寸56分30秒，當準備檢查調(diào)速汽門開度時，聽到主汽門關閉聲，同時一聲巨響，發(fā)電機后部著火，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，斷軸長約1．8m，飛出距離11m。
??? 3)低壓轉子機側軸端在軸頸與油擋過渡處斷裂，斷軸長約lm。發(fā)電機機側軸端在軸頸處斷裂，斷軸長約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(nèi)、外齒損壞失效脫開。
??? 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。
??? 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、中缸貓爪橫銷翹起，立銷不同程度損壞，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)盤車裝置損壞，定子線圈飛出A排墻外，齒形圈飛出約25m。
??? 7)中壓調(diào)速汽門操縱座折斷傾倒。
??? 經(jīng)評估，事故造成的經(jīng)濟損失為1246萬元。
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(nèi)齒套筒構成。1998年5月25日，阜新發(fā)電廠01號機組大修時發(fā)現(xiàn)，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)電廠供應處(即阜新發(fā)電物資供銷公司)同黑龍江省龍電開發(fā)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(fā)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(yè)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(wǎng)及全國電力系統(tǒng)提供過配套服務。據(jù)了解，輔機公司隸屬于哈爾濱汽輪機廠，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)電廠提供的齒型聯(lián)軸器到貨時附有合格證和材質(zhì)單。
??? 根據(jù)中國科學院金屬研究所對齒型聯(lián)軸器材質(zhì)的檢測：左、右內(nèi)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(nèi)、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)軸器裝配的實際尺寸與圖紙有偏差，可能使內(nèi)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，主油泵停止工作，轉速失去監(jiān)測、調(diào)節(jié)系統(tǒng)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(diào)速油壓低、中壓主汽門前壓力高、轉速失去監(jiān)測、調(diào)節(jié)系統(tǒng)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(jù)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(chǎn)生的
一．全廠概況
??? 阜新發(fā)電廠隸屬遼寧省電力公司，始建于1936年，已有60多年建廠歷史，是建國后國家“一五”期間156項重點工程之一。現(xiàn)全廠總裝機容量為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)電廠只負責機組的運行，設備檢修及生產(chǎn)管理，阜新發(fā)電廠將200MW機組編號為01號機組。 阜新發(fā)電有限責任公司由三方股東共同出資建設，東北電力投資開發(fā)公司占89％股份；阜新太平電廠占6％股份；阜新市綜合投資公司占5％股份。公司依據(jù)《公司法》設立董事會、監(jiān)事會，總經(jīng)理負責公司的經(jīng)營。
二．事故機組概況
??? 阜新發(fā)電廠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，由哈爾濱汽輪機廠制造，出廠日期1996年，出廠編號72N9；發(fā)電機型號QFSN—200—2，出廠編號3—60237，出廠日期為1995年10月，由哈爾濱電機廠制造；鍋爐型號為HG—670／13．7—YM16，出廠編號2339，出廠日期1995年3月，由哈爾濱鍋爐廠制造?！ ≡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日事故時止，累計運行15151小時，發(fā)電量27．06億千瓦時。
三．事故經(jīng)過
??? 1999年8月19日0時20分，運行五值接班，機組負荷為155MW運行；0時30分，值長令加負荷到165MW；1時整，值長令加負荷到170MW，主蒸汽壓力為12．6MPa，主蒸汽溫度535℃，蒸汽流量536．9噸／時。
??? 47分30秒，“高、中壓主汽門關閉”、“抽汽逆止門關閉”光字牌報警，監(jiān)盤司機喊“機跳了”。47分32秒，交流、直流潤滑油泵聯(lián)動良好。47分37秒，發(fā)電機出口開關5532跳閘，有功負荷到“0”，6KV廠用電備用電源聯(lián)動成功。
??? 值長來電話向單元長詢問情況，單元長告：“01號機、發(fā)電機跳閘?！敝甸L當即告：“立即查明保護動作情況，對設備詳細檢查，有問題向我匯報?！眴卧L令：“汽機、電氣人員檢查保護及設備情況?！彼緳C助手到保護盤檢查本特利保護，回來后向單元長匯報：“沒有發(fā)現(xiàn)異常?！逼麢C班長檢查完設備匯報單元長說：“設備檢查沒問題?！彪姎獍嚅L確認后匯報：“發(fā)電機跳，6KV廠用正常聯(lián)動備用電源，電氣保護無動作，只有‘熱工保護動作’光字牌來信號?！?
??? 單元長向值長匯報：“檢查保護和設備都沒發(fā)現(xiàn)問題?！敝甸L告：“如無異常，可以恢復?！彪S即單元長告汽機班長：“汽機掛閘，保持機3000轉／分?！逼麢C班長到就地機頭處操作，手搖同步器由30mm退至到“0”位，同時令司機助手去檢查設備情況，助手回來后匯報：“機組檢查正常，主軸在轉動中?！边@時班長操作同步器增加行程時發(fā)現(xiàn)高、中壓主汽門未開，告助手去復歸“熱工保護動作自保持復歸按鈕”，當檢查就地壓力表立盤時發(fā)現(xiàn)調(diào)速油壓很低，對從控制室返回來的助手說：“把調(diào)速油泵轉起來?！?
??? 調(diào)速油壓恢復后，汽機班長到機頭再次掛閘，逐步增加同步器行程，高、中壓主汽門開啟，行程達8mm時回到主控制室，準備用電調(diào)升速，設定目標轉速3000r／min，升速率為300r／min／min，按進行鍵，此時轉速實際值未能跟蹤目標值，同時“高、中壓主汽門關閉”信號光字牌亮，汽機班長根據(jù)經(jīng)驗分析認為電調(diào)不正常，向單元長匯報，并請示切液調(diào)運行，單元長同意。
??? 汽機班長到機頭處將同步器退到“0”位，通知司機將電調(diào)切為液調(diào)運行，掛閘后同步器行程為8mm時，高壓主汽門已開啟，達11mm時，轉速表顯示100r／min左右，18寸56分30秒，當準備檢查調(diào)速汽門開度時，聽到主汽門關閉聲，同時一聲巨響，發(fā)電機后部著火，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，斷軸長約1．8m，飛出距離11m。
??? 3)低壓轉子機側軸端在軸頸與油擋過渡處斷裂，斷軸長約lm。發(fā)電機機側軸端在軸頸處斷裂，斷軸長約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(nèi)、外齒損壞失效脫開。
??? 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。
??? 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、中缸貓爪橫銷翹起，立銷不同程度損壞，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)盤車裝置損壞，定子線圈飛出A排墻外，齒形圈飛出約25m。
??? 7)中壓調(diào)速汽門操縱座折斷傾倒。
??? 經(jīng)評估，事故造成的經(jīng)濟損失為1246萬元。
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(nèi)齒套筒構成。1998年5月25日，阜新發(fā)電廠01號機組大修時發(fā)現(xiàn)，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)電廠供應處(即阜新發(fā)電物資供銷公司)同黑龍江省龍電開發(fā)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(fā)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(yè)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(wǎng)及全國電力系統(tǒng)提供過配套服務。據(jù)了解，輔機公司隸屬于哈爾濱汽輪機廠，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)電廠提供的齒型聯(lián)軸器到貨時附有合格證和材質(zhì)單。
??? 根據(jù)中國科學院金屬研究所對齒型聯(lián)軸器材質(zhì)的檢測：左、右內(nèi)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(nèi)、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)軸器裝配的實際尺寸與圖紙有偏差，可能使內(nèi)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，主油泵停止工作，轉速失去監(jiān)測、調(diào)節(jié)系統(tǒng)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(diào)速油壓低、中壓主汽門前壓力高、轉速失去監(jiān)測、調(diào)節(jié)系統(tǒng)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(jù)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(chǎn)生的