某大型水轮发电机组运行中主轴密封水中断事故原因分析

某大型水轮发电机组运行中主轴密封水中断事故原因分析

张飞1赵定林2

云南华电鲁地拉水电有限公司

摘要：针对某公司1号水轮发电机组某次事故停机，分析了事故经过、发生的原因及暴露的问题，并提出防范类似事故发生的对策措施，对同类型机组具有一定的借鉴作用。

关键词：安全管理；事故停机；主轴密封

1概述

为了保证水轮机导轴承的正常工作，必须在导轴承下面装设工作密封和检修密封，以防止压力水从主轴和顶盖之间上溢，防止水轮机导轴承及顶盖被淹，影响水轮机的正常工作。检修密封位于工作密封下部，由低压气系统供给0.7MPa的压缩空气，在机组停机或检修时投入，充气时使其内环面与大轴压紧，起封水作用，减少漏水量。

2事故经过

某电厂总装机容量为2160MW，单机容量为360MW，机组形式为混流式水轮发电机组。事故发生前，1号机带满负荷正常运行。10时12分，上位机报1号机启动事故停机流程。10时23分，上位机报文显示1号机事故停机正常。下面是事故发生时上位机的报警信息。

10：11：57，1号机组主轴密封水有流复归。

10：11：57，1号机组主轴密封水流量低事故停机待启动动作。

10：12：07，1号机组无事故复归。

10：12：09，1号机组机械事故停机，主轴密封水流量低启动【流程自动】。（备注：启动事故停机流程。）

10：12：09，1号机组调速器紧急停机动作。

10：12：09，1号机组发电机保护Ⅰ跳闸信号动作。

10：12：09，1号机组发电机保护Ⅱ跳闸信号动作。

10：12：09，1号机组出口断路器011分位动作。（备注：1号机事故跳闸，与系统解列。）

10：12：18，1号机组空载态动作。

10：12：20，1号机组逆变灭磁【动作】。

10：12：23，1号机组空转态动作。

10：12：23，1号机组导叶全关位置动作。

10：23：36，1号机组机械事故停机【流程执行成功】【流程自动】。（备注：1号机停机正常。）

事故发生后，当班值长立即指挥现场运行、维护人员进行检查、处理。运行人员检查1号机相关设备无工作开展，技术供水区域运行无异常，无人员误动主轴密封技术供水阀门。维护人员检查发现厂房交直流电源系统控制室内直流系统厂家和机电安装单位人员擅自切除1号交流控制电源系统交流电源输入开关，导致1号机组主轴密封水示流计的常闭接点失电后断开，1号机组启动事故停机流程。当班值长及时将该情况向云南中调和公司领导进行汇报。15时12分，根据公司要求，退出1号机“主轴密封水中断，延时10S”事故停机软压板，全面检查机组具备开机并网条件，向云南中调汇报跳闸原因已查明并处理，申请机组并网。21时42分，1号机重新开机并网发电。

3事故原因

事故发生时，直流系统厂家人员和机电安装单位试验班人员要求处理“2号交直流蓄电池组报警故障”缺陷，在找到机电安装单位试验班负责人并得到其确认后，在未办理任何工作许可手续的情况下，擅自进入设备运行区域进行消缺。

两人消除直流蓄电池故障报警缺陷后准备离开工作现场，试验班负责人也到了工作现场，提出1号交流控制电源装置不具备逆变功能，而厂家人员认为逆变功能已在前期的调试中完成，为验证设备功能，厂家人员只查看了1号交流控制电源系统直流输入电源QF2开关在合闸位置，而不清楚上一级220V直流输入电源QF1开关因接地故障未消除早已在断开位置的情况，直接断开1号交流控制电源系统380V交流输入电源QF3开关，导致1号机组交流配电柜失电（通过直流输出电源开关QF11），如图1所示。

图11号交流控制电源系统示意图

1号机组交流控制电源配电柜失电从而导致主轴密封控制箱失电。按照设计，1号机组交流控制电源配电柜应有两路交流输入电源，第1路电源（QS211路交流进线开关）取自1号交流控制电源系统，第2路电源（QS222路交流进线开关）取自1号机组400V自用电系统，但事故发生时第2路电源并未接入，如图2所示。

图21号机组交流控制电源配电柜系统示意图

主轴密封水流量低启动事故停机流程需同时满足3个条件：主轴密封水无流，机组不在停机态（空转态、空载态、发电态或调相态中的任何一个），主轴密封水中断启动事故停机压板在投入状态。此次事故发生时，机组在发电态，且主轴密封水中断启动事故停机压板在投入状态。当1号机组主轴密封控制箱失电后，主轴密封水总管流量计电源消失，导致主轴密封水总管流量计常闭接点断开，从而满足主轴密封水中断启动事故停机流程条件，延时10s后启动机组事故停机流程。下面的代码是主轴密封水中断启动事故停机流程的判据。模拟量DI[277]表示主轴密封水有流，当主轴密封控制箱正常带电且主轴密封水正常供水的情况下，该模拟量为常闭接点，当控制箱失电时该常闭接点断开。JZ.STATE>1表示机组不在停机态。DUMMY.DI[58]表示主轴密封水中断启动事故停机压板在投入状态。

IFNOTDI[277]ANDJZ.STATE>1ANDDUMMY.DI[58]THEN

RECEIVE_AIAX.REASON：=25；

JSR（SEQ_MAN）；

END_IF；

AUTOFLAG3：=0；

4暴露问题

a.直流系统厂家人员无票作业，在不清楚设备实际运行情况的前提下，未经现场运行人员许可，擅自操作运行设备，是导致本次事故的直接原因。

b.1号机组交流控制电源柜按照设计应该是两路交流电源互为备用，但此次事故中，第2路交流进线电源并未接线，未起到备用作用。

c.主轴密封水中断启动事故停机流程，是导致本次事故发生的根本原因，结合已投运电厂的实际运行情况，主轴密封水中断提供报警信号即可，不用启动事故停机流程。

d.运行值班人员和设备维护部巡视人员对现场未移交但与运行设备有关联的设备认识不足，现场把关不严，任由其他人员进入运行区域内进行工作，负本次事件管理责任。

5经验教训

a.将机组“主轴密封水中断，延时10S”事故停机水机保护退出，当主轴密封水中断时，仅发出报警信号即可。

b.完善1号机组交流控制电源配电柜另一路电源的接线工作，保证两路电源互为备用。

c.完善1号交流控制电源系统，保证交流电源、直流电源均正常带电互为备用。

d.严格执行《电力安全工作规程》，规范和完善工作许可、监护制度，杜绝出现管理漏洞。

e.公司不断完善外来人员登记表格的内容，进一步做好现场设备管理工作。

参考文献：

[1]代剑.某水电厂主轴密封水流量中断停机原因分析[J].云南电力技术，2014，42（z1）。

[2]胡雄峰、郑应霞、丁国平、邓新星.某水电站机组主轴密封供水中断原因分析及处理[J].人民长江，2015，13。

[3]DL/T5081-1997.水力发电厂自动化设计技术规范[S].中国电力出版社。