1 引 言
所謂甩負(fù)荷事故是指汽輪發(fā)電機(jī)組突然卸掉全部或部分負(fù)荷的一種事故現(xiàn)象。甩負(fù)荷事故的發(fā)生對(duì)汽輪機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行影響甚大，必須引起運(yùn)行值班人員和有關(guān)人員的高度重視。
2 甩負(fù)荷的原因及危害
2.1 甩負(fù)荷的類型
汽輪發(fā)電機(jī)組甩負(fù)荷主要有以下幾種類型：
(1) 因供電輸變線路突然跳閘，使機(jī)組負(fù)荷無(wú)法正常輸出；
(2) 發(fā)電機(jī)保護(hù)動(dòng)作，跳開(kāi)發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)；
(3) 汽輪機(jī)保護(hù)動(dòng)作，高中壓自動(dòng)主汽門突然關(guān)閉；
(4) 運(yùn)行中某一自動(dòng)主汽門、調(diào)速汽門或某一油動(dòng)機(jī)突然關(guān)閉。
2.2 甩負(fù)荷的判斷
機(jī)組發(fā)生甩負(fù)荷時(shí) ，運(yùn)行值班人員要迅速判明甩負(fù)荷的原因，然后才能采取對(duì)應(yīng)的措施進(jìn)行處理，判斷的方法主要有以下幾種：
(1) 當(dāng)由電氣原因（上述1，2種類型）造成機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，則發(fā)電機(jī)甩去全部或大部分負(fù)荷（僅剩下廠用電負(fù)荷），這時(shí)機(jī)組最顯著的特征是轉(zhuǎn)速升高，若汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性不理想，就會(huì)造成汽輪機(jī)超速保護(hù)動(dòng)作而停機(jī)。
(2) 當(dāng)由汽輪機(jī)保護(hù)動(dòng)作（上述第3種類型）造成機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，則發(fā)電機(jī)組會(huì)甩去全部負(fù)荷，此時(shí)機(jī)組轉(zhuǎn)速與甩負(fù)荷前相比基本不變。由于高中壓自動(dòng)主汽門的關(guān)閉，切斷了進(jìn)入汽輪機(jī)的所有蒸汽，此時(shí)機(jī)組得以維持穩(wěn)定轉(zhuǎn)速全靠電網(wǎng)的返送電，即發(fā)電機(jī)組變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)運(yùn)行模式，稱為逆功率運(yùn)行。
(3) 當(dāng)由主調(diào)門突關(guān)（上述第4種類型）造成機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，則發(fā)電機(jī)組僅甩去部分負(fù)荷，機(jī)組轉(zhuǎn)速保持不變。其甩負(fù)荷量視突然關(guān)閉的主調(diào)門的通流量，占機(jī)組當(dāng)時(shí)進(jìn)汽量的份額而定，同時(shí)也與主調(diào)門的類別有關(guān)。就200 MW汽輪發(fā)電機(jī)組而言，高壓主汽門突關(guān)比中壓主汽門突關(guān)甩負(fù)荷量大；1，2號(hào)高調(diào)門突關(guān)比3，4號(hào)高調(diào)門突關(guān)影響更大；單一中壓調(diào)門突關(guān)對(duì)負(fù)荷的影響較小；中壓油動(dòng)機(jī)突關(guān)比高壓油動(dòng)機(jī)突關(guān)要嚴(yán)重得多。如2001年2月9日，某廠一臺(tái)200 MW汽輪機(jī)的3號(hào)中調(diào)門運(yùn)行中突關(guān)，對(duì)負(fù)荷的影響甚微，從負(fù)荷歷史曲線上看基本上覺(jué)察不到。而2001年3月16日，某廠一臺(tái)200 MW汽輪機(jī)的中壓油動(dòng)機(jī)突關(guān)，機(jī)組負(fù)荷由107.5 MW瞬間降至18.32 MW。
2.3 甩負(fù)荷事故的危害
運(yùn)行中汽輪發(fā)電機(jī)組甩負(fù)荷，不僅給電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了一定的負(fù)面影響，而且直接對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行構(gòu)成了威脅，其危害性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
(1) 甩負(fù)荷是造成機(jī)組超速的主要因素，超速的結(jié)果往往會(huì)造成超速保護(hù)動(dòng)作而停機(jī)，更有甚者還會(huì)造成汽輪發(fā)電機(jī)組因飛車而毀壞。
(2) 甩負(fù)荷后對(duì)機(jī)組形成了一次較大的熱沖擊。
甩負(fù)荷后機(jī)組負(fù)荷發(fā)生了大幅度的變化，則進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽量隨之而減小，由于調(diào)速汽門的節(jié)流作用，通過(guò)汽輪機(jī)通流部分的蒸汽溫度將發(fā)生大幅度的降低，使汽缸、轉(zhuǎn)子表面受到急劇冷卻，致使其中產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力。有數(shù)據(jù)表明：運(yùn)行中機(jī)組突然甩去50%負(fù)荷時(shí)，在汽缸、轉(zhuǎn)子金屬部件中產(chǎn)生的熱應(yīng)力最為嚴(yán)重?！∪粢蚱啓C(jī)保護(hù)動(dòng)作，高中壓自動(dòng)主汽門突關(guān)甩去全部負(fù)荷時(shí)，雖然汽輪機(jī)暫時(shí)沒(méi)有蒸汽通過(guò)，但以后的事故處理需要使汽輪機(jī)重新進(jìn)汽，極熱態(tài)啟動(dòng)往往會(huì)產(chǎn)生更大的熱沖擊。
(3) 甩負(fù)荷過(guò)程伴隨著一次較大的機(jī)械沖擊。
甩負(fù)荷后由于機(jī)組負(fù)荷的突然改變，使流經(jīng)汽輪機(jī)通流部分的蒸汽流量和狀態(tài)隨之改變，則作用于轉(zhuǎn)子上的軸向推力也發(fā)生了變化，軸向位移指示值發(fā)生突變，造成推力軸承和聯(lián)軸器螺栓受到一次較大的機(jī)械沖擊。如2001年2月2日，某廠一臺(tái)200 MW汽輪機(jī)的2號(hào)高調(diào)門運(yùn)行中突關(guān)，造成負(fù)荷突降20 MW左右，軸向位移指示值變化了0.34 mm。2001年3月16日，某廠一臺(tái)200 MW汽輪機(jī)中壓油動(dòng)機(jī)突關(guān)，造成負(fù)荷突降90 MW，軸向位移指示值變化了0.558 mm。
(4) 甩負(fù)荷對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子構(gòu)成一次較大的擾動(dòng)。運(yùn)行中機(jī)組突然甩負(fù)荷后，會(huì)使原來(lái)運(yùn)行相對(duì)平穩(wěn)的轉(zhuǎn)子受到一次不平衡的汽流沖擊，誘發(fā)機(jī)組振動(dòng)突變。從上述2次機(jī)組甩負(fù)荷的情況看，均使汽輪機(jī)軸振和軸承振動(dòng)發(fā)生了突變，其中前者使2號(hào)軸振突增44 祄，2號(hào)軸承振動(dòng)突增11 祄。后者使2號(hào)軸振突增30 祄，6號(hào)軸承振動(dòng)突 增20 祄，7號(hào)軸承振動(dòng)突增16 祄，其它軸振和軸承振動(dòng)均有變化。若甩去部分負(fù)荷后，造成發(fā)電機(jī)出口三相電流不平衡時(shí)，還會(huì)誘發(fā)機(jī)組產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。某廠一臺(tái)200 MW汽輪發(fā)電機(jī)組曾因主變出口相間短路，發(fā)電機(jī)故障保護(hù)動(dòng)作機(jī)組全甩負(fù)荷后，發(fā)現(xiàn)該機(jī)發(fā)勵(lì)對(duì)輪螺栓扭斷數(shù)條。
(5) 甩負(fù)荷后還會(huì)形成壓力容器超壓運(yùn)行，輕者引起安全閥啟跳，重者造成壓力容器變形或爆破。如2001年3月16日，某廠機(jī)組甩負(fù)荷后造成二次汽壓急劇升高，中壓自動(dòng)主汽門前壓力一度高達(dá)3.61 MPa，引起二次汽安全門動(dòng)作啟跳。
3 防范措施
防止汽輪發(fā)電機(jī)組甩負(fù)荷的相應(yīng)措施歸納如下：
(1) 要嚴(yán)格按照工藝要求和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)機(jī)組進(jìn)行檢修，確保調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)特性符合設(shè)計(jì)要求，保證調(diào)速系統(tǒng)工作性能滿足甩負(fù)荷的需要。
(2) 加強(qiáng)對(duì)油質(zhì)的監(jiān)督和管理，大小修中應(yīng)對(duì)主油箱和油系統(tǒng)管道、附件進(jìn)行徹底清理，以清除系統(tǒng)中殘留的粒狀雜質(zhì)。運(yùn)行中應(yīng)調(diào)整好軸承箱負(fù)壓和軸封供汽壓力，避免油中的顆粒度和水分超標(biāo)，同時(shí)也要加強(qiáng)對(duì)油樣的跟蹤化驗(yàn)，確保油質(zhì)合乎要求。
(3) 運(yùn)行中應(yīng)按反事故措施的要求，定期進(jìn)行自動(dòng)主汽門和調(diào)速汽門的活動(dòng)試驗(yàn)，保證自動(dòng)主汽門和調(diào)速汽門動(dòng)作靈活，無(wú)卡澀現(xiàn)象。
(4) 嚴(yán)禁汽輪機(jī)組處于高壓油動(dòng)機(jī)全開(kāi)或過(guò)開(kāi)狀態(tài)下運(yùn)行，以避免高壓油動(dòng)機(jī)卡澀而動(dòng)作不靈活。
(5) 運(yùn)行中要加強(qiáng)對(duì)液壓調(diào)速系統(tǒng)部套油壓的監(jiān)視，如果一、二、三次脈動(dòng)油壓，油動(dòng)機(jī)活塞上下油壓等表計(jì)指示異常時(shí)，應(yīng)及時(shí)分析處理。 (趙愛(ài)軍)
