阜新发电有限责任公司“8.19”事故调查报告

    五、事故原因分析  
    1．齿型联轴器失效是事故的起因。
    齿型联轴器由左、右外齿轴套和左、右内齿套筒构成。1998年5月25日，阜新发电厂01号机组大修时发现，主油泵齿型联轴器外齿的齿宽磨损严重，于是更换了该齿型联轴器。具体的定货渠道是：1998年4月15日，阜新发电厂供应处(即阜新发电物资供销公司)同黑龙江省龙电开发有限公司(以下简称龙电公司)签订了二十万千瓦汽轮机配件加工合同。龙电公司将阜新发电厂二十万千瓦汽轮机配件委托给哈尔滨汽轮机厂辅机工业总公司(以下简称辅机公司)加工。龙电公司隶属黑龙江省机械厅，注册资本六十万元，系有限责任公司，近几年为东北电网及全国电力系统提供过配套服务。据了解，辅机公司隶属于哈尔滨汽轮机厂，该公司具备发电设备加工制造资格，经东北电业管理局审查被确定为东北电业管理局物资入网企业。辅机公司向阜新发电厂提供的齿型联轴器到货时附有合格证和材质单。
    根据中国科学院金属研究所对齿型联轴器材质的检测：左、右内齿和左外齿材料为38CrMoAl，基体热处理和表面渗氮处理均不合格，齿表面渗氮缺陷严重超标；右外齿错用材料为32Cr3MoV，使右内、外齿材料不相匹配，是齿型联轴器低寿命失效的主要原因。结构设计造成的润滑不良，加速了齿型联轴器的低寿命失效。此外，齿型联轴器装配的实际尺寸与图纸有偏差，可能使内外齿更易磨损。
    齿型联轴器的失效，在运行中造成主油泵小轴与汽轮机主轴脱开，主油泵停止工作，转速失去监测、调节系统失控。
    2．几种因素偶合的特殊工况致使低压缸铸铁隔板在压力波冲击作用下碎裂是轴系损坏的主要原因。
    由于主油泵不能工作，调速油压低、中压主汽门前压力高、转速失去监测、调节系统失控等条件的偶合，导致机组启动时中压汽门迟后于高压汽门而突然全开的特殊工况。根据清华大学应用振荡流体力学原理的计算结果：在中、低压缸瞬时进入300t／h——600t／h蒸气所产生的压力波冲击下，低压各级隔板级间最大压差均为设计压差的10倍以上。    通过对低压铸铁隔铁破坏性试验结果表明，导叶屈服时的加载力约为设计压差的6．5倍；隔板损坏时的加载力约为设计压差的10倍，试验与计算结果相一致。 
    因此，低压缸铸铁隔板的碎裂损坏，使静、动部件严重碰磨，机组发生强烈振动，是转子断裂、轴系破坏的主要原因。
    3．运行人员缺乏正确的判断能力，是偶发中压缸瞬时进人大量蒸气特殊工况的主要原因之—。 
 　 齿型联轴器的失效，导致转速失去监测、调节系统失控，中压缸瞬时进入大量蒸气特殊工况，这种情况在国内从未发生过，现场运行人员对此缺乏正确的判断能力，对转速表的异常指示没能做出全面的综合分析，运行人员认为“无异常”，仍按正常操作程序进行起动，是发生中、低压缸瞬时进入大量蒸汽特殊工况的条件之—。 
 　 六、事故性质和责任分析
　  1．齿型联轴器的失效是事故的起因。由于齿型联轴器质量低劣，材料处理工艺不合格及错用，导致齿牙严重磨损、折断、变形损伤，造成齿型联轴器低寿命失效，使主油泵轴与汽轮机主轴脱开，导致发电机跳闸、机组甩负荷、转速失去监测、调节系统失控。因而制造厂家哈尔滨市汽轮机辅机工业总公司对此负主要责任。
 　 2．阜新发电有限责任公司对齿型联轴器的失效，导致转速失去监测、调节系统失控未能做出正确判断，对机组的再次启动应负直接责任。阜新发电有限责任公司，厂、分厂、生技处、安监处、值长组等相关领导应负领导责任；当班值长、单元长、汽机班长、汽机司机对启动应分别负指挥、操作的直接责任。
 　 3．设计、制造、运行单位对这种特殊工况的产生条件研究不够，未能在现有技术水平上加以避免，从而发生隔板损坏、进而导致轴系破坏的严重后果，应承担一定的责任。
    事故性质：阜新发电有限公司“8·19”轴系损坏事故是—起由设备质量、技术等综合原因偶合引发的重大责任事故。
  　七、暴露问题   
 　 1．通过实际测量、解剖检查等表明，低压缸隔板大部分导叶插入深度不够或浇铸接合不好，尤为突出的是浇铸的静叶销钉充满度不好，降低了导叶与隔板和外环的连接强度，在事故中使导叶从叶根或叶顶处拔出、脱落。
　  2．中压转子表面存在加工缺陷和早期裂纹，导致应力集中，材料的抗疲劳能力及寿命大幅度降低，在机组异常工况下极易损坏，存在隐患。
 　 3．汽机运行规程不严密。对齿形联轴器损坏脱开，导致转速失去监测、调节系统失控，从现象到判断处理，没有明确规定，使运行人员只能凭个人分析去处理。 
  　4．培训工作不扎实，没有突出岗位培训的特点，缺乏相应的专业技术内容。造成运行
  　八、防范措施
  　1．齿型联轴器是汽轮机极为重要的部件，其磨损现象在国内较为普遍，对其设计、制造质量必须高度重视。要认真总结设计中的问题，严格控制制造、加工质量；应有防止内齿套筒相对位移过大的措施，进一步改善齿的润滑状况；严禁错用材料、严格规范材料的处理工艺。确保齿型联轴器使用的安全性、可靠性。
    2．加强备品配件的质量管理工作。按标准认真检验各项指标，严把备品配件及设备质量关，防止不合格的备品备件进厂，进而保证备品备件的安全可靠性。
    3．铸铁隔板在国产200MW机组上被广泛使用，其制造、加21232艺要求较高，尤其是导叶的插人深度、浇铸结合的程度以及设计的型线等，一般较难控制，在正常运行中虽未发生过大的问题，但在异常工况下极易损坏，为提高运行的安全性和经济性，建议今后制造厂在新制机组时考虑将铸铁隔板改为焊接隔板，以提高抗冲击能力。
    4．加强技术培训，提高人员素质。人员素质与生产和技术的发展水平不相适应是普遍现象，尤其是青工较多、经验不足的现状。要加强人员的岗位技术培训，建立严格的技术考核制度，提高运行人员对一般事故和特殊事故的判断、应变能力和水平。
    5．加强技术管理、杜绝事故隐患。设备的健康水平是保证机组安全运行的先决条件，无论划、缺陷均要查明原因，及时消除，决不可放过。要对200MW机组的齿形联轴器进行一次全面的检查，发现问题及时处理。按规定认真完成金属监督要求，对汽轮发电机转子进行金属检查。 
    6．完善运行规程。对现有200MW机组的运行、检修规程进行全面的审查，结合设备、系统的实际情况加以充实完善。如主油泵标高、低油压保护联动值、再热器压力的控制要求等，应进行深入研究，纳入规程。要针对电、液并存调节系统易发生的故障，编进运行规程的事故处理章节，以使运行、检修人员操作有章法、判断有依据。
    7．就地增设在主轴侧取信号源的转速表，便于运行人员在冲转升速及事故处理过程的对照和分析。