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四、事故原因 调查组经查勘事故现场，分析机组运行监控系统各类信号和数据，问询电厂运行和检修人员，未发现人为误操作、运行管理失职和恶意破坏的因素。调查组经技术分析后认为，事故原因是由于华能北京热电厂2号机组汽轮机第20级叶轮轮缘在运行中突然断裂。钢铁研究总院和华北电力科学研究院技术鉴定确定，该轮缘的断裂属于在应力和腐蚀性介质共同作用下发生的应力腐蚀断裂。经核对机组原始设计资料，20级叶轮正处在干、湿蒸汽交替区，具备发生应力腐蚀的条件。汽轮机长期运行过程中，在应力和腐蚀性介质共同作用下，首先在叶轮反T形槽内壁上方根部形成微裂纹，随着应力腐蚀裂纹的扩展，裂纹面积越来越大，剩余承载面积越来越小，当剩余承载面积不足以承受叶片离心力的作用时，剩余面积将以剪切的方式瞬时断裂，从而导致轮缘的脱落。轮缘截面如图： 另一方面，20级轮缘加工工艺粗糙，材质存在缺陷。经北京北重汽轮电机有限责任公司检测，20级轮缘反T形槽加工工艺粗糙，多个部位粗糙度达到6.3微米，远远大于同类型机组技术引进单位哈尔滨汽轮机厂《汽轮机主要零部件（转子部分）加工装配技术条件》规定的3.2微米；现场测量反T形槽两个R角低于0.3毫米，也低于上述技术条件。工艺不规范的部位会导致应力的高度集中，使断裂更易发生。20级轮缘材质经华北电科院金属检验，材质与国产34CrNi1Mo型号的钢材近似，主要强度特性满足国内标准要求，但冲击韧性和断面后延伸率低于标准，材料表现偏脆、硬和韧性较低。 第20级叶轮轮缘断裂后，连带39片叶片脱落在汽轮机低压缸内。由于总体脱落质量达到了123千克，导致汽轮发电机组轴系严重失衡，机组轴系发生了剧烈的振动，导致轴和轴瓦严重磨损，同时导致轴封和氢气密封系统失效。随后，润滑油和氢气发生大量泄漏。由于润滑油和氢气都属于可燃物，接触空气后，加之存在正常运行的励磁系统火花和高温的轴系转动部位，润滑油和氢气发生了剧烈的爆炸和燃烧。 五、事故性质 经调查认定，“3•13”华能北京热电有限责任公司2号机组事故是一起设备质量缺陷导致的一般设备事故。 六、对事故有关责任单位的处理建议 由于事故是因设备质量缺陷导致，建议不对华能北京热电有限责任公司和相关负责人员进行行政处罚。事故设备制造单位为俄罗斯乌拉尔汽轮发动机厂，对事故发生负有产品质量责任。该设备以易货贸易方式引进，制造期间正处在前苏联解体时期，对责任单位建议由有关部门依法处理。 七、暴露的问题 （一）国内在役的苏联解体时期生产制造的大型发电机组设备可靠性不高，其老化速度可能较快，特别是个别部件加工质量一般，加工工艺不能满足国内生产技术标准要求。 （二）电力行业普遍缺乏对汽轮机转子应力腐蚀的研究，由于国内多年未出现应力腐蚀事故案例，发电企业普遍缺乏在此方面的防范意识。目前国内在役同类型机组也可能存在同类事故隐患。 （三）现行的发电机组定期检修和试验技术标准对此类俄制机组针对性不足。检修和试验技术标准中缺少对机组长期运行和频繁调峰后，开展套装转子应力集中部位和干、湿蒸汽交替区域的检查和维护内容。 八、事故防范和整改措施 （一）华能北京热电有限责任公司应进一步加强设备事故隐患管理工作，不断完善设备的巡视检查和实时监控，强化长期监测数据的分析应用，特别是对机组异常的监测数据，应及时采取措施，必要时，联合制造厂家和研究机构对问题彻底分析、全面排查。 （二）华能国际电力股份有限公司、华能华北分公司、华能北京热电有限责任公司应积极推动汽轮机组转子、叶轮、叶片等部件金属试验的研究工作，提升金属部件事故隐患的排查治理能力；对其它俄制汽轮机组通流部件的金属材质和机械性能应进行检验，并对设计上应力集中区域加以详细分析，评估其安全性，及时研究制定和实施改进措施，避免此类事故再次发生。 （三）华能国际电力股份有限公司、华能华北分公司、华能北京热电有限责任公司应认真吸取此次事故经验教训，举一反三，全面落实企业的安全生产主体责任，严格细致地做好设备的基础性管理工作，并发挥集团优势，加强安全生产技术交流，全面提升发电运行整体安全水平。 事故调查组 2015年7月 | 
发表于 2015-8-10 06:24:19
