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一、汽輪機組火災(zāi)危險性及火災(zāi)事故的原因
　　1．汽輪機組的火災(zāi)危險性
　　統(tǒng)計資料表明，在國內(nèi)外的發(fā)電廠重大火災(zāi)事故中，汽輪機油系統(tǒng)火災(zāi)事故居多，且主要是噴、漏油引起，約占80％以上。汽輪機油系統(tǒng)一旦起火，火勢猛烈，蔓延迅速，難以控制，后果不堪設(shè)想。汽輪機組的火災(zāi)危險性主要在于：
　　(1)汽輪機設(shè)備為了調(diào)節(jié)、控制、保安、頂軸、發(fā)電機密封和軸承潤滑的需要，必須由汽輪機油系統(tǒng)供給一定的汽輪機油。100MW機組油重約15t，200MW機組油重約20t，350MW機組油重約30t。汽輪機油是以石油潤滑油餾分為原料，經(jīng)酸、堿(或溶劑)精制和白土處理等工藝，再加入抗氧化劑而制成的油品。按其50℃的運動粘度分為20、30、40、45、55五個牌號。其中20號、30號汽輪機油多用于汽輪發(fā)電機軸承和具有潤滑系統(tǒng)的渦輪泵、渦輪壓縮機等設(shè)備的潤滑和調(diào)節(jié)系統(tǒng)。40號、50號、55號汽輪機油則用于汽輪機的減速器上。汽輪機油對發(fā)電廠的安全運行影響很大，因此對其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求很高。
　　汽輪機油是可燃液體，閃點為180～200℃，燃點為240℃左右，自燃點300～350℃，因此在有明火和較高的外界溫度時，汽輪機油可能被燃著而成為大火。
　　(2)汽輪機油系統(tǒng)管路長、分布廣，與高溫蒸汽管路縱橫交錯敷設(shè)，且管路的閥門多、法蘭多、焊口多，如果工藝差、質(zhì)量差，容易泄漏。
　　汽輪機油系統(tǒng)管路有調(diào)速壓力油管、潤滑油壓力油管、密封油壓力油管、大軸頂起油管以及它們的回油管和測量表管，總長度達(dá)數(shù)百米(N100－90／535，100MW氫冷汽輪發(fā)電機組，油管路總長達(dá)500多米)。從汽輪機頭到發(fā)電機尾，從汽機零米到運轉(zhuǎn)層(8m～12m)都有油管路分布。特別是汽輪機頭部調(diào)速油管、潤滑油的壓力油管與蒸汽管道穿叉敷設(shè)，且與主油箱、汽輪機自動主汽門、調(diào)速汽門、旁路門等相距咫尺；有些油管與鐵板、水泥臺板或與其他管子相互摩擦；再加上油管路閥門多、法蘭多、焊口多，因此，汽輪機油泄漏機率很高，很容易漏油到高溫蒸汽管道上。
　　各種機組油系統(tǒng)管道都很復(fù)雜，可能存在的隱患也就多，所以很容易發(fā)生火災(zāi)事故。
　　(3)高溫蒸汽管路、疏水管路本身溫度很高，主蒸汽管溫度多在435～540℃之間，抽氣管和疏水管的表面溫度都在150～300℃之間。油管路泄漏或噴油至裸露或保溫不良的高溫蒸汽管道或高溫?zé)狍w表面，可立即燃起大火。
　　(4)在汽輪機油系統(tǒng)附近特別是機頭敷設(shè)有較為集中的電力電纜、控制電纜、保護(hù)電纜。油系統(tǒng)著火后，會馬上引燃電纜，電纜又會很快延燃至主控制室、電纜夾層，使火災(zāi)事故進(jìn)一步擴大。如某電廠油系統(tǒng)漏油失火后，大火沿著汽輪機平臺下面的電纜迅速向控制室蔓延，2～3min后，集控室內(nèi)就發(fā)現(xiàn)有煙氣，6～7min后即出現(xiàn)濃煙，11～12min集控室內(nèi)已煙霧迷蔓，20min后，大火已燒至集中控制室，很快將集控室全部燒毀。汽輪機油系統(tǒng)著火將電纜引燃事故擴大的例子很多，在電纜火災(zāi)事故中有詳細(xì)介紹。
　　(5)油管路壓力高，著火后，如不及時將油源切斷，噴油可使大火“火上加油”，燃燒更加猛烈。汽輪機調(diào)速油壓，通常都在1.176MPa以上，600MW汽輪機組調(diào)速油壓為3.14～3.43MPa，國產(chǎn)600MW汽輪機組的電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)油壓高達(dá)13.72MPa。如此高壓油流噴向大火會使大火越燒越烈。如某電廠油系統(tǒng)火災(zāi)事故中，誤啟動了調(diào)速油泵，使噴油繼續(xù)保持1.18MPa的壓力，致使火勢進(jìn)一步擴大，最后將15t油全部燒光。某熱電廠3號機油動機旁路起火，在打閘停機過程中忘記切斷電動油泵聯(lián)動開關(guān)，造成停機后，繼續(xù)有壓力油噴出，擴大了火災(zāi)事故。
　　(6)汽機房空間大，窗戶多，天窗在打開中，因此具備空氣對流暢通，氧氣充足，“火借風(fēng)勢，風(fēng)助火威”，油系統(tǒng)火災(zāi)可迅速擴大。
　　2．汽輪機油系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)的具體原因
　　油系統(tǒng)火災(zāi)事故統(tǒng)計表明，油管道法蘭墊在運行破裂噴油到未保溫或保溫不良的高溫蒸汽管道(或疏水管道)等熱體上引起火災(zāi)的，約占火災(zāi)事故的60％以上；調(diào)速油管和油壓表管斷裂，噴油引起火災(zāi)的約占15％左右；檢修質(zhì)量不良，維護(hù)不當(dāng)而漏油起火的占20％左右；其他原因約占5％。引起油系統(tǒng)起火的各種具體原因分述如下。
　　(1)油管道、法蘭等噴油、漏油是引起火災(zāi)的根本原因。引起噴油和漏油的原因有：制造質(zhì)量不良；設(shè)備本身存在缺陷，安裝質(zhì)量差，檢修工藝不嚴(yán)格；管子選型不當(dāng)，小管徑(d＜30mm)的油管管壁太薄(＜1mm)，強度不高，剛度也差，焊口薄弱，加之油管振動大，很容易發(fā)生爆管噴油事故；部分油管通流面積小，造成流速過高，使油管產(chǎn)生高頻振動；鎖母接頭管壁太薄，制造廠供應(yīng)的套管焊接接頭的外套管很薄(0.7mm左右)，很容易斷裂；油系統(tǒng)零部件加工精度差，調(diào)速系統(tǒng)設(shè)備接頭平面不平，螺紋和平面中心線不垂直，常引起滲油漏油；焊口焊接不符合規(guī)范要求，使油管在運行中焊口根部裂開噴油；油管路支吊架布置不合理，尤其缺乏剛度大的吊支架，使振動振幅或頻率加大，增加了管子斷裂機率；油管路與機體連接部位末安裝減振裝置，使機組的振動能量傳遞到油系統(tǒng)管路上，導(dǎo)致部分油管路發(fā)生共振，使油管路斷裂噴油；法蘭墊誤用膠皮墊或塑料墊；法蘭墊末放平、末放正或受力不均衡；法蘭或閥門螺絲松動、不牢；油管法蘭與熱體沒有隔離裝置；維護(hù)不當(dāng)，穿過臺板、鐵板或與其他構(gòu)件相摩擦；其他原因著火使法蘭墊燒壞等都能夠使油系統(tǒng)噴油或漏油。引起油系統(tǒng)火災(zāi)的原因還有：汽動油泵超速震動，引起油管法蘭墊破裂噴油至高溫?zé)狍w；汽輪機嚴(yán)重超速事故中(近幾年來曾發(fā)生多起)，壓力油管路斷裂或法蘭墊破裂，噴油至高溫?zé)狍w；有些電廠油系統(tǒng)放空氣方法不對，用松溫度計套管的辦法來放空氣，致使油噴至熱體，引起火災(zāi)事故發(fā)生。漏油部位多是高壓油管法蘭、汽動油泵出油管法蘭、油動機、表管或鎖箍接頭等處。
　　(2)引起油系統(tǒng)著火的另一重要原因是油系統(tǒng)附近有未保溫或保溫不良的熱體，有些熱體表面溫度達(dá)200～300℃以上，當(dāng)燃點為240℃的透平油與高溫蒸汽管道、閥門、疏水管道等高溫?zé)狍w接觸時，便立即燃起大火。
　　(3)發(fā)生大火前，往往是先有漏油現(xiàn)象、甚至已發(fā)生冒煙或小火，但未采取措施及時消除，最后引起大火。這就是“大火之前必有小火”、“小火之前定有隱患”的道理。發(fā)展的規(guī)律是：冒煙(陰燃)→小火(有小火苗)→大火燃起(油燃燒起來)→重大火災(zāi)事故(油和其他可燃物質(zhì)燃成烈火)。因此，思想麻痹是火災(zāi)事故的重要原因之一。
　　(4)電氣設(shè)備短路故障、靜電火花或其他火災(zāi)引起油系統(tǒng)著火。
　　(5)值班人員因技術(shù)素質(zhì)低，在事故時誤操作，引起事故擴大，具體有以下幾點：①誤開調(diào)速油泵，忘停調(diào)速油泵，使壓力油繼續(xù)噴出；②使汽動油泵超速，油管斷裂或法蘭墊破裂；②打閘停機后，忘了破壞真空，延長了惰走時間；④忘記開事故排油門，或因火大無法將排油門開啟。
　　(6)油系統(tǒng)著火后，火勢發(fā)展很快，有時將公用系統(tǒng)電纜(如消防系統(tǒng)電纜)燒壞，消防水泵開不起來或者消防水壓力低，消防設(shè)施、器材不齊全，消防人員技術(shù)素質(zhì)低，以致不能及時控制火勢，使火災(zāi)事故擴大。
　　3．汽輪機設(shè)備容易發(fā)生火災(zāi)的部位
　　(1)汽輪機機頭下方，這里有大量的壓力油和回油管路，且與高溫蒸汽管道或熱體交錯穿叉排列，噴油、漏油、滲油至高溫?zé)狍w最容易起火。
　　(2)壓力油管、油壓表管在運行中劇烈振動，油管斷裂或接頭松動易引起火災(zāi)。
　　(3)汽輪機各軸承處，尤其是機頭前軸承J，高壓、中壓缸前后軸承，發(fā)電機前后軸承，勵磁機前后軸承的擋油板發(fā)生大量漏油時，遇汽封漏汽嚴(yán)重或滑環(huán)電刷冒火便可引起火災(zāi)。
　　(4)因氫冷發(fā)電機組的氫壓過高，油封遭到破壞、氫氣竄入主油箱，遇到明火將引起爆炸起火。
　　(5)前箱下部或凸輪下面的接油盤，如不定期清理，或回油孔堵塞，使油溢出便可起火。
　　(6)汽動油泵超速而引起火災(zāi)事故。當(dāng)發(fā)生重大事故(如廠用電中斷等)而啟動汽動油泵過程中，由于運行人員過分緊張，看錯表計或操作中發(fā)生錯誤，將進(jìn)汽門開得過大，引起超速；在發(fā)生大火的情況下，事故排油門開啟，開始汽動油泵運行正常，隨著主油箱油位降低至汽動油泵進(jìn)油口以下時，不及時停止油泵運行，使小汽輪機空載，引起超速。轉(zhuǎn)速升高后離心力增大，當(dāng)離心力超過銷釘?shù)募羟袘?yīng)力時，葉片陸續(xù)飛出，葉輪極度不平衡，從而產(chǎn)生振動使出油管振裂，壓力油噴出引起火災(zāi)事故。
　　(7)主油箱含氫量增大，遇明火發(fā)生爆炸也會引起火災(zāi)事故。
　　二、汽輪機油系統(tǒng)的防火措施
　　從汽輪機油系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)的原因和部位來看，要避免火災(zāi)事故，應(yīng)從設(shè)計、制造、安裝、檢修、維護(hù)、運行管理等諸多方面采取措施，主要是：消除漏油、噴油；搞好設(shè)備保溫和防護(hù)隔離；加強運行管理、檢修維護(hù)和消防管理；嚴(yán)格執(zhí)行國家和電力部頒發(fā)的法規(guī)中有關(guān)油系統(tǒng)的防火規(guī)定，以保證設(shè)計合理，設(shè)備完好，運行安全，從而杜絕汽輪機油系統(tǒng)火災(zāi)事故的發(fā)生。
　　1．油系統(tǒng)的設(shè)計、制造和安裝應(yīng)符合規(guī)程、規(guī)范和防火的要求
　　(1)油管路的設(shè)計、安裝和布置應(yīng)層次分明，整齊美觀，布置集中，安全可靠。應(yīng)便于檢修、維護(hù)、檢查和事故處理。盡量減少法蘭、閥門和接頭，并有足夠的吊支架和一定數(shù)量的固定吊支架，還盡量避免縱橫交錯、與熱力管道交叉和靠近，避免與其他管道、部件摩擦和碰撞，避免管道震動。油管道在安裝敷設(shè)時，應(yīng)有伸縮補償器，以防止有附加應(yīng)力存在，更不應(yīng)該有別勁現(xiàn)象。一些大油管因熱膨脹而移動時，與其相連的小油管若沒有補償，其根部應(yīng)接一加強短管，以防根部斷裂。油管與設(shè)備本體的連接應(yīng)設(shè)置必要的補償段或補償器，過渡連接可采用金屬軟管，以解決熱脹冷縮的補償和減小設(shè)備本體振動能量對油管路系統(tǒng)的影響。當(dāng)采用絲扣配件時，其內(nèi)部應(yīng)有保護(hù)套或短管，并密封焊牢。油管道與熱力管道應(yīng)分層布置，平行管道之間應(yīng)加裝防護(hù)擋板或防火平臺，防火平臺的積油能由平臺最低處的事故油管直接排入事故油箱?？拷拖到y(tǒng)的熱力管道和熱力設(shè)備表面要裝鐵皮罩，鐵皮罩應(yīng)重疊30～50mm，搭口應(yīng)咬死，鐵皮罩應(yīng)嚴(yán)密不漏，表面應(yīng)光滑。對油管路集中區(qū)域應(yīng)設(shè)置完整的防爆箱，防爆箱應(yīng)密封且底部有較大的坡度，輸油管徑應(yīng)大些，管口應(yīng)高于箱底并加裝防護(hù)網(wǎng)，以防油管堵塞。防爆箱應(yīng)定期清理，輸油管道應(yīng)保持暢通，避免防爆箱積油或溢油。高壓泄油應(yīng)設(shè)置專門管道，將高壓泄油直接排人油箱，防止將高壓油排入回油管內(nèi)導(dǎo)致滿油溢油事故發(fā)生。
　　(2)油管路系統(tǒng)除檢修和維護(hù)必須拆卸的部位采用法蘭連接外，“絕大部分應(yīng)采用焊接結(jié)構(gòu)(焊接時采用氮弧焊打底)。高壓油管的焊接，按其工作壓力采用相應(yīng)壓力等級的蒸氣管道的焊接標(biāo)準(zhǔn)和工藝進(jìn)行。油管道的閥門均應(yīng)采用無法蘭的鑄鋼門，與油管道的連接采用焊接連接，確需法蘭連接時應(yīng)采用止扣法蘭或帶陰陽臍的法蘭。法蘭連接必須嚴(yán)密，并不準(zhǔn)減少或改細(xì)緊固件。法蘭盤應(yīng)加裝鐵皮防護(hù)罩，起可靠的防護(hù)隔離作用。
　　(3)油系統(tǒng)管道、閥門、接頭、法蘭等附件承壓等級應(yīng)按耐壓試驗壓力選用，一般應(yīng)為工作壓力的2倍以上。油系統(tǒng)管子的壁厚應(yīng)不小于2．０mm。壓力油管道應(yīng)采用無縫鋼管及鋼制閥門，禁止使用鑄鐵和鑄銅的閥門，新安裝的油系統(tǒng)管道應(yīng)經(jīng)過水(油)壓試驗，試驗壓力應(yīng)為額定工作壓力的2～2．5倍，并仔細(xì)檢查有無裂紋和滲漏現(xiàn)象。所有油管路上的三通、大小頭均應(yīng)采用與管道壓力相適應(yīng)的焊接件。
　　(4)設(shè)計院和制造廠對汽輪機油系統(tǒng)的布置應(yīng)做出定型設(shè)計，采用隱蔽式油管路(套裝式油管路)或隱蔽儲油設(shè)備更為合理。
　　為防止高壓油泄漏或油噴至高溫?zé)狍w，將高壓油管(調(diào)速油管、保安油管)布設(shè)在前軸承箱回油總管里邊；通往各軸承的潤滑油管布置在軸承回油總管或?qū)Ｓ梅雷o(hù)管里邊；將全部保安設(shè)備與調(diào)速設(shè)備(包括調(diào)速器和油動機)，都安裝在特制的防爆油箱或前軸承箱內(nèi)；將冷油器和各油泵都裝在特制的油箱里邊。由于回油管、專用油箱和保護(hù)油管等具有足夠的強度、剛度和容積，實際上是一個密封的防爆油箱。套裝式管路布置一般是自前箱底部穿越基礎(chǔ)大梁，垂直向下并水平折向與油箱油面標(biāo)高接近的高度引入油箱。這樣高壓油管路即使破裂發(fā)生滲漏或噴油，只能順回油管或防爆油箱流回主油箱，減少了火災(zāi)隱患。
　　國外有些機組將冷油器、立式高低壓油泵、出口逆止門及五通(或三通)切換閥均布置在油箱之內(nèi)，只有閥門手輪露在外邊，便于切換操作也大大簡化了供油設(shè)備之間的管路連接，這樣就消除了油系統(tǒng)設(shè)備漏油到外部的可能性。
　　日本三菱公司生產(chǎn)的TC2F－33．5型350MW機組，不僅主機油管路采用套裝式油管路結(jié)構(gòu)，而且汽動給水泵的小汽輪機油管道也采用了這種結(jié)構(gòu)。陡河電廠125MW和250MW日本機組，大港電廠320MW意大利機組都采用套裝式油管路結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)是將高壓油管全部套在回油管之內(nèi)，所有管路接頭均用短管采用角焊連接，除個別采用法蘭以便供檢查拆開之外，全部管路無法蘭連接?；赜凸艿闹睆綖?00～660mm，內(nèi)裝4-6根高壓油管，相當(dāng)于全密封的防爆油箱。由于套裝式油管結(jié)構(gòu)對防火具有無可比擬的優(yōu)越性，因此，國外大機組(容量在100MW以上)油系統(tǒng)均采用套裝式油管路，這就從結(jié)構(gòu)上避免了因壓力油管破裂而發(fā)生火災(zāi)的可能性。
　　(5)未采用套裝式油管路結(jié)構(gòu)的汽輪機油系統(tǒng)，在設(shè)計和安裝中應(yīng)盡可能將調(diào)速汽門和主汽門油動機的壓力油管和大小油管均布置在運轉(zhuǎn)平臺主汽門、熱力管道和高溫?zé)狍w的下邊，或者布置在運轉(zhuǎn)平臺兩側(cè)開鑿和專設(shè)的鋼筋混凝土溝槽內(nèi)，這樣可以防止高壓油噴射到高溫?zé)狍w和電纜等設(shè)備上。
　　油管道與蒸汽管道保溫層外表至少應(yīng)有15cm的間距，以便采取隔離措施。對于已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)運行的汽輪機，機頭附近的熱力管道與高壓油管道平行交錯布置區(qū)域，應(yīng)采取可靠的防護(hù)隔離措施。
　　(6)汽輪機油系統(tǒng)管道、法蘭、鎖母接頭的結(jié)合面在檢修和安裝中應(yīng)嚴(yán)格工藝，認(rèn)真研刮，使結(jié)合面平整，接觸良好。平面接觸時，接觸面應(yīng)大于整個平面的75％，且為圓周連續(xù)接觸，又無徑向貫通的凹槽。球型接頭接觸時，其接觸面必須呈一狹窄帶狀，全圓周不得有斷續(xù)狀。應(yīng)采用合格的密封膠料和密封墊料，密封墊應(yīng)放正，結(jié)合面螺絲材質(zhì)和數(shù)量應(yīng)符合要求。螺絲緊固用力應(yīng)均勻適當(dāng)，緊固件強度應(yīng)足夠，裝配時，不應(yīng)強力對口，不應(yīng)有別勁、歪斜。以達(dá)到不滲油、不漏油的要求。