某站2#压缩机组着火事故分析报告

1、 某站2#压缩机组着火事故的分析报告一、概述17:22:05，某压气站2#机组在完成25K保养的正常启机测试过程中，当压缩机组正常升速至4350rpm时，压缩机非驱动端干气密封一级泄漏压力PT-757瞬间上升至629KPa，达到高高联锁保护值，压缩机组ESD动作，机组泄压停机。同时，压缩机矿物油箱压差PDT-176高报警并超限。在停机放空过程中，动力涡轮排气烟道排放出大量黑色烟雾，矿物油箱油雾分离器排气口出现大量气体夹带油雾现象，ESD停机指令发出10分钟后，17:34燃气发生器消防系统联锁动作，CO2喷发，现场检查确认PT箱体发生着火现象，导致部分仪表电缆绝缘层烧损。二、事故经过详细描述2#

2、机组按照计划完成25K检修，机组正常开展启机测试工作。首先启动2#机组对压缩机正常充压，充压完成后压缩机进口压力6.8MPa，此时压缩机驱动端干气密封一级泄漏压力150KPa、泄漏流量3.90%，非驱动端干气密封一级泄漏压力139KPa，泄漏流量3.70%。17:02液压马达开始启动，17:06机组点火成功，17:07机组达到怠速状态，17:12压缩机成功达到最小负载3965rpm。运行人员开始正常切换机组，对3#机组进行降速，准备对2#机组进行加载测试，此时压缩机驱动端、非驱动端干气密封泄漏压力及流量均处于正常稳定状态。17:13压缩机组升速至4000rpm，17:18压缩机组升速至4200

3、rpm，17:19压缩机升速至4350rpm，17:22:05压缩机非驱动端干气密封一级泄漏压力PT757瞬间达到629KPa，超过联锁动作值，机组ESD泄压停机并锁机四小时。停机后，根据报警信息，确认2#机组自ESD动作指令发出至CO2喷发，动作情况及顺序如下：17:22:05，PT757高高报警，触发机组ESD动作；17:22:05，PDT-176矿物油箱压差高高报警并超过满量程故障报警；17:22:06，因PDT-176高高报警联锁动作，发出ESP停机指令；17:22:15，矿物油箱液位低报警，报警信号L71MQL_ALM；17:23:15，动力涡轮排气烟道可燃气体检测器45HA-4检测

4、到可燃气体高报警；17:24:13，动力涡轮排气温度T8F高偏差报警；17:25:13，动力涡轮排气温度T8A高偏差报警；17:25:05，手动拍2#机组ESD按钮；17:32:30，动力涡轮箱体温度TE-455高报警（报警信息TEBA2）；17:32:31，动力涡轮箱体舱室温度高高报警，联锁停机指令发出（L26BT2）;17:33:30，动力涡轮舱室火焰检测温升探头45FT-6报警；17:34:00，动力涡轮舱室火焰检测温升探头45FT-5报警；17:34:00，燃机消防系统CO2喷发；17:34:01，动力涡轮舱室火焰检测报警L45FT发出；17:34:30，CO2快喷管线压力高高报警（4

5、5CP-1）;17:34:32，燃机箱体通风挡板全关到位。17:35:59对该机组HMI界面进行查看确认联锁动作正常，截屏保留报警信息。此时压缩机非驱动干气密封一级泄漏压力PIT-757显示值为629KPa、泄漏流量FIT763数值109.5%，压缩机驱动端干气密封一级泄漏压力PIT-755数值为129KPa、泄漏流量FIT-761数值25.17%；17:38:45，检查确认压缩机矿物油箱体压差达到1098.8Pa，超过满量程，压缩机干气密封隔离密封空气PIT-750压力1049.14KPa，超出满量程1030KPa。相应截屏信息如下:图1 压缩机干气密封界面图2 压缩机矿物油箱图3 HMI报

6、警截屏图4 HMI报警截屏图5 压缩机非驱动端干气密封泄露压力趋势三、现场拆卸检查情况总结事故发生后，开始进行干气密封的拆卸工作，在完成了驱动端联轴器的拆卸后，进行压缩机进行手动盘车及轴窜量的检查，在手动盘车过程中压缩机轴无法转动并且轴窜量也无法测出，分析认为干气密封动静环碎裂卡涩造成压缩机轴抱死。进行了动力涡轮和燃气发生器的孔探工作，动力涡轮2级动叶静叶根部有部分结焦的现象，叶片比较干净，一级没有明显的异常；燃气发生器高压涡轮、燃烧室和压气机部分没有发现异常；同时对动力涡轮箱体内部电缆进行检查，发现动力涡轮排气温度探头T8电缆、动力涡轮壳体振动探头延长电缆、动力涡轮箱体温度变送器探头及电缆烧

7、蚀损坏。完成非驱动端干气密封的拆卸工作，在拆卸过程中发现在隔离密封腔体内有大量黑色碎屑（图6所示），隔离密封与轴套卡涩在拆卸过程中无法正常分离，轴套表面与梳齿发生摩擦造成磨损（图7所示），怀疑为干气密封动环或静环破裂磨损造成。将拆卸的干气密封进行外观观察，并未发现明显缺陷（如图8所示），手动转动静环，转动正常无卡涩，向下压缩静环弹性元件工作正常初步判定该干气密封内部损伤较小。图6 隔离密封腔图7 轴套磨损图8 干气密封外观无明显缺陷经过现场拆检，首先拆除二级干气密封动环，发现内部腔体有部分黑色碎屑颗粒及少量液体，动环及静环无明显缺失（图9所示），静环表面有约2mm2凹坑（图10所示），但凹坑的

8、缺陷不可能是如此多碎屑的来源，继续对一级干气密封进行拆检，发现一级干气密封动静环腔体及表面干净无磨损（图11所示），由于驱动端非驱动端干气密封一级、二级放空管线是相互连接的（图12所示），分析考虑大量碎屑应为驱动端干气密封破裂在较高压力的天然气吹扫下通过放空管线吹至非驱动端，继续对驱动端干气密封进行拆卸。图9 二级干气密封动环静环外观图10 静环黑色颗粒、液体和缺陷图11 一级动环静环外观图12 干气密封二级放空示意图完成驱动端干气密封的拆卸工作，在拆卸过程中发现离密封腔体内存在大量类似灰尘类物体附着，隔离密封与非驱动情况相同，梳齿与轴套卡涩；在完成隔离密封的拆卸后发现二级干气密封损坏（图13

9、所示），将干气密封拆除后，同样进行现场拆检，发现无法进行手动转动，向下无法对静环进行压缩，将二级静环固定环拆除后无法进行后续拆除，干气密封内部已经卡死，本体一级放空排气孔有类似铝的熔融凝固物及黑色颗粒堵塞（图14所示），清理驱动端干气密封腔体发现类似熔融物及碎屑（图15所示）放空管线内无异常碎屑。图13 二级干气密封损坏图14 一级放空排放孔堵塞图15 干气密封腔体内取出的杂质检查现场驱动端及非驱动端一级放空管线及仪表接线均正常没有反接的现场，确认跳机报警确实来自于非驱动端一级放空压力高高报，检查干气密封二级放空管线发现管线内部有大量碎屑（图16所示）。图16 二级放空管线碎屑通过对驱动端及非

10、驱动端干气密封的拆检可以得出以下结论：非驱动端一级干气密封无明显异常二级动静环有损伤，驱动端干气密封一级二级均卡涩碎裂。4、 故障过程还原由SCADA记录的历史趋势可以分析得出，在压缩机驱动端干气密封动静环碎裂，导致一级放空流量迅速升高，在高速旋转摩擦产生的高温中，内部梳齿密封熔化将本体的8个放空口堵塞，放空流量逐渐下降（图17所示）因此未产生驱动端干气密封一级放空压力高高报，此时放空压力还是正常范围，动静环的碎片通过一级排放全部通向二级干气密封造成了二级干气密封的损坏，高压气体通过非驱动端和驱动端二级放空管线的连接部分将碎屑向大气和非驱动端吹扫，造成了非驱动端隔离密封和二级干气密封内部大量碎

11、屑，同时造成二级干气密封损伤，气体反窜后造成一级放空压力高高报警机组泄压放空停机。图17 跳机过程中驱动端干气密封压力流浪变化曲线压缩机缸体内的高压天然气反串进入压缩机三级隔离气（仪表风）系统，导致该机组隔离气压力PIT-750的瞬时升高，达到满量程（满量程1030KPa，瞬间仪表显示值1049.14KPa）。同时，天然气也通过气封和油封，大量串入压缩机及动力涡轮轴承供油及回油系统，由此导致如下四个现象：1）、天然气通过矿物油供回油系统进入矿物油箱，导致矿物油箱在密封损坏的瞬间，监控差压超量程，油污分离器排气口夹带大量天然气和油雾；2）、泄漏的天然气夹带矿物油以油雾的形式，依次通过动力涡轮油封

12、、轴承腔、壳体气封进入壳体内部，遇壳体内高温发生燃烧，进而导致停机后站场人员发现动力涡轮排气烟道大量带黑烟现象，报警信息在ESD停机指令发出1分钟后的17:23:15，动力涡轮排气烟道可燃气体检测器45HA-4检测到可燃气体高报警，同时，在17:24:13，动力涡轮排气温度T8F高偏差报警，17:25:13，动力涡轮排气温度T8A高偏差报警（T8F、T8A分部位于动力涡轮排气的10点钟、12点钟方向）；3）、天然气进入矿物油导致低压的矿物油系统瞬间压力升高，导致在供回油管线连接法兰、轴承箱密封端盖、油箱人孔、油泵与油箱连接密封面等密封点大量泄漏夹带天然气的油雾，厂房内可燃气体检测探头高报警。矿

13、物油回油及油箱排空管路大量充满油，导致油箱液位在17:22:15低报警（报警信号L71MQL_ALM），但随着压缩机缸体压力逐渐放空降低，油路滑油返回油箱，油箱液位又逐渐上升。4）、动力涡轮舱室内油气泄漏由于反窜至管线内的油气压力较高，从联轴器油气连接管线泄露至高温的动力涡轮壳体，导致矿物油燃烧起火造成箱体温度高高报警，触发火警CO2气瓶打开进行箱体的灭火。五、分析讨论结论在完成了相关的拆检工作后，相关人员就2#压缩机干气密封泄漏问题开展分析讨论会，通过对拆检过程进行分析，并测量了相关安装数据后形成了如下纪要：1、现场测量驱动端压缩机干气密封处转子轴肩距二级放空腔内侧距离123.30mm，干气密封前垫片厚度为6.44mm。从拆卸过程检查，确认衬套锁母到位，衬套定位销与干气密封动环配合良好，认为驱动端、非驱动端干气密封安装位置及数据无误；2、通过对燃气发生器及动力涡轮内窥镜检查，确认燃气发生器无异常，部分动力涡轮二级喷嘴、动叶的根部有积碳，但不影响动力涡轮的正常使用；3、现场拆解确认本次故障由驱动端一、二级动、静环碎裂原因造成，经现场排查，需要更换两端隔离密封、密封衬套、锁紧螺母，驱动端干气密封前的压缩机梳齿密封，CO2气瓶充装、热控线缆检查更换；4、检查干气密封一级进气及隔离气管线、过滤器滤芯，确认洁净无杂质、无带液