再热器冷段水冲击事故的原因分析及防范措施

再热器冷段水冲击事故的原因分析再热器冷段水冲击事故的原因分析 及防范措施及防范措施 摘要 阐述了水冲击事故产生的机理及其危害性 并着重分析了 横门电厂 300mw 机组再热器冷段发生水冲击的原因 同时提出 了相应的预防措施 关键词 再热器冷段 水冲击 原因分析 防范措施 水冲击事故在发电厂时有发生 而横门电厂 2 台 300mw 机组就 曾发生过较为严重的水冲击事故 为了避免类似水冲击事故发 生 笔者认为必须了解水冲击产生的原因机理 认识它的严重 危害性 才能采取相应在的预防措施 1 水冲击产生的机理 水冲击又称水锤 是由于蒸汽或水突然产生的冲击力 使承载 其流动的管道或容器发生不畅的情况下产生的 电厂中的水冲 击大多是由于蒸汽管道积水或疏水不畅而形成空气塞 水塞障 碍 以致高速蒸汽不能顺畅通过 于是蒸汽冲击这些水塞 从 而发出巨响和强烈的震动 甚至造成设备的严重损坏 2 水冲击的危害性 2 1 水冲事故实例及其危害性 水冲击事故是电厂的大敌 轻则引起管道的强裂震动 重则破 坏管道的支吊架 拉裂管道弯头焊接口 若水冲击事故发生在 汽轮机内部 其造成的危害将更大 损伤汽轮机叶片 冷水冲 击热态汽轮机会使汽缸 大轴产生巨大的热应力 直接导致汽 缸和转子发生变形 弯曲 出现或扩展裂纹 严重损害汽轮机 甚至导致整台机组报废 如 1996 年 美国西屋公司生产的机组有 7 台汽轮机发生 12 次水 冲击事故 6 次造成严重损坏 需整体返修 1991 年 我厂 6 号机再热器进口处发生水冲击事故 支吊架损 坏 再热器进口管与进口联箱焊接处完全断裂 停机抢修一周 1994 12 25 我厂 5 号机大修后 首次启动 因再热器冷段积 水未疏尽 开启 205 阀送汽暖管过程中 当高旁开度由 10 开 大到 15 时 再热器冷段发生剧烈的水冲吉 导致高压缸 a 侧 排汽管某焊口断裂 再热器冷段管道部分支吊架拉断 承吊钢 梁变形 停机抢修一周 2 2 我厂发生的水冲击事矿特点 水冲击事故的相同点是 1 都是发生在启动或重新启动过程中 2 都是发生在再热器冷段 3 都是发生在 300mw 机组 4 都造成再热器管道支吊架不同程度的损伤 管道焊接处裂 断 水冲击事故的不同点是 5 号机水冲击点发生在再热器冷段靠 近高压缸排汽口处 而 6 号机水冲击点发生在低温再热器进口 联箱附近 3 300mw 直流炉再热器冷段发生水冲击的成因分析 3 1 积水源 根据前面所述 蒸汽管道发生水冲击的前提条件是管道形成水 塞 积水 那么积水又来自何处 1 积水来自再热器的事故喷水 2 积水来自过热器减温水 积于主蒸汽管道经高旁减压阀后 积于再热器冷段 3 主再热器蒸汽管道在暖管过程中 暖管不充分 操作过快 大量蒸汽遇冷凝结成水积于管道中 4 高压旁路减温水门关不严或误开 5 锅炉 200 或 201 等阀门关不严 炉水经这些阀门泄漏到主 蒸汽管 3 2 积水原因 蒸汽管道形成水塞的另一原因是疏水不畅 疏水不畅的因素有 1 疏水管道堵塞或疏水阀故障 如阀芯脱落 2 疏水口安装过高 未安装在管道的最低点 3 疏水管径过小 4 疏水阀前后压差过小 5 疏水管出口与其他高压疏水管连接时高压疏水倒灌至低压 疏水管 3 3 5 号机再热器冷段水冲击事故的原因分析 1994 12 25 5 号机发生的水冲击事故的可能因素有 3 1 1 3 1 2 3 1 3 3 1 4 3 1 5 3 2 1 3 2 3 因水冲击发生在开启高旁之时 说明水冲击事故与操作不无关 系 有关记录显示 操作符合 3 1 3 的情况 再者 事故后 发现再热器冷段疏水袋疏水电磁阀烧坏了 所以 3 2 1 也是 这起水冲击事故的主要原因之一 另外 再热器冷段疏水袋水位调节阀一般投自动运行方式 只 有当疏水袋水位高时才自动打开疏水电磁阀 这对启动初期的 疏水状况极为不利 再者 该疏水袋的旁路管过细 外径约 28mm 大大小于该处的防腐管径 外径约 62mm 而且疏水 袋的旁路门在关闭状态 于是在启动初期快速开大一级旁路时 高压饱和蒸汽夹带着凝结水冲至再热器冷段 因疏水不通致水 袋水位快速升高 形成水塞 于是就发生了水冲击事故 4 再热器冷段水冲击事故的预防措施 4 1 从设计安装方面预防水冲击 正是由于水冲击事故是电厂的常见事故 且它的危害性比较大 故而国内外的专家都十分重视水冲击事故 特别是对预防汽轮 机水冲击尤为重视 美国西层公司为此对设计安装 运行维护 等方面作了十分详细的指导性建议 我国有关调试和设计安装 部门也为此结合国产机组作了若干规定 1975 年 中间再热机 组技术经验交流会 汽轮机专业小组就曾提出了以下建议 1 接到疏水联箱和疏水膨胀箱的疏水管应按压力等级分开 联箱上压力高的管道应放在最外侧 2 疏水管应有足够的通流面积 而再热器系统设备庞大 压 力较低 为此 其冷 热段的疏水管径应大些 3 疏水联箱和疏水膨胀箱应有足够的容积和排泄能力 4 疏水节流孔板的结构应便于防止堵塞和检查 5 装设温度测点 借助温差预报积水情况 4 2 从运行维护方面预防水冲击 1 杜绝一切能够流积于主 再热蒸汽管道的水源 机组启动 前的系统检查尤为重要 应核实各减温水门在关闭状态 2 确保疏水畅通 消除水塞 检查确认各疏水门在应开的位 置 3 操作缓慢 暖管充分 为防止蒸汽在管道内大量凝结而积 水 开启 205 阀时应缓慢进行 并确认高旁减压阀开度不大于 10 注意高压旁路后温度变化速度 同时注意管道的震动 当发现管道有撞击声 应减慢操作速度 必要时关小或关闭高 压旁路减压阀 直至撞击声消除后才可继续操作 4 增设疏水管道 及时疏尽积水 由于 205 阀前的管道与分离器直接相通 且有一段长达数十米 的水平管段 然而 205 阀前没有装设疏水管及疏水管及疏水门 不便疏水排放 因此若在 205 阀前增设一疏水门 不仅可及时 将积水疏尽 同时也使得 205 阀前的一段管道得到充分的暖管 5 增设旁路门 便于控制暖管速度 分离器出汽阀 205 是一个电动门 而非调整门 虽可点动调节 但它的实际开度难于掌握和监视 也就增加了暖管过程中升温 升压速度的控制难度 一旦操作不细心 205 阀将全开 1mpa 的压力蒸汽夹带积水经过再热器在主蒸汽管道大量地 迅速地 凝结成水 若在此加设旁路门 在开启 205 阀之前 先开旁路 门 一则可降低 205 阀前后的压差 二则可达到控制蒸汽量之 目的 6 增大疏水管径 保证疏水畅通 基于 3 2 3 的原因和 4 1 2 要求 将再热器冷段疏水袋旁 路的管径改成与防腐管一样大小的管子 同时