单元机组运行部分第十二章事故处理.ppt

第十二章单元机组运行事故处理,电厂热力设备及运行,主要内容,单元机组事故特点及处理原则单元机组常见事故及其处理单元机组事故事例,各种不正常情况，不一定给机组带来损害，但事故停机会造成经济损失，甚至影响电网的正常工作。一旦事故，尤其大面积停电，对国民经济产生极大影响。稳定可靠地工作，尽量减少事故停机。提高设备利用率，要求运行人员除熟悉系统外，还应熟练掌握运行规程，特别是事故处理规程。根据现象和产生原因，尽快消除并防止事故扩大。,第一节单元机组事故特点及处理原则,一、单元机组事故特点1、纵向联系紧密炉、机、电任一环节故障，都会影响整个机组的运行；同时，辅机及设备随机组容量的增大而增大，对其要求也增高。设备损坏可能造成机组停运或限制出力；在单元机组事故中，辅机的故障占有相当高的比例。,2、横向联系弱单元机组内部故障一般不影响其他机组运行。由于参数超限、管壁超温造成的事故所占比例相当大。一旦发生严重的主设备损坏事故，检修难度大、工期长。难使设备恢复到原来的状态，从而影响设备正常使用和设备寿命。停运后，再次启动需要时间长，降低设备利用率，而且机组检修和启动费用也很高。,3、控制系统自动化水平高自动和保护装置复杂，如果发生故障或操作不当（误操作），导致停运，甚至发生破坏设备事故。,二、单元机组事故处理原则（1）迅速解除对人身和设备安全的威胁，事故恶化时应确保机组安全运行，使电网不受仅害，尽快恢复电网稳定运行。应按“保人身、保电网、保设备”处理；（2）根据仪表指示和设备外部特征，正确地判断事故原因，采取措施、消除故障，缩小范围，防止主设备严重损坏，尽最大努力保持厂用电系统正常供电，保持未故障设备的运行；,（3）处理事故要精力集中，坚守岗位，迅速限制事故的发展，消除事故根源，解除对人、设备威胁，防止事故进一步扩大，确保非故障设备良好运行；在事故处理过程中要统筹考虑，尽量缩小事故波及范围，在汽轮发电机故障时，尽可能维持锅炉运行，以加快启动；(4)事故处理完毕，应将事故发生的现象、时间、处理过程如实地做好记录；,(5)当配备对机组发生的故障起安余保护作用的调节保护系统时，如调节保护系统不正常工作，运行人员应手动操作以保证机组安全运行。对事故处理和有关操作进行认真的分析评价，总结经验教训，总结事故的特点，是不断提高运行水平的一项不可缺少的工作。,第二节单元机组常见事故及其处理一、锅炉方面主要事故及处理（一）锅炉水位事故是锅炉恶性事故之一。处理不当，易造成炉管爆破或汽轮机叶片损坏，甚至导致锅炉爆炸和人身伤亡。锅炉水位事故有缺水、满水和汽水共腾等情况。,1、缺水事故(1)水位计（表）不准确；(2)自动给水控制或调整机构失灵；(3)给水压力降低；(4)受热面汽水管损坏，将消耗大量工质；(5)排污不当或排污阀泄漏；（6）负荷骤变；(7)运行人员过失。,若判明为轻微缺水（水位低于规定最低水位，水位计上仍有水位），应增加给水量，必要时可投人备用给水管路，逐渐恢复正常水位；若判明严重缺水（水位计上无水位）则严禁向锅炉进水，应立即熄火停炉。,2、满水事故满水也有轻微和严重满水两种：水位计不准确而造成运行人员误判断，给水自动调节装置失灵，给水压力过高，运行人员过失等，都可能导致锅炉满水。,若判明为轻微满水，应减少给水量，开启事故放水阀；如无事故放水阀，则开启水冷壁下联箱放水阀；若证实为严重满水，则应立即停炉，并停止锅炉给水，同时开启事故放水阀、过热器疏水阀和主蒸汽管道疏水阀；严密监视水位，若发现水位在水位计上重新出现，可陆续关闭放水阀，保持正常水位。待事故原因查明和事故消除后，方可重新点火恢复正常运行。,3、汽水共腾产生的原因是炉水含盐量过大，在汽包水面上出现很多泡沫。当泡沫破裂时，汽饱中的蒸汽逸出，同时把溅出的水滴带走含盐量越大、负荷越高，则泡沫越多，泡沫层越厚，故蒸汽带走的水分也越多。若判明为汽水共腾，应降低锅炉负荷，全开连续排污阀，并开启锅炉事故放水阀；同时加强给水，以改善炉水品质。,发生汽水共腾时，水位表内也出现泡沫，水位急剧波动，汽水界线难以分清；过热蒸汽温度急剧下降；严重时，蒸汽管道内发生水冲击。汽水共腾与满水一样，会使蒸汽带水，降低蒸汽品质，造成过热器结垢及水击振动，损坏过热器或影响用气设备的安全运行。形成原因一、锅水品质太差；二、负荷增加和压力降低过快。,（二）锅炉燃烧事故1、锅炉灭火煤的质量太差或煤种突变、炉膛温度低、燃烧器故障、燃烧调整不当、辅机设备故障等。应立即停止给粉机（或一次风机）、停止制粉系统，完全切断向炉膛内供粉，将所有的自动切换为手动，关小减温水和锅炉给水，控制汽包水位在-40mm左右，以免重新点火后水位超限，减小送引风量，调整炉膛负压，通风吹扫不少于5min，查明原因后重新点火，并逐渐带负荷至正常值,2、炉膛爆炸炉膛爆炸要具备三个条件（或三要素）：一、有燃料和助燃空气的积存；二、燃料和空气的混合物达到了爆炸的浓度混合比；三、有足够的点火能源。,炉膛爆炸的起因是综合性的，但主要原因是因运行人员对设备结构、系统不熟悉造成的；其次是设计上缺乏必要的防爆措施。如灭火保护和联锁、报警、跳闸等系统不完善。归纳起来有：设计上缺乏安全防爆的必要手段，炉膛及刚性梁结构欠佳，运行人员误判断、误操作，制粉系统及设备存在缺陷，严禁爆燃的规定未贯彻执行等。,防止炉膛爆炸事故：(1）确保焊接质量；(2)提高刚性梁的抗爆能力；(3)取消防爆门，采用程控方爆保安系统；(4)严禁采用“爆燃法”点火；(5)在炉膛负压波动较大时，及时投油助燃；(6）严格按图纸、技术文件和有关规程安装施工；(7)加强对运行人员的培训。,3、烟道再然烧烟道内沉积大量可燃物（煤粉或抽垢），在一定的条件下引起复燃的现象。具体原因：燃烧工况失调；低负荷运行时间过长；锅炉启停频繁；吹扫不及时等。发现烟气温度不正常升高时，应检查风、煤配合情况，一、二次风配比以及燃烧情况，使炉内燃烧充分。当烟气温度急剧上升，各种现象已可判定为烟道再燃烧时，应立即停炉。,4、锅炉结焦在燃煤的灰熔点偏低；风量不足，燃烧工况不佳；燃烧室热负荷偏大，炉内温度偏高，煤粉细度偏大，燃烧器工作不正常等情况下，锅炉会发生结焦事故，锅炉结焦时各部烟气温度及蒸汽温度均可能升高，或烟温不正常。发现锅炉结焦应调整火焰中心位置，适当增加过剩空气量；及时清除焦渣，防止结成大块焦渣。,（三）锅炉受热面事故1、水冷壁爆管事故：原因有：锅炉启、停工作不符合要求；水循环破坏；管内结垢腐蚀以及管外磨损件制造、安装或检修质量不良等。冷炉进水时，水温或进水速度不符合规定，启动时升压升温或加负荷速度过快；停炉冷却不均，锅炉长时间低负荷运行、定期排污量过大且时间过长，燃烧控制不好或炉内严重结渣等造成膜态沸腾，使传热恶化，引起管子金属过热而爆破。,炉水质量差，水冷壁管内部结垢，管壁温度升高、承压强度降低，以致产生鼓包甚至爆管。同时垢下腐蚀，造成泄漏或爆管，停炉备用时产生氧化腐蚀。被煤粉磨损、减薄引起爆管。用错钢材，焊接质量不好，弯管不符合要求以致管壁变薄，管子受热后不能自由膨胀，都会引起爆管事故。泄漏不严重，能维持锅炉正常水位，可暂时减负荷运行；泄漏严重，无法保持正常水位，应立即停炉。,2、过热器和再热器爆管事故原因是：管内积盐使管壁超温而损坏管子，管外烟侧的高温腐蚀，会造成管子损坏过热器、再热器如长期超温运行，会使承压管子金属蠕变而造成损坏；制造有缺陷，安装、检修质量差，管材不符合要求，低负荷时减温器未解列造成水塞等。过热器、再热器爆管，应及时停炉，以免爆破口喷出的蒸汽吹扫邻近的管子以致事故扩大只有在损坏很小、不会危及其他管子时，可以短时间运行。,3、省煤器爆管事故原因主要是：给水品质差，水中含氧多、会造成管内壁腐蚀，以致损伤省煤器管；飞灰磨损，在燃用高灰分燃料时，其磨损问题要特别加以注意；给水流量、给水温度的变化影响壁温变化，引起热应力过大，又如管子的焊接质量不好也会使管子损坏等。,，大轴弯曲事故是严重的设备事故事故时，应尽量维持汽包水位，如果水位不能维持或因尾部烟道堵灰严重无法疏通而使锅炉无法运行时，应停炉。停炉后仍应维持汽包水位，只有当过热器后烟气温度低于400时，才允许停止向锅炉上水。,二、汽轮机方面主要事故及处理（一）汽轮机大轴弯曲事故多方生在热态启动或滑停过程中或停机后，分热弹性弯曲和塑性弯曲。受热（或冷却）部位的热膨胀（或收缩）受到约束，而产生高的压缩（或拉伸）热应力，当其应力值超过转子材料的屈服极限时，转子产生局部压缩（或拉伸）塑性变形。当转子温度均匀后，该部位存在拉伸（或压缩）残余应力，致使塑性变形不消失。,大轴弯曲事故是严重的设备事故。汽轮机大轴产生弯曲时，由于转子质量中心与回转中心不重合，存在偏心，会引起汽轮机转子振动，且随转速升高而振动加剧。因此，低转速下的转子偏心大和高转速下的振动大是汽轮机大轴弯曲的主要表现形式。,1、产生大轴弯曲的原因(1）热态启动前，大轴晃度超过规定值；(2）上下汽缸温差大；(3）进汽温度低；(4）汽缸进水。2、防止汽轮机大轴弯曲事故的措施（1）启动时的措施；（2）停机后的措施；（3）设计制造、安装检修方面的措施。,（二）机组振动事故一旦机组出现异常振动，则说明汽轮发电机及其轴承等设备发生了不可忽视的缺陷，或者机组状况发生了异常变化或事故。发生超过允许范围的振动通常是设备损坏的先兆或象征。,1、引起机组振动的原因（1）转子质量不平衡；（2）转子周向受热不均或局部存在塑性变形；（3）汽缸膨胀不畅引起的振动；（4）支承刚度不足；（5）转子不对中；（6）电磁激振力引起的振动；(7）轴承油膜振荡。,2、机组发生异常振动时的处理应对可能引起机组振动的设备及运行参数进行检查分析。现场检查不能确定原因时，应会同其他人员测量振动频谱，进一步确定原因并消除。振动超过允许值时，应停机处理；当机组出现强烈振动或汽轮机内部发出明显金属响声时，应破坏真空事故停机处理。,（三）汽轮机进水事故汽轮机进水造成的事故称为进水事故，也叫水冲击事故。汽轮机水冲击事故是一种恶性事故，处理不及时，将导致汽轮机严重损坏。1、汽轮机发生水冲击的原因（1）锅炉水位事故；（2）暖管或疏水缺陷；（3）运行调节不当；（4）轴封供汽操作不当；（5）倒流。,2、发生水冲击事故时的处理确认汽轮机发生水击事故时，应立即破坏真空紧急故障停机。开启汽轮机缸体和主蒸汽管道上的所有疏水门，进行充分排水。,（四）汽轮机超速事故汽轮机严重超速往往造成悲剧性的后果，尤其值得注意。1、汽轮机超速的原因(1）调节系统有缺陷；(2）汽轮机超速保护系统故障；(3）运行操作、调整不当。,2、汽轮机超速时的处理严重超速是汽轮机恶性事故之一，转速超过3360r/min,危急保安器未动作，应立即手打危急保安器，破坏真空故障停机。（五）汽轮机通流部分事故随着机组容量和参数的提高，为减小漏气损失，通流部分的动静间隙尽可能缩小。一旦发生动静摩擦，将造成严重的设备损坏。,1、动静部分发生摩擦的原因膨胀或收缩不均匀机械变形超过允许值，推力轴承或主轴瓦损坏；机组强烈振动；转子套装部件松动有位移：通流部分的部件损坏或硬质杂物进入通流部分，在转子弯曲或汽缸严重变形的情况下强行盘车等均会造成动静部分发生摩擦。2、发生通流部分动静摩擦时的处理确认动静部分发生碰磨，应破坏真空紧急停机。,（六）叶片损坏事故蒸汽的作用力，离心力，以及因汽流不均而产生的激振力的作用。在湿汽区工作的动叶片，还受到水滴的冲蚀，均会影响叶片的机械强度，造成叶片损伤。,1、叶片断落的原因(1）机械损伤；(2）腐蚀和锈蚀损伤；(3）水蚀损伤；(4)水击损伤；(5）叶片本身存在的缺陷；(6）运行维护原因；2、叶片须坏的处理全面检查分析研究，决定是否需揭缸检查。,（七）抽承事故轴瓦乌金熔化或损坏。1、事故的原因(1)发生水击或机组过负荷，引起推力瓦损坏；(2)轴承断油；(3)机组强烈振动；(4)轴瓦本身缺陷；(5)润滑油有机械杂质，损伤乌金面，损坏轴承；(6)油温控制不当。,2、发生轴承损坏事故的处理证明轴瓦已发生异常或损坏，应立即打闸故障停机。,（八）凝汽器真空下降是汽轮机频发性事故。1、引起真空下降的原因(1)循环水中断或减少；(2）凝汽器空气抽出设备及其系统故障；(3）真空系统漏空气；（4）凝汽器水位升高。真空下降时，严格按照规程规定内容进行降负荷，真空继续下降至规定停机极限位、低真空保护未动作时，应进行事故停机。,（九）汽轮机油系统事故油系统工作失常，如处理不当，严重时会引起支持轴承和推力轴承乌金熔化或调节保护系统失控。1、主油泵工作失常；2、油系统进油系统泄漏。,三、电气方面的事故（一）发电机变压器组主要事故及处理1、助磁系统故障引起发电机振荡或失步；2、发电机定子接地；3、转子一点接地；4、冷却系统故障；5、发电机一变压器组内部短路。,（二）电力系统事故及处理电力系统事故包括短路、突然甩负荷、联络线掉闸、系统稳定性破坏而产生的振荡或解网等。1、电力系统事故使机组频率异常；2、电力系统事故使机组电压异常；3、系统短路。,（三）厂用电中断事故1、6kV厂用电中断2、380V电源中断3、发电厂直流系统事故处理(1)220V直流电源中断；(2)48V直流电源中断。,四、单元机组事故在监控系统中的表现（一）锅炉主燃料跳闸事故（MFT)MFT动作原因是下列之一成立：全部送风机跳闸；全部引风机跳闸；全部炉水循环水泵故障跳闸或全部炉水循环水泵差压过小（控制循环锅炉）；汽包水位过高；汽包水位过低；炉膛压力过高，炉膛压力过低；锅炉风量小于额定风量的25%；燃料全部中断；锅炉灭火，汽轮机掉闸，旁路投入不成功等。,MFT动作后，应切断所有燃料，应注意水位的调节，保持水位正常；查明MFT动作原因，并加以消除；进行炉膛吹扫，MFT复位。（二）机组快速减负荷（RB)RB是指当任何主要辅助设备突然停运时，单元机组要尽可能快速降低负荷，使机组负荷降低到没有这些停运的辅助设备也能继续运行。,RB事故发生后，其运行方式由协调控制方式自动切换为手动控制方式，手动控制燃烧及燃烧系统的变化，可根据甩负荷具体情况维持锅炉适当负荷运行，燃料量的供应降低到相应的数量。机组RB的原因是两台送风机运行，其中一台跳闸；两台引风机运行，其中一台跳闸；（三）机组甩负荷（FCB)机组FCB有两种情况：一种是发电机组解列，汽轮机跳闸，锅炉维持运行；另一种是发电机与电网解列，但带厂用电运行。,第三节单元机组事故事例事例一、某电厂5号、6号分隔屏爆管原因分析1、分隔屏爆管情况宏观检查爆口桃形，长30mm,宽6mm，呈长期过热特征。两次的爆管现象一样。为了防止该处再次爆管，将6根管子进行了封堵。2、爆管原因分析(1）分割屏设计位置距火焰中心太近，致使分割屏所处的环境比较恶劣；（2）分割屏设计受热面面积偏大；,(3)机组长期参与调峰，调峰频率大，且低负荷运行时间较长；(4)分割屏在低负荷时流量分布不均；(5)燃烧器区域结焦。3、处理意见(1)600MW机组参与调峰，不仅仅是一个不投油最低稳燃问题，在经济效益、设备安全方面都会造成巨大的损失，因此应尽量减少600MV机组参与调峰的频率，如果参与调峰，最低负荷应保持在60%负荷以上。,(2）为了更准确、更有效地监视锅炉运行状况，建议将分割屏上升管的管壁温度报警值由原来的544改为500。在机组负荷变化及启停磨煤机时，分割屏上升管的管壁温度应控制在500以下，以利于分割屏的安全运行；(3）加强炉膛吹灰，将燃烧器喷口位置调回原来的位置，调整燃烧器配风方式，优化燃烧，减少燃烧器区域的结焦现象；,(4)机组在300-420MW负荷区域运行时，进行锅炉热力计算、分割屏的流量分布规律、分割屏壁温等计算结果分析，并在分割屏的上升管位置，每3根上升管安装1个壁温测点，以利于分析分割屏受热面的超温情况，指导低负荷、变工况运行；(5）机组启停和负荷变化时，温度、压力和负荷变化率应严格按规程规定的速度进行。,事例二、某电厂4号炉MFT原因分析及处理1、事件过程该电厂4号炉的额定蒸发量为1000t/h，自2002年运行正常。后来由于燃用煤种变化较大（由贫煤改烟煤），没能做出及时调整，相继发生了8次MFT。引起这些MFT动作的原因有三种：炉膛压力低、炉腹压力高和全炉膛灭火，多次MFT发生时总伴随有落焦现象。电厂改变了炉膛压力定值，但MFT仍有发生。,2、原因分析（1）炉内空气动力场混乱，燃烧不稳定，并导致炉膛部分受热面结焦；(2）运行方式与燃用煤种不相符；(3)负荷变动、落焦是引起MFT动作的诱导因素。,3、处理意见(1）控制煤种波动范围，运行调整方式应与入炉煤种相匹配；(2)降负荷时解除给粉自动，调节个别喷嘴给粉量保证其他喷嘴煤粉浓度；(3）校对一次风压和一次风速，保证一次风速与入炉煤种相适应；(4)利用以后停炉机会对喷燃器进行全面检查，更换所有损坏的燃烧器（包括喷嘴和煤粉浓缩器），并按设计假想切圆重新调整喷燃器。,对4号炉喷燃器进行了全面检查，更换烧损的燃烧器，并进行了重新调整，运行的稳定性明显提高。,事例三汽轮机进水事故1、事故过程某300MW机组在启动工程中，转子发生较大振动跳闻，简单处理后挂闸再次启动，因机组振动大启动不成功，检查发现汽轮机大轴弯曲。,2、原因分析根据汽缸壁温记录，从汽机冲转开始高压上下缸温差开始拉大，结合运行人员操作情况综合分析认为：夹层加热装置暖管疏水不充分，开机投夹层加热时高压缸进水或冷蒸汽，而机组此时又突然掉闸，使继续进人汽缸的水或冷蒸汽不能及时被较高温度的蒸汽带走，造成上下缸温差增大，汽缸变形，导致动静碰磨，机组振动，大轴弯曲。,冲转过程中没有及时监视到汽缸温度以及上下缸温差的变化，没有及时发现高压缸进水或冷蒸汽；汽机跳闸后没有全面检查，没发现缸温已超标，就再次挂闸冲转，且升速过快，没有及时发现机组振动异常增大。在机组停运状态下由于阀门泄漏而使汽缸夹层联箱积水，而运行人员提前投人夹层加热置，且夹层加热系统暖管至投夹层加热的时间较短，造成夹层加热系统暖管疏水不充分。,3、处理意见轴封供汽管道，法兰、夹层加热系统管道等投用前应充分暖管、疏水，严防低温水汽进人汽轮机。机组冲转过程中因振动异常停机而必须回到盘车状态时，应全面检查，认真分析，查明原因，严禁盲目启动。当机组已符合启动条件时，应连续盘车不少于4h，才允许再次启动。,在机组启、停过程中要严格按规程规定控制升（降）速、升（降）温、升（降）压、加（减）负荷的速率，并保证蒸汽过热度。机组热态启动前应检查停机记录和停机后汽缸金属温度记录。若有异常应认真分析，查明原因，及时处理。,事例四机组振动事故分析1、机组振动概况某660MW燃煤机组，设计时为了减少密封瓦数目，励磁机转子采用悬臂结构，即励磁机一发电机轴系成为两支承，整个轴系中装有三个密封瓦。机组试运时发现在3000r/min下9瓦、10瓦轴振达250um，当时分析认为是轴系不平衡，考虑出厂时发电机和励磁机转子组装后，在工作转速下调整过轴系平衡，因此轴系不平衡的由来是励磁机转子安装时