一起高壓除氧器爆炸事故原因分析

王 建

（陜西省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局鍋爐壓力容器檢驗(yàn)所 西安 710048）

一起高壓除氧器爆炸事故原因分析

王 建

（陜西省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局鍋爐壓力容器檢驗(yàn)所 西安 710048）

除氧器是火力發(fā)電廠給水回?zé)嵯到y(tǒng)中的一個(gè)混合式加熱器，它的作用是除去鍋爐給水中的氧氣和其它不凝結(jié)氣體，以保證鍋爐給水的品質(zhì)，除氧器的安全運(yùn)行是發(fā)電廠安全運(yùn)行的有效保證。本文對火力發(fā)電廠一臺(tái)20萬千瓦機(jī)組在正常運(yùn)行時(shí)除氧器突然發(fā)生爆炸事故進(jìn)行分析，找出事故原因提出預(yù)防事故的措施。

高壓除氧器 安全閥 壓力調(diào)整門

1 概述

某火力發(fā)電廠一臺(tái)20萬機(jī)組在正常運(yùn)行時(shí)除氧器突然發(fā)生爆炸，除氧器水箱被炸成了三段，除氧頭破裂倒塌，重重地砸在除氧器所在層樓板使樓板破裂墜落到4.2米夾層造成9人死亡5人受傷的重大事故，事故同時(shí)引起發(fā)電機(jī)母線短路燃燒，勵(lì)磁機(jī)、主變壓器套管爆炸，變壓器絕緣油泄漏引發(fā)火災(zāi)，隨后發(fā)生連鎖反應(yīng)鍋爐安全門啟動(dòng)、汽輪機(jī)跳閘、發(fā)電機(jī)停機(jī)，直接經(jīng)濟(jì)損失超過千萬元。

2 事故發(fā)生經(jīng)過

事故發(fā)生前該機(jī)組20萬滿負(fù)荷正常運(yùn)行，給除氧器供汽的第二段、第三段抽氣電動(dòng)門都處在關(guān)閉位置，事故發(fā)生后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電動(dòng)門關(guān)閉不嚴(yán)，存在漏汽，經(jīng)實(shí)際檢測電動(dòng)門泄露的蒸汽量已足夠除氧器加熱除氧所需要的蒸汽量。經(jīng)過化學(xué)處理的化學(xué)除鹽水一部分通過補(bǔ)水閥門進(jìn)入凝汽器，另一部分進(jìn)入低位水箱，用低位水泵送入除氧器。當(dāng)時(shí)一號(hào)水泵運(yùn)行，二號(hào)水泵備用。在0時(shí)至8時(shí)后夜班期間，另外一臺(tái)相鄰機(jī)組大修完成后準(zhǔn)備啟用，開始大量上水，加上供氣量增加，使除氧器水位下降。7時(shí)45分交接班時(shí)司機(jī)發(fā)現(xiàn)除氧器水位低于正常水位，馬上讓化學(xué)車間值班人員增大供水量，使供凝汽器的補(bǔ)水量增大， 早晨8時(shí)是交接班時(shí)間，前來接班司機(jī)發(fā)現(xiàn)除氧器水位低，不同意接班，交班司機(jī)到0米開啟了二號(hào)水泵，向除氧器增加給水。8時(shí)零5分交班司機(jī)回到控制室，打開第二段抽汽電動(dòng)門用以調(diào)整除氧器壓力。8時(shí)20分除氧器水箱達(dá)到正常水位，壓力為0.46MPa，接班司機(jī)同意接班，交班司機(jī)通知在0米的水泵值班員關(guān)閉二號(hào)低位水泵，但未關(guān)閉二段電動(dòng)抽汽門。此時(shí)交班司機(jī)已離開，隨后接班司機(jī)發(fā)現(xiàn)除氧器壓力升高很快，即跑出控制室叫回已離開的交班司機(jī)，這時(shí)除氧器壓力表顯示壓力已超過0.59 MPa，交班司機(jī)剛剛回到值班室除氧器就發(fā)生了爆炸，造成了9 死5傷的重大事故。

3 事故原因分析

這次事故主要的原因有兩個(gè)，一是汽機(jī)運(yùn)行人員的錯(cuò)誤操作；二是安全閥排泄量不足。由于后夜班汽機(jī)司機(jī)值班時(shí)未按規(guī)定要求使除氧器保持正常的水位，當(dāng)白班接班司機(jī)不同意接班后，交班司機(jī)采取了錯(cuò)誤的補(bǔ)水方式，即開啟另一臺(tái)備用水泵，并開大了一號(hào)泵出口閥門和低位水箱進(jìn)除鹽水的閥門，向除氧器大量補(bǔ)充低溫水，并將二段抽汽門打開，向除氧器供汽，調(diào)整除氧器壓力，當(dāng)除氧器水箱水位恢復(fù)正常后，接班司機(jī)同意接班時(shí)，交班司機(jī)通知0米的水泵值班員停用一臺(tái)備用水泵，關(guān)小低水位水箱閥門，減小進(jìn)水量后，卻沒有關(guān)閉二段電動(dòng)抽汽門，過熱蒸汽仍源源不斷地進(jìn)入除氧器，使除氧器壓力迅速升到0.98 MPa以上(事故后根據(jù)壓力曲線查證)，而除氧器配用的微啟式雙閥座重錘式安全閥排汽能力不足，當(dāng)壓力升到安全閥設(shè)定壓力后，安全閥起跳泄壓，但是安全閥起跳后排出除氧器的蒸汽量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于進(jìn)入除氧器的蒸汽量，使除氧器內(nèi)的壓力仍繼續(xù)上升導(dǎo)致除氧器殼體材料承受不了極限壓力而發(fā)生了爆炸事故。

4 事故暴露的問題

4.1 規(guī)章制度執(zhí)行不嚴(yán)

該廠對除氧器運(yùn)行規(guī)定，發(fā)電機(jī)組帶負(fù)荷15萬kW以上時(shí)，向除氧器供汽的汽源應(yīng)切換為第三段抽汽，但這次事故時(shí)發(fā)電機(jī)組滿負(fù)荷20萬kW運(yùn)行卻用第二段抽汽向除氧器供汽。

4.2 設(shè)備缺陷管理失控

除氧器第二段抽汽的電動(dòng)門操作把手不好用，紅燈有時(shí)不亮，廠里維修不及時(shí)，給運(yùn)行人員操作和事故處理都造成困難。

向除氧器供汽的二、三段抽汽電動(dòng)門原設(shè)計(jì)都配有自動(dòng)保持裝置由于壓力調(diào)整不能投入使用，事故發(fā)生前開和關(guān)的自保裝置都拆除了，影響正常運(yùn)行。

4.3 安全閥排汽能力不足

除氧器水箱上配用的兩只微啟式安全閥，當(dāng)除氧器內(nèi)汽體超壓時(shí)，安全閥起跳，但排汽量不足，起不到保護(hù)的作用，經(jīng)計(jì)算這兩只安全閥按設(shè)計(jì)要求達(dá)到最大開啟高度為2mm,它的總排汽量為5.5t/h而事故發(fā)生時(shí)進(jìn)入除氧器的汽量達(dá)到11t/h，當(dāng)機(jī)組帶15萬kW負(fù)荷時(shí)，要倒換第三段抽汽供汽，且壓力調(diào)整閥全開時(shí)除氧器進(jìn)汽量高達(dá)62.4 t/h，顯而易見安全閥的排汽能力嚴(yán)重不足。事故發(fā)生后用蒸汽對安全閥進(jìn)行測試蒸汽壓力在0.54MPa時(shí)，安全閥抬起高度僅0.35mm, 蒸汽壓力達(dá)到0.74MPa時(shí)，安全閥抬起高度僅1mm, 從測試數(shù)據(jù)看，安全閥排汽能力就更不夠了。

4.4 壓力調(diào)整門不起作用

除氧器配備的壓力調(diào)整門為Pg-16,Dg-300的蝶形門,這種蝶形門調(diào)整性能很差，開度在20%～100 %，流量變化不大，該調(diào)整門的漏汽量很大，機(jī)組在20萬負(fù)荷時(shí)，該調(diào)整門在關(guān)閉位置其漏汽量已足夠滿足除氧器的需要。設(shè)計(jì)要求調(diào)整門即有減壓又有調(diào)節(jié)流量的雙重作用，因此在除氧器配置蝶形門是不適用的，應(yīng)更換調(diào)節(jié)性能好，漏汽量小的其它形式的調(diào)整門。

4.5 第二、三段抽汽電動(dòng)門不應(yīng)作調(diào)整門使用

為防止壓力調(diào)節(jié)裝置失靈或誤動(dòng)應(yīng)裝有遠(yuǎn)方調(diào)節(jié)手段，作為運(yùn)行人員處理緊急事故之用。在第二段抽汽電動(dòng)門上應(yīng)加裝閉鎖裝置，當(dāng)?shù)谌纬槠軡M足除氧器需要時(shí)，應(yīng)自動(dòng)閉鎖第二段抽汽電動(dòng)門使之無法開啟。

4.6 除氧器焊接質(zhì)量不良

事故后經(jīng)檢查破裂的除氧器水箱，發(fā)現(xiàn)水箱內(nèi)部加強(qiáng)圈的角焊縫咬邊超標(biāo)，除氧頭內(nèi)部的水盤、支架焊縫多處存在未焊透，給除氧器的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重威脅。

5 預(yù)防事故的措施

1)建立嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝管理制度及檢查和考核工藝制度執(zhí)行的細(xì)則及辦法，并認(rèn)真貫徹執(zhí)行，加強(qiáng)除氧器運(yùn)行人員的技術(shù)培訓(xùn)和責(zé)任心教育，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)解決。

2)加強(qiáng)缺陷設(shè)備管理，對有缺陷的設(shè)備及時(shí)更換和維修，定期對運(yùn)行的除氧器進(jìn)行檢驗(yàn)，對有缺陷的設(shè)備，應(yīng)縮短檢驗(yàn)周期，并重點(diǎn)檢查缺陷部位。對查出的問題及時(shí)修復(fù)。

3)為保證除氧器上裝的安全閥有足夠的排放能力,應(yīng)全部更換除氧器上原有微啟式安全閥，配備全啟式安全閥，使安全閥排汽能力與除氧器相匹配，以確保除氧器的安全運(yùn)行。

4)加裝遠(yuǎn)程控制手段，在第二段抽汽電動(dòng)門上裝閉鎖裝置，當(dāng)?shù)谌纬槠軡M足除氧器需要時(shí)，自動(dòng)閉鎖第二段抽汽電動(dòng)門使之無法開啟。

5)除氧器制造廠應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量控制。

(1)設(shè)計(jì)合理的焊接接頭, 采用對接接頭, 避免搭接接頭，焊縫外形設(shè)計(jì)應(yīng)合理, 焊縫余高不能過高,焊縫接頭截面要圓滑過渡,以減小焊縫拘束度,避免過高的應(yīng)力集中。

(2)工藝方面采用合理的焊接順序, 焊接時(shí)先焊收縮量較大的焊縫,后焊收縮量較小的焊縫,使焊縫能夠自由收縮,以降低焊接拘束應(yīng)力。制定合理的焊接規(guī)范及輸入線能量，控制冷卻時(shí)間，以改善焊縫及熱影響區(qū)的組織和性能，提高除氧器制造質(zhì)量。

6 結(jié)束語

除氧器的安全運(yùn)行，是保證發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行重要一環(huán)，應(yīng)提高運(yùn)行人員操作水平，經(jīng)常進(jìn)行考核和事故演練，定期對除氧器進(jìn)行全面檢驗(yàn)，確保除氧器安全高效運(yùn)行。

1 石智豪，等.壓力容器事故案例[M]，北京：勞動(dòng)出版社，1990.

2 沈蓮.機(jī)械工程材料[M].機(jī)械工業(yè)出版社2004，1.

Cause Analysis of a High-pressure Deaerator Explosion Accident

Wang Jian
(Shanxi bureau of quality and technical supervision of boiler pressure vessel inspection Xi'an 710048)

Feedwater deaerator is a hybrid heater in the regenerative system of coal-fired power plants,the purpose of which is to remove the oxygen and other not condensate gas in the boiler feed water, to ensure the quality of boiler feed water.The security of the deaerator operation is an effective guarantee for the safe operation of the power plant. This article introduces a deaerator suddenly explode accident in a 200000 unit of a thermal power plant during normal operation. According to analysis, the cause of the accident is found and preventive measures are put forward in this article.

High pressure deaerator Relief valve Pressure to adjust the door

X933.4

：B

167 3－257 X(201 4)1 2－5 8－03 D O I: 1 0.396 9/j.i s s n.167 3-257 X.201 4.1 2.015

王建(1956～)男，大專,高級(jí)工程師,從事鍋爐壓力容器檢驗(yàn)研究.

2014-05-15）