300MW機組汽輪機水沖擊原因及預防措施探討

摘 要：近年來，隨著經濟的快速發展，我國的電力行業取得了較大的進步，電廠作為電能輸出的動力廠，其運行的穩定性直接關系著國民經濟能否正常運轉。電廠內的機組是確保電廠正常運行的基礎，一旦大中型機組在運行中出現事故，則會使整個機組的運行狀況受到較大的影響。文章從300MW機組汽輪機水沖擊的危害入手，對汽輪機水沖擊原因進行了分析，并進一步對汽輪機水沖擊的預防措施和發生水沖擊時的處理措施進行了具體的闡述。

關鍵詞：300MW機組；水沖擊；汽輪機；措施

前言

300MW機組是電廠廣泛應用的機組系統，但長期以來，汽輪機水沖擊的事故都處于一個較高的發生概率下，機組運行過程中冷蒸汽和水經常會進入到汽輪機內導致事故的發生，盡管采取了一些措施但所起的作用并不大，此類事故還呈現較高的發生率，一旦此類事故發生，則需要工作人員快速的采取相應處理措施，以減少事故所給汽輪機設備帶來的損壞，確保電廠的安全運行。

1 300MW機組汽輪機水沖擊的危害

一是動靜部分碰磨。當汽輪機組在高溫運行狀態下時，一旦有水或是水蒸汽進入到機組內，則會導致運行過程中的高溫金屬原件突然遇冷而發生收縮，同時金屬原件在熱應力作用下則會發生變形，導致強烈的振動，導致機組在徑向碰磨過程中大軸發生彎曲。

二是葉片的損傷及斷裂。在汽輪機運行過程中，如果有較多的水存在，則會導致運行中的葉片受到損壞，甚至一些較長的葉片會由于大量的水存在發生斷裂的可能。

三是推力瓦燒毀。由于進入到汽輪機內的水和冷蒸汽的密度與汽輪機內部的蒸汽密度存在著差異性，噴嘴內蒸汽的加速不同，使氣流無法按照正常的方向進入到動葉通道內，從而對動葉周圍的背弧帶來較大的沖擊，在這種沖擊力的作用下，動葉的制動力和軸向力都有所提高，使軸向推力增強，當軸向推力達到一定限度時，則會導致烏金被燒毀。

四是閥門和汽缸接合面漏氣。水和冷蒸氣進入到汽輪機，使閥門和汽缸部分的金屬遇冷收縮，導致嚴重的變形，從而導致閥門和汽缸的接合面發生漏氣，使汽輪機正常的運行受到較大的影響。

2 汽輪機水沖擊原因分析

2.1 鍋爐方面

一是鍋爐出現汽水共騰。由于鍋爐內壓力變化太快，從而導致鍋爐內出現汽水共騰的情況，這時水表面有泡沫產生，水位也會發生一定的波動，在這種情況下，則無法明確的將汽、水的界限分清；二是在管道內有凝結水產生，這主要是由于機組在啟動或是停機時，升壓太快或是降溫、降壓太快所導致的蒸汽在降低過程中溫度達到了飽和值，從而導致水汽在管道內發生凝結；三是鍋爐在運行過程中，對其蒸汽減溫存在著調節不當或是失靈的情況。

2.2 汽輪機方面

汽輪機操作人員缺乏經驗，在汽輪機啟動過程中沒有及時對水進行疏導，使其冷水進入到了汽輪機內。特別是在300MW汽輪機組發生大軸彎曲的事故時，導致其事故發生的主要原因大致有以下幾個方面：

一是在汽缸壁溫度的記載下，有段時間內汽缸的溫差較大，主要是在加熱裝置中的暖管疏水不充分，導致水或者冷蒸汽進入到了高壓缸，而在此時間段內由于機組突然掉閘，使進入到氣缸內的水或者冷蒸汽不能夠及時的排出去，造成里面的氣壓不均勻，產生了溫差，繼續運行下去勢必會造成汽缸發生形變，使機組產生振動，發生大軸彎曲的事故；二是在汽輪機在沖轉時，工作人員沒有及時的對汽缸的溫度進行監控和調整，所以對于高壓缸內進水和冷蒸汽的進入沒有察覺，同時在汽輪機跳閘后也沒有對其機組進行全面的檢查，從而導致機組在啟動過程中產生振動；三是在鍋爐的運行由于有雜物堵塞或是超溫運行時，則會出現長期或是短期超溫爆管的情況，在出現這種爆管時，則極易導致閥門出現泄露，使其汽缸夾層聯箱內出現積水，夾層加熱裝置具有其特殊性，一旦暖管加熱，用不了多長的時間，則會導致疏水不充分的現象發生。

2.3 其他方面

一是對再熱蒸汽冷端采用噴水進行降溫的過程中，由于操作上的不規范或者閥門沒有密封，會導致冷水進入到冷段管內。如果機組再次的運行，會將水變為蒸汽輸送到汽輪機內，就會產生水沖擊的事故；二是除氧器滿水，這就會造成水流溢出，然后經過汽平衡管進入到軸封系統內；三是汽輪機會熱系統的加熱器水位超高，與此同時保護裝置出現失控的狀態，所以超高的水流會返回汽輪機內，造成水沖擊。

3 預防汽輪機水沖擊的措施

3.1 設計方面

3.1.1 對于疏水管的布置一定要合理，保證蒸汽管道的疏水管不能夠與鍋爐的任意一個輸水管聯箱鏈接，同時在主要的蒸汽管道上的最低點要設置一個疏水點，在熱蒸汽管道上的最低點也要設置疏水點，這樣才能夠避免誤操作中冷水進入到鍋爐的汽輪機當中。

3.1.2 在設置汽封供汽管的時候能夠滿足系統的需求即可，不應過長，同時在汽封調節器的前后都要安裝疏水管，保證疏水管有足夠的流通面積，這樣才能夠將外界的水全部排出。

3.1.3 在加熱器、凝汽器等地方都要安裝響應的報警器以及監控器，這樣才能夠及時跟蹤系統運行的狀態，一旦出現故障及時的報警。同時遇到事故還能夠自動關閉抽汽逆止門。

3.2 運行維護操作方面

3.2.1 工作人員在控制機組的啟動和停止的過程中，要按照規定不能過快的升溫或者加壓，同時在整個過程中要保證蒸汽的熱度不能超過80℃。

3.2.2 在安裝完蒸汽管道后，還要對該設備進行充分的暖管和疏水，避免溫度過低的水進入到汽輪機中。

3.2.3 對加熱器以及相應的報警裝置要定期的進行檢查，并對機組熱態啟動的前后進行金屬溫度的記錄，如果不在正常的范圍之內，就要查明原因并進行及時的處理。

3.2.4 如果汽輪機出現水沖擊的現象，應當立即采取停機的處理方式，然后對系統進行仔細的檢查，包括機內聲音、軸向位移以及推力瓦溫等，確保沒有問題后，經過充分的疏水就可以重新啟動系統。

4 汽輪機發生水沖擊時如何處理

一是啟動潤滑油泵，打閘停機，停機后立即投入盤車；二是停真空泵，破壞真空，給水倒走旁路。除通鍋爐以外疏水門外，全開所有疏水門；三是仔細傾聽機內聲音，測量振動，記錄惰走時間，盤車后測量轉子彎曲數值，盤車電動機電流應在正常數值且穩定，盤車一旦掉閘可能是因為大軸已經發生彎曲碰磨葉頂汽封造成電機過流；四是惰走時間明顯縮短或機內有異常聲音，推力瓦溫度升高，軸向位移，差脹超限時，不經檢查不允許機組重新啟動；五是迅速查清汽輪機進水或冷蒸汽的原因，并消除；六是發現汽輪機進水后要進行悶缸處理，即關閉所有本體疏放水門。

5 結束語

在電廠內，由于汽輪機水沖擊事故所導致的設備受到損壞導致停運的事故時有發生，給電廠帶來了嚴重的經濟損失。所以需要針對汽輪機水沖擊事故產生的原因進行分析，從而采取必要的防范措施，加強監控和保護系統功能的正常發揮，同時運行人員還要做好監控工作，同時在發生問題時還要及時采取妥當的措施進行處理，這可以有效的防止和降低汽輪機水沖擊所帶來的損壞程度，同時還要從設計、運行、檢測、試驗和維護等多個方向入手，加強對運行人員的培訓工作，從而有效的防止汽輪機進水和進冷蒸汽的問題發生。

參考文獻

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