600MW機組除氧器發生劇烈振動的分析

康 雷

（中國神華勝利能源分公司,內蒙古 錫林浩特 026000）

0 引言

除氧器是火力發電廠的重要熱力設備。而無頭除氧器因其價格低于有頭除氧器，節省土建費用，除氧間高度降了3至4米，排氣損失低等優點得到越來越廣泛的應用。但隨著機組參數的不斷提高，無頭除氧器及其連接管道的發生振動的情況也越來越多的出現，這種振動會造成除氧器及其管道承受額外的交變應力，影響設備壽命，特別是容易造成管道法蘭連接處密封泄露或焊口開裂等事故，對設備的安全運行帶來不利影響。

1 事故經過

某廠600MW汽輪發電機組采用無頭除氧器進行給水除氧。機組正常運行時除氧器水位靠主副調閥自動調節。某日16:32#1發電機勵磁系統故障，保護動作機組跳閘。跳閘前除氧器水位-35mm、壓力0.686MPa、溫度169℃，凝結水流量1056t/h，除氧器水位調節閥主閥開度為44%、副閥開度為37%，水位調節投自動。機組跳閘后為防止汽包水位高，立即手動停止汽泵運行，16:36除氧器水位上升至+168mm，水位高保護動作造成除氧器水位主、副調節閥全關，溢流閥開啟，主凝結水流量由1036 t/h突降到0t/h，16:38運行人員手動開啟除氧器水位調節閥維持一定量的凝結水流量。16:37左右在開啟汽前泵再循環手動閥時，突然發現除氧器進水管道振動嚴重，立即關閉汽前泵再循環手動閥，振動減輕并消失。

2 原因分析

通過對造成振動的原因進行深層次的分析，振動的主要原因是機組停止后凝結水溫度下降太快與除氧器內水溫度不匹配，除氧器內部發生“自生沸騰“現象。機組跳閘后，除氧器加熱汽源失去，造成除氧器壓力突降。當除氧器壓力突降時，給水的飽和溫度降低，而此時的給水溫度幾乎不發生變化。此時給水的實際焓值高于此壓力下對應的飽和水焓值，使給水發生汽化，即除氧器的“自生沸騰“。當凝結水中斷后部分汽化蒸汽返至主凝結水管，蒸汽在凝結水管內受冷卻急劇凝結引起除氧器進水管道的劇烈振動。針對本次機組故障跳閘后，造成除氧器振動的原因從以下幾方面來分析。

（1）機組跳閘前除氧器水位投自動，跳閘后除氧器水位升至160mm，除氧器水位達到高二值保護動作，除氧器水位主副調節閥保護關閉，造成凝結水流量中斷達2分鐘之久。此時凝結水管道內無壓力，致使除氧器內的汽化蒸汽能夠進入凝結水管道。

（2）機組跳閘后因四段抽汽至除氧器加熱電動門聯鎖關閉，除氧器壓力與溫度的下降率不匹配，壓力下降快，溫度下降慢，除氧器內水發生再沸騰現象。16:38除氧器壓力0.418MPa、溫度162℃，16:40除氧器壓力0.405MPa、溫度156℃。再加上除氧器水位高+162mm減少了上部汽側空間，除氧器儲熱量大，造成部分蒸汽返至主凝結水管道。

（3）機組跳閘后，低壓加熱器聯鎖保護跳閘，凝結水走低加旁路，進入除氧器內的水溫由跳閘前的150℃左右突降至凝結水溫度25℃左右，對主凝結水管道造成快速的冷卻。使得自沸騰產生的蒸汽進入凝結水管道后被迅速冷卻，造成振動。

3 防范措施

機組正常停止后或運行中機組故障跳閘后為防止除氧器進水管道的振動要嚴格執行已經制定的防止除氧器振動措施，并且要針對正常停機和故障跳閘的不同情況采取相應的防范措施。做到提前預防，正確處理。做好以前防范措施。

（1）正常停機時，在機組打閘前將除氧器水位調節閥解除自動，手動將除氧器水位維持在-500mm～-300mm，由于除氧器低水位保護為-1900mm，因此可以適當降低除氧器水位，增加除氧器上部汽側空間，降低除氧器的儲熱量。防止除氧器的“自生沸騰“。

（2）機組打閘后維持凝結水流量在100t/h左右，保證凝結水連續運行，防止除氧器汽化蒸汽倒流入凝結水管道被迅速冷卻，造成除氧器進水管道振動。

（3）機組故障跳閘后，立即解除除氧器水位自動，關閉除氧器水位主調節閥，手動調節副調節閥維持凝結水流量不小于100t/h，通過開啟除氧器水位溢流閥、事故放水閥維持除氧器水位。防止除氧器水位過高造成除氧器給水主副調節閥保護關閉，進而造成凝結水中斷。

（4）加裝除氧器給水小旁路，防止由于除氧器水位高造成的除氧器主副調閥保護關閉造成的凝結水中斷現象。在機組停機前或者故障跳機時將手動門打開，以保證凝結水供水的連續性。

（5）機組故障跳閘后在凝結水中斷時嚴禁開啟汽前泵再循環門，汽泵停止后停止汽前泵運行。待凝結水供水以及除氧器恢復正常運行時，方可開啟汽泵最小流量閥，維持汽前泵運行。

4 結論

通過對除氧器及其連接管道的劇烈振動現象的詳細分析，可以得出引起劇烈振動的主要因素是：由于除氧器內部的高溫蒸汽倒流入溫度較低的凝結水管道或者溫度較高的鍋爐給水經汽前泵再循環管道進入凝結水管道引起的。具體機理為溫度較高的蒸汽或給水進入溫度較低的凝結水管道時會發生凝結現象。在這一過程中由于蒸汽凝結后便會形成真空，此時周圍的蒸汽會來填補此真空的空間，形成較大的沖擊力。在連續的凝結沖擊下就會形成不斷的劇烈振動。因此預防或處理除氧器劇烈振動的本質就是預防或消除存在冷熱流體劇烈換熱的條件。只要不具備這樣的條件，就不會發生類似的除氧器及其連接管道的劇烈振動事件。

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