熱網加熱器泄漏引起機組振動大的原因分析

李衍平

(華電國際萊城發電廠，山東 萊蕪 271100)

1 事件過程

2016年冬季，某廠1號機組負荷81.3 MW,主汽流量347.08 t/h，調節級壓力9.65 MPa，一段抽氣壓力4.71 MPa。低壓缸相對膨脹、高壓缸相對膨脹瞬間發生變化，高壓缸相對膨脹由3.16 mm變化為6.14 mm，低壓缸相對膨脹1 min 50 s內由4.83 mm變化為2.02 mm；軸向位移測點變為壞點。隨后5號瓦振動值由36 μm突然升至87.38 μm，5號瓦振高保護動作機組跳機保護值為80 μm。

2 原因分析

2.1 跳機原因分析

事件發生后，技術專家通過調閱1號機組歷史各工況運行數據，結合跳機時DCS截圖，查閱各瓦Y方向軸振趨勢圖、各推力瓦瓦溫圖、各支撐瓦瓦溫升高情況、各瓦X與Y方向軸振同時增大。綜合匯總分析后，判定跳機事件是由于汽輪機高壓缸通流部分異常，引起調節級壓力、一段抽汽壓力升高，致使汽輪機高、低壓缸脹差、軸向位移及各瓦軸振瞬間大幅變化。最終導致5號瓦振動值達到跳閘值，保護動作、跳機時各瓦振動見圖1。

圖1 跳機時各瓦振動圖

11月17日22時，2號軸瓦解體，發現推力瓦非工作面鎢金燒損，軸向位移探頭磨損；11月21日3時，高中、低壓缸全部解體，發現高壓轉子、隔板通流部分結垢。結垢最嚴重部位集中在高壓3、4、5級轉子及隔板通流部分，最大厚度達到2.5 mm。推力瓦非工作面瓦塊鎢金磨損嚴重，軸向位移測點損壞、高中壓過橋汽封磨損，隔板通流部分結垢，高中壓轉子通流部分結垢見圖2。

圖2 高中壓轉子通流部分結垢

分別取轉子各級葉片、隔板、高壓進汽口等結垢部位共16份垢樣進行成分化驗，檢測報告垢樣中氧化鈉含量47.24%、氯含量22.14%、三氧化硫含量26.93%。

11月22日，技術專家到場，根據高壓轉子、隔板通流部分結垢情況[1]，結合垢樣檢測報告，對結垢原因進行分析。由于結垢部位主要集中在高壓缸及高壓進汽口處，且垢樣中含有硫酸鈉存在，初步判定凝汽器或熱網循環水系統有泄漏點，另由于垢樣中無明顯硬度成分存在，進一步判定是熱網加熱器存在泄漏點。由于高壓缸進汽壓力較高、濕度較小，可溶性鈉鹽易產生沉積，隨著運行時間增加，致使可溶性鈉鹽在高壓缸及高壓進汽口處逐漸增厚，造成高壓通流受阻，進汽不均，軸向負位移變大，導致5號瓦振動大保護動作機組跳機。

2.2 通流結垢原因分析

2016年10月11日，該廠1號機組1號熱網加熱器投入運行；10月12日，2號熱網加熱器投入運行。由于1號機組熱網加熱器疏水部分送至A廠除氧器，11月10日，A廠化驗人員監測到除氧器水硬度大，經系統排查，確認B廠熱網加熱器疏水硬度大。對B廠熱網疏水硬度進行監測化驗，發現1號機1號熱網疏水硬度含量為750 μmol/L，2號熱網疏水硬度含量為0 μmol/L，切除1號熱網加熱器運行。

11月19日，對1號機組1號熱網加熱器注水驗漏，發現共有24根管存在漏點，根據靜壓驗漏漏水量較大，判斷有爆管現象。1號機組1號熱網加熱器泄漏點見圖3。

由于熱網加熱器泄漏，熱網水漏入熱網加熱器疏水側，不合格疏水進入鍋爐給水系統，通過噴水減溫，造成蒸汽品質惡化，導致1號機組高壓轉子、隔板通流部分結垢。

圖3 1號機組1號熱網加熱器泄漏點

2.3 蒸汽品質劣化原因分析

a. 在投入熱網加熱器后，值長未要求化驗員對疏水監督指標進行監測，直接將熱網疏水回收至除氧器。

b. 化驗人員監測蒸汽鈉離子含量為1.5～3.0 μg/L，二氧化硅含量17～19 μg/L。跳機事件發生后，對鈉表測量準確性進行檢查，發現鈉表電極老化[2]，精度下降，鈉離子含量實測值遠低于實際值，致使鈉離子監督指標誤判，未能判斷蒸汽品質逐漸惡化。

c. 本年度進行汽水在線化學儀表改造，設備已安裝完，正進行調試，未正式投入運行，故未能監測到蒸汽、給水、凝結水氫導指標異常。

d. 化學汽水監督運行日報表(人工化驗值)給水硬度監測指標在合格范圍內[3]，化驗結果不真實。

3 暴露問題

3.1 技術監督管理不到位

a. 各級管理人員對化學監督重要性認識不夠，管理工作不到位，沒有及時發現現場監督指標異常，化學在線儀表改造過程中沒有采取臨時措施，未對臺式化學分析儀表進行定期校驗。

b. 未按集團公司及蒙東能源化學技術監督相關要求，落實監督內容，對化學運行規程執行不到位。

c. 未對基層技術監督人員進行有效培訓，年度培訓計劃落實不到位，監督人員不具備對汽水監督指標異常情況分析和處理能力。

3.2 運行人員責任心不強，技能水平低

a. 熱網加熱器投入運行后,當值值長未及時通知化驗員監測熱網加熱器疏水水質，化驗員未對疏水中硬度進行監測，致使不合格的熱網加熱器疏水回收至除氧器，導致給水、蒸汽品質劣化。

b. 化學監督人員未能依據其它已監測到的指標數據，判斷分析汽水品質變化。沒有認識到鈉離子和硬度等監督指標對機組安全運行的重要性，未能及時查找到水質劣化原因。

4 防范措施

a. 加強化學監督管理，恢復化學分場專業化管理方式，配齊各級管理人員，負責各個廠區的化學專業管理。

b. 完善廠級、部門(分場)、班組三級技術監督網絡，定期召開技術監督網絡會議，對技術監督指標異常情況進行分析，采取針對性措施加以解決。

c. 制定技術監督及25項反措監管平臺應用實施細則，重新修訂化學技術監督實施細則，嚴格執行技術監督工作標準和要求。

d. 配置和完善技術監督監測儀器，做好定期校驗，保證化學監督指標滿足技術標準要求。

e. 梳理近3年技術監督檢查問題整改情況，對未整改完成的項目，落實責任部門、責任人及整改時限。

f. 增裝熱網加熱器疏水氫電導率在線監測儀表，實時監測熱網加熱器疏水品質。

g. 加快在線化學儀表調試工作，確保機組啟動后全部投運，實現鈉離子、氫電導、二氧化硅、pH、磷酸根、溶解氧等指標在線監測。

參考文獻：

[1] 劉繼平,韓飛雪,呂秀立.1 000 MW機組給水泵汽輪機瓦溫高分析與處理[J].東北電力技術，2012,33(1)：45-46.

[2] 呂新樂.某600 MW超臨界鍋爐高溫過熱器管爆管原因分析[J].東北電力技術, 2017, 38(1)：34-36.

[3] 李 勇,李仁杰,曹麗華,等.汽動給水泵組性能在線監測[J].熱力發電,2015,44(1):82-86.