除氧器進汽母管逆止門故障造成機組跳閘的原因分析與控制措施

紀曉明

（國家能源集團華北電力有限公司廊坊熱電廠，河北廊坊065000）

0 引言

目前350 MW超臨界機組均設(shè)置除氧器作為鍋爐給水熱力除氧裝置，以確保給水品質(zhì)符合機組需求，防止受熱面腐蝕。機組在降負荷或甩負荷過程中，除氧器易發(fā)生閃蒸，產(chǎn)生大量飽和蒸汽，使得除氧器內(nèi)部壓力高于四抽供汽壓力，蒸汽從除氧器內(nèi)向四抽反向流動，若四抽至除氧器進汽母管逆止閥閥板脫落，關(guān)閉不嚴，除氧器內(nèi)閃蒸的飽和蒸汽就會返至四段抽汽管道，造成四抽供小機用蒸汽品質(zhì)下降，小機出力不足，造成給水流量低，引發(fā)鍋爐MFT。

1 設(shè)備概況

某廠一期工程采用2×350 MW供熱機組，汽輪機為超臨界、單軸、一次中間再熱、雙缸雙排汽、抽汽、濕冷、凝汽式汽輪機，型號為C350-24.2/0.4/566/566；設(shè)置八段抽汽，其中四段抽汽經(jīng)兩道抽汽逆止門后，為小汽輪機和除氧器提供工作汽源。

除氧器采用內(nèi)置臥式除氧器，其加熱蒸汽有四段抽汽和輔助蒸汽兩路汽源，四段抽汽為正常運行汽源，輔助蒸汽為機組啟停時的備用汽源。四段抽汽和輔助蒸汽均是送入除氧器水箱水面以下的蒸汽排管進行混合加熱，以實現(xiàn)二次除氧效果。兩路汽源進汽母管均設(shè)有逆止門，直接接至除氧器頂部的汽側(cè)空間，作為一級防護保護。除氧器正常跟隨機組滑壓運行，其啟動初期由輔汽加熱，正常運行中由四段抽汽與三號高加正常疏水共同加熱。

給水泵組系統(tǒng)設(shè)置一臺100%容量的汽動給水泵，無備用泵運行，一臺30%容量的電動給水泵，且兩個機組共享一臺電動給水泵，只作為機組啟停時使用。給水泵小汽輪機汽源由三路構(gòu)成：輔汽供小機調(diào)試用汽、四段抽汽至小機正常供汽和冷再至小機高壓供汽。機組正常運行的工作汽源來自主機四段抽汽，備用汽源來自再熱器冷端蒸汽，啟動汽源為輔汽聯(lián)箱供汽。

2 事故經(jīng)過

事故機組運行情況如圖1所示，事故機組在AGC方式下正常運行，機組負荷300 MW，單臺100%容量汽動給水泵運行正常，A、B、D、E磨煤機運行，汽動給水泵汽源為本機四段抽汽，再熱冷段至小機的高壓汽源電動門開啟（高壓汽源熱備用），來自輔汽聯(lián)箱的小機調(diào)試用汽電動門關(guān)閉（自動關(guān)閉后，運行人員再次手動校驗），輔汽聯(lián)箱汽源為本機四段蒸汽。

某日21：52接調(diào)度令機組跟蹤AGC指令降負荷至175 MW，降負荷速率7 MW/min。

22：07負荷降至233 MW，除氧器水位2 378 mm。除氧器壓力與四抽壓力出現(xiàn)偏差，之后有增大趨勢。

22：08負荷降至214 MW，除氧器水位2 381 mm。四抽至除氧器進汽溫度346 ℃，此時四抽供除氧器蒸汽溫度開始驟降。

22：12：27負荷降至189 MW，除氧器水位2 406 mm，四抽至小汽機蒸汽溫度365 ℃，小機進汽溫度348 ℃，小機前汽缸金屬壁溫281 ℃，此時四抽供小機蒸汽溫度及小機進汽溫度開始驟降，汽泵轉(zhuǎn)速、小機進汽流量、四抽壓力開始波動。

22：12：51四抽逆止門2全關(guān)信號返回，此時四抽壓力0.503 MPa，四抽供除氧器蒸汽壓力0.538 MPa，壓差0.035 MPa。

22：14：22負荷降至175 MW。給水流量550 t/h，小汽機轉(zhuǎn)速4 281 r/min，LCV開度33%，小機進汽壓力0.51 MPa、溫度193 ℃，小機前汽缸金屬壁溫256 ℃，LCV開度明顯變大，除氧器水位2 421 mm。

22：14：50給水流量364 t/h，小汽機轉(zhuǎn)速4 127 r/min，LCV開度97.8%，汽泵再循環(huán)聯(lián)開，切換閥聯(lián)開。小機進汽壓力0.46 MPa、溫度176 ℃，小機前汽缸金屬壁溫224 ℃。

22：14：55鍋爐MFT動作，首出“鍋爐給水流量低”信號，大聯(lián)鎖動作正常。

3 原因分析

機組在降負荷過程中，四段抽汽壓力嚴格按照滑壓曲線下降，而除氧器由于容積較大，壓力變化相對緩慢，除氧器發(fā)生閃蒸，產(chǎn)生大量飽和蒸汽，使得除氧器內(nèi)部壓力高于四抽供汽壓力，蒸汽從除氧器內(nèi)向四抽反向流動，此時，除氧器進汽母管逆止門和汽側(cè)平衡管逆止門應(yīng)正常運行，處于全開狀態(tài)，使除氧器內(nèi)蒸汽通過平衡管進入四抽供汽管道，四抽供汽壓力與除氧器內(nèi)部壓力相平衡。而本次事故中，四抽至除氧器進汽母管逆止閥閥板脫落，未能有效關(guān)閉，使得除氧器內(nèi)閃蒸的飽和蒸汽返至四段抽汽管道，造成四段抽汽母管逆止門2關(guān)閉，四抽供小機用汽進汽溫度驟降，進汽壓力下降，小機出力不足，造成給水流量低，引發(fā)鍋爐MFT。

4 控制措施

（1）控制負荷變化速度不宜過快，降負荷過程中，根據(jù)機組設(shè)備參數(shù)變化及時調(diào)整負荷變化率。

（2）在四抽供除氧器電動門與逆止門之間加裝溫度測點，運行值班員將該測點與逆止門與除氧器之間的溫度測點作為日常運行調(diào)整的重點監(jiān)視測點。

（3）在機組甩負荷或快速減負荷時，密切監(jiān)視“四抽至除氧器進汽溫度、壓力”“四抽至小汽機蒸汽溫度”的變化趨勢，發(fā)現(xiàn)異常時及時穩(wěn)定機組負荷，采取控制措施。

（4）增加聲光報警“除氧器入口蒸汽溫度下降”：當“四抽至除氧器進汽溫度”與“四段抽汽溫度”偏差超過20 ℃觸發(fā)報警。增加聲光報警“除氧器入口蒸汽壓力上升”：當“四抽至除氧器進汽壓力”與“四段抽汽壓力”偏差超過0.015 MPa觸發(fā)報警。以上聲光報警作為重要判斷依據(jù)。

（5）在機組減負荷過程中，當聲光報警“除氧器入口蒸汽溫度下降”發(fā)出、聲光報警“除氧器入口蒸汽壓力上升”發(fā)出或“四抽至除氧器進汽溫度”測點下降達20 ℃（據(jù)減負荷時初始溫度下降達20 ℃）時，應(yīng)立即穩(wěn)定負荷；若“四抽至除氧器進汽溫度”測點仍持續(xù)下降達25 ℃（據(jù)減負荷時初始溫度下降達25 ℃），應(yīng)立即增加10 MW機組負荷，觀察溫度是否回升；若溫度仍下降，繼續(xù)升負荷直至溫度回升。

（6）日常運行維護調(diào)整中，對逆止門經(jīng)常進行檢查、維護，保證其動作可靠性。

（7）利用停機停備或檢修期，對四抽至除氧器逆止閥進行解體檢查，更換可靠性高的閥門。

5 結(jié)語

本次事故中除氧器進汽母管逆止閥閥板脫落，造成濕蒸汽反流，導致小汽輪機蒸汽焓降下降，機組出力下降。本文通過對上述事故的分析，從運行監(jiān)視角度提出了幾點措施，通過初期的監(jiān)視、運行調(diào)整，在降負荷時，加強對四抽至除氧器溫度和壓力、小汽輪機進汽溫度和壓力等參數(shù)監(jiān)視，一旦出現(xiàn)異常，及時提高負荷，提高四抽壓力，以防止蒸汽閃蒸反流事故的發(fā)生。本文提出的運行控制措施，旨在將事故隱患遏制于初期，盡可能避免機組非停。