鍋爐給水調(diào)節(jié)事故分析與預(yù)控

張文亮

(華能日照電廠，山東 日照 276800)

1 事故經(jīng)過

2017年7月9日，因5號機(jī)A前置泵機(jī)械密封漏水嚴(yán)重準(zhǔn)備消缺，06:18啟動電泵，06:34停運(yùn)A汽泵，電泵啟動運(yùn)行后潤滑油溫逐步升高、潤滑油壓逐漸降低，隨即現(xiàn)場采用冷油器外淋水的方式進(jìn)行輔助降溫，08：04電泵油溫升至55.4 ℃，油壓由啟動前的0.22 MPa降至0.151 MPa，“電泵潤滑油壓低報警”信號發(fā)出(報警值<0.16 MPa)，聯(lián)啟備用交流油泵后油壓未明顯回升。7月10日04:20，A汽泵前置泵機(jī)械密封檢查工作結(jié)束；05:30 A汽泵前置泵送電啟動運(yùn)行正常，A小機(jī)沖轉(zhuǎn)，06:00 A汽泵出口壓力11.7 MPa、給水母管壓力12.0 MPa，操作開啟A汽泵出口電動門準(zhǔn)備并泵，“電泵潤滑油壓低低”信號發(fā)出，電泵跳閘，運(yùn)行人員降低B小機(jī)閥位控制指令，06:09汽包水位又升高至254 mm(高三值保護(hù)動作)，鍋爐MFT，汽輪機(jī)跳閘，發(fā)電機(jī)解列[1-4]。

2 檢查處理情況

2.1 檢查電泵相關(guān)設(shè)備及工作情況

2.1.1 檢查電泵潤滑油壓低保護(hù)邏輯

電泵潤滑油壓低跳電泵邏輯為二取二冗余配置，具體為“潤滑油壓低低保護(hù)開關(guān)動作，并且滿足潤滑油壓力低聯(lián)啟交流油泵信號或潤滑油壓低聯(lián)啟直流油泵信號動作”，電泵跳閘。

2.1.2 查此次消缺時電泵工作情況

7月9日06:18，啟動電泵，電泵啟動運(yùn)行后潤滑油溫逐步升高、潤滑油壓逐漸降低并呈加劇趨勢，檢查發(fā)現(xiàn)冷油器外殼體溫度偏高，判斷為冷油器換熱效果差，由于A前置泵機(jī)械密封泄漏嚴(yán)重不能維持運(yùn)行，A汽泵于06:34停運(yùn)，須維持電泵運(yùn)行，便采取臨時淋水降溫措施。08：04電泵油溫升至55.4 ℃、油壓由啟動前的0.22 MPa逐漸降至0.151 MPa，“油壓低報警”信號發(fā)出，聯(lián)啟備用交流油泵后油壓未明顯回升，電泵低油壓保護(hù)變?yōu)閱吸c(diǎn)保護(hù)。A汽前泵消缺過程中電泵出力約420 t/h，但未根據(jù)電泵油溫高的情況適當(dāng)降低電泵出力。

2.1.3 電泵跳閘后設(shè)備檢查處理情況

電泵跳閘后就地檢查5號機(jī)電泵潤滑油壓力開關(guān)，壓力開關(guān)內(nèi)微動開關(guān)接點(diǎn)受潮，測量微動開關(guān)端子間絕緣值低于100 Ω，判斷潤滑油壓低低保護(hù)開關(guān)信號誤發(fā)。對4塊壓力開關(guān)內(nèi)部微動開關(guān)進(jìn)行烘烤，測量絕緣值大于500 MΩ合格，重新校驗(yàn)開關(guān)，定值正確，動作正常[5-6]。

7月12日，對電泵冷油器水側(cè)進(jìn)行了解體清理工作，檢查發(fā)現(xiàn)換熱管有臟污現(xiàn)象，但冷油器油溫高的原因主要為冷油器進(jìn)水室和回水室之間的隔板由于銹蝕發(fā)生泄漏，冷卻水部分貫通短路，一定程度上影響冷卻效果。

7月17日，A汽泵前置泵機(jī)械密封又發(fā)生泄漏，啟動電泵后潤滑油溫仍偏高、油壓偏低(電泵冷油器水側(cè)已清理，冷油器進(jìn)水室和回水室之間的隔板短路缺陷已消除)。根據(jù)7月17日21：00現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果，油泵出口母管(冷油器入口)油溫在64 ℃左右，大冷油器出口油溫在43 ℃左右，小冷油器出口油溫在62 ℃左右，兩者合并后油溫54 ℃左右(以上為紅外測溫儀測量結(jié)果)。小冷油器為原安裝的冷油器，油側(cè)回路短而順暢，比新加裝的冷油器油側(cè)回路阻力小，原冷油器過油量大，但冷卻水管路細(xì)、阻力大、流量小；新加的大冷油器正好相反，過油量小、過水量大。新冷油器的安裝，分流了更多的冷卻水，卻沒有分流相應(yīng)多的油量，導(dǎo)致增加冷油器后冷卻效果仍然不好[7-8]。

2.2 運(yùn)行操作情況檢查

2.2.1 有關(guān)電泵的操作情況

7月9日06:18，啟動電泵運(yùn)行后潤滑油壓逐漸降低、潤滑油溫逐步升高，在檢修人員采取降溫措施后，電泵潤滑油壓及油溫基本維持，但電泵油壓低于正常運(yùn)行值，運(yùn)行人員未采取降低電泵出力措施以降低潤滑油溫，7月10日06:03，電泵跳閘。

2.2.2 有關(guān)A汽泵的操作

7月10日05:30，A汽泵前置泵送電啟動運(yùn)行正常，A小機(jī)沖轉(zhuǎn)，06:00 A汽泵出口壓力11.7 MPa、母管壓力12.0 MPa，操作開啟出口電動門準(zhǔn)備并泵，因出口門過力矩，電動未打開，命令就地人員繼續(xù)手搖該電動門。06:03:24電泵跳閘。06:04:12經(jīng)手搖后，A汽泵出口電動門全關(guān)位消失。06:04:30運(yùn)行人員在DCS操作發(fā)出開A汽泵出口電動門指令，06:04:45 A汽泵出口電動門全開。事后調(diào)取曲線發(fā)現(xiàn)，A汽泵出口門開啟后轉(zhuǎn)速3300 r/min、流量為0，事故處理過程中因A汽泵出口壓力始終低于母管壓力而無流量出力。

2.2.3 電泵跳閘后給水及負(fù)荷控制有關(guān)操作

06:08:18汽包水位升至250 mm后，汽包水位開始下降，但給水流量仍超量程，06:08:28 汽輪機(jī)主控指令降至50.9%，機(jī)組負(fù)荷190 MW。06:08:40因給水量與燃料量仍不匹配，大于蒸發(fā)量，汽包水位在降至201 mm后又回頭上升。因汽包水位上升較快，運(yùn)行人員通過降低汽輪機(jī)主控指令，利用虛假水位，減緩汽包水位上升趨勢，但由于電負(fù)荷與熱負(fù)荷失衡，汽包水位快速回升。

06:08:59汽輪機(jī)主控指令增至53.9%，06:09:00 B汽泵指令由90.6%降至28.9%、轉(zhuǎn)速由4795 r/min降至4324 r/min，但汽包水位升高至254 mm(高三值保護(hù)動作)，最高升至297 mm，鍋爐MFT，汽輪機(jī)跳閘，發(fā)電機(jī)解列。

3 原因分析

3.1 汽包水位高三值原因分析

a.運(yùn)行人員在電泵剛剛跳閘時快速增加B汽泵流量的反應(yīng)及操作是及時、正確的，較為有效地避免了汽包水位低MFT。但因運(yùn)行人員減負(fù)荷太快，使汽包壓力上升較快，導(dǎo)致汽包水位下降過快，險些造成汽包水位過低。

b.B給水泵自動投入時機(jī)不當(dāng)。運(yùn)行人員在汽包水位已經(jīng)回升后，雖有降低B汽泵流量的動作，但不夠果斷、操作幅度不夠，沒有壓住汽包水位快速上升的趨勢；在汽包水位仍低于設(shè)定值、但汽包水位仍在快速上升還沒有穩(wěn)定下來時就投入了B給水泵自動，因汽包水位自動調(diào)節(jié)裝置是以汽包水位為主要參照量進(jìn)行調(diào)節(jié)，剛投入自動時無法獲取投自動前的前饋和給水量累積量參數(shù)，自動控制系統(tǒng)不能正確判斷并及時發(fā)出快速降低給水指令，使得自動輸出指令調(diào)節(jié)動作遲緩，給水量過調(diào)，造成汽包水位快速上升。

3.2 電泵跳閘原因分析

根據(jù)現(xiàn)場勘查情況，因電泵運(yùn)行后潤滑油壓偏低，電泵低油壓保護(hù)變?yōu)閱吸c(diǎn)保護(hù)，推斷因淋水降溫導(dǎo)致電泵“油壓低低”壓力開關(guān)受潮誤動，導(dǎo)致電泵跳閘。

3.3 A汽泵前置泵機(jī)械密封泄漏原因分析

7月9日發(fā)生泄漏原因：對泄漏的機(jī)械密封進(jìn)行解體檢查，機(jī)械密封動靜環(huán)完好，機(jī)械密封各部橡膠O型密封圈完好，分析泄漏原因?yàn)樵摍C(jī)械密封動環(huán)圓柱螺旋彈簧在長期高溫環(huán)境下運(yùn)行疲勞造成彈簧蠕變，彈力失效，不能保證機(jī)械密封動、靜環(huán)鏡面配合比壓，導(dǎo)致泄漏。

7月17日前置泵機(jī)械密封又發(fā)生泄漏，分析原因：因汽泵前置泵推力盤背帽松動，泵軸異常竄動，導(dǎo)致前置泵機(jī)械密封損壞。

4 暴露的主要問題

4.1 運(yùn)行人員應(yīng)急處置存在不當(dāng)

投入自動的時機(jī)不恰當(dāng)，且投入自動后跟蹤不到位，未及時給予“糾正性”干預(yù)；未及時對汽包水位的異常變化給予“挽救性”干預(yù)，任由自動裝置自行調(diào)節(jié)，且負(fù)荷調(diào)節(jié)措施不當(dāng)；B汽泵有帶負(fù)荷潛力而電泵油溫偏高時，沒有及時減低電泵出力、增加B汽泵出力。

4.2 現(xiàn)場作業(yè)人員安全風(fēng)險分析管控不到位

汽輪機(jī)檢修人員未能及時分析到淋水降溫對其他設(shè)備造成的影響，造成壓力開關(guān)接點(diǎn)受潮誤動。熱工人員隱患排查及巡檢不到位，未及時發(fā)現(xiàn)壓力開關(guān)接線盒密封缺陷及淋水對壓力開關(guān)接線盒的影響。

4.3 檢修工藝存在問題

汽泵前置泵機(jī)械密封消缺后，因安裝工藝不當(dāng)，導(dǎo)致重復(fù)消缺。

5 防范措施

a.加強(qiáng)運(yùn)行人員應(yīng)急事故處置操作的培訓(xùn)，特別是對于主要自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的投入條件和切除自動后注意事項要重點(diǎn)培訓(xùn)掌握。對設(shè)備系統(tǒng)異常運(yùn)行工況下如何合理調(diào)整方式進(jìn)行培訓(xùn)。堅持好仿真機(jī)演練制度，每月定期進(jìn)行一次運(yùn)行反事故演習(xí)，提高運(yùn)行人員應(yīng)急處理能力。

b.全面落實(shí)安全風(fēng)險分析和隱患排查制度措施，對重要輔機(jī)設(shè)備消缺，開工前聯(lián)系各相關(guān)部門現(xiàn)場確認(rèn)，進(jìn)行全面的風(fēng)險分析，確保安全消缺及異常情況下的緊急處理。對生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行安全隱患排查活動，對設(shè)備防雨、防汛、防潮及其他迎峰度夏措施進(jìn)行落實(shí)。

c.加強(qiáng)設(shè)備管理，對存在的設(shè)備缺陷和隱患要及時組織分析處理，并做好處理結(jié)果的跟蹤，加強(qiáng)消缺管理，提高消缺質(zhì)量，及時消除設(shè)備缺陷，提高設(shè)備可靠性。

d.加強(qiáng)檢修質(zhì)量工藝控制和消缺過程監(jiān)督，提高檢修質(zhì)量，防止出現(xiàn)重復(fù)性缺陷。

e.利用機(jī)組檢修機(jī)會，更改電泵潤滑油壓力開關(guān)取樣管路，將壓力開關(guān)安裝在電泵北側(cè)距離地面1.5 m以上位置，并采取可靠的密封措施；改造后根據(jù)安裝位置重新校驗(yàn)壓力開關(guān)，并修正定值。