一起汽輪機(jī)進(jìn)水事件原因分析

李衍平

(華電國(guó)際電力股份有限公司萊城發(fā)電廠，山東 濟(jì)南 271100)

0 引言

某火力發(fā)電廠1 號(hào)機(jī)組為俄羅斯進(jìn)口超臨界、水-氫-氫冷機(jī)組，額定容量500 MW，鍋爐為Пп-1650-25-545БТ(П-78)型超臨界直流鍋爐，汽輪機(jī)采用的是北京全四維動(dòng)力科技有限公司設(shè)計(jì)并由南京汽輪電機(jī)(集團(tuán))有限公司制造的A550-23.54/540/540 型汽輪機(jī)。機(jī)組配套3 臺(tái)高壓加熱器，為俄方原供設(shè)備，加熱器汽源分別取自1～3段抽汽。

1 號(hào)機(jī)組高壓加熱器疏水方式為8、7、6 號(hào)高壓加熱器逐級(jí)自流，正常疏水至除氧器，事故疏水至凝汽器。6 號(hào)高加抽汽電動(dòng)門前安裝有油壓逆止門和水壓逆止門；7 號(hào)高加抽汽取自高壓缸排汽，未設(shè)置抽汽逆止門；8 號(hào)高加抽汽電動(dòng)門前安裝有水壓逆止門。

高加保護(hù)及連鎖設(shè)定為任何1 臺(tái)高加水位保護(hù)高II 值動(dòng)作，則開啟高加入口聯(lián)程閥保護(hù)水門

RM546-1/2，開啟高加旁路門RL551，關(guān)閉高加水側(cè)進(jìn)出口電動(dòng)門RL549，RL550，分別關(guān)閉高加進(jìn)汽電動(dòng)門RD540，RD542，RD543。

1 事前工況

1 號(hào)機(jī)組負(fù)荷452 MW，主汽溫度544 ℃，主汽壓力24 MPa，再熱汽溫542.5 ℃，再熱壓力2.24 MPa。2 臺(tái)汽動(dòng)給水泵運(yùn)行，雙引、雙送運(yùn)行。8 號(hào)高壓加熱器水位1 808 mm，抽汽溫度327 ℃，抽汽壓力4.66 MPa；7 號(hào)高壓加熱器水位1 716 mm，抽汽溫度278 ℃，抽汽壓力3.13 MPa；6 號(hào)高壓加熱器水位1 680 mm，抽汽溫度449 ℃，抽汽壓力1.33 MPa。

2 事件概述

2020-08-05T23:59，8 號(hào)高加水位從1 800 mm出現(xiàn)上漲，8 號(hào)高加正常疏水調(diào)門RN554 由64 %自動(dòng)開至98 %；7 號(hào)高加至6 號(hào)高加的正常疏水門RN555 由47 %自動(dòng)開至71.3 %；6 號(hào)高加正常疏水調(diào)門RN560 由28 %自動(dòng)開至37 %。7 號(hào)高加水位由1 700 mm 漲至1 780 mm，6 號(hào)高加水位1 680 mm，無(wú)變化。11 小機(jī)調(diào)門由59 %開至95 %，12 小機(jī)調(diào)門由62 %開至99 %。高加前給水流量由1 394 t/h 增加至1 521 t/h，高加后給水流量由1 384 t/h 降至1 254 t/h。以上現(xiàn)象表明高加存在泄漏。

2020-08-06T00:01，8 號(hào)高加水位升高至2 580 mm，高加水位保護(hù)高II 值動(dòng)作，高加入口聯(lián)程閥保護(hù)水門RM546-1/2 開啟，高加聯(lián)程閥關(guān)閉，給水旁路電動(dòng)門RL551 聯(lián)開，高加水側(cè)出入口電動(dòng)門RL549，RL550 聯(lián)關(guān)，各抽汽電動(dòng)門聯(lián)關(guān)，高加跳閘后各動(dòng)作正確。運(yùn)行人員手動(dòng)全開6 號(hào)高加疏水到凝汽器電動(dòng)門RN561，開調(diào)門RN562至56 %，調(diào)整高加水位，避免高加高III 值保護(hù)動(dòng)作，同時(shí)令巡檢核實(shí)就地高壓加熱器液位計(jì)，發(fā)現(xiàn)8 號(hào)高加水位繼續(xù)上升，最高達(dá)3 960 mm，7 號(hào)高加水位由1 780 mm 漲至2 780 mm，6 號(hào)高加水位1 680 mm 漲至1 780 mm 后，水位均開始下降。

00:02，解除機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制(automatic generation control, AGC)，投入機(jī)前壓力回路。

00:04，高加切除后，8 號(hào)高加水側(cè)出口溫度降低7 ℃，7 號(hào)高加水側(cè)出口溫度升高3 ℃，6 號(hào)高加水側(cè)出口溫度升高5 ℃。機(jī)組負(fù)荷由450 MW升至499 MW，給水流量增至1 631 t/h，汽泵調(diào)門突升至全開，引起給水自動(dòng)跳閘。

00:07，3 段抽汽溫度降至219.2 ℃，壓力升至1.76 MPa。

00:09，檢查2 臺(tái)汽泵給水流量1 438 t/h，高加后鍋爐總給水流量1 355 t/h，聯(lián)系檢修人員搖嚴(yán)高加水側(cè)出入口閥門RL550，RL549。

00:10，給水流量減至1 195 t/h，運(yùn)行人員調(diào)整鍋爐汽溫和負(fù)荷。汽機(jī)值班員調(diào)取主機(jī)TSI 畫面檢查汽輪機(jī)振動(dòng)等參數(shù)，未發(fā)現(xiàn)異常變化。

00:14，檢查6 ～8 號(hào)高加進(jìn)汽電動(dòng)門RD540,RD542，RD543，處于全關(guān)位，調(diào)整各高加水位正常。

00:14，一、二流道主汽溫度分別降至497 ℃，511 ℃后回升，檢查高中壓缸缸溫、主機(jī)TSI 畫面振動(dòng)、軸向位移、各軸瓦金屬溫度等參數(shù)均正常。

00:15，檢查主機(jī)TSI 畫面，發(fā)現(xiàn)2 瓦、3 瓦振動(dòng)上漲；檢查疏水系統(tǒng)及中壓缸，發(fā)現(xiàn)下缸缸體溫度及進(jìn)汽區(qū)溫度開始下降，巡檢就地檢查、核實(shí)。

00:19，中壓缸上缸缸體溫度464.9 ℃，下缸缸體溫度293.7 ℃，上下缸體溫差171.2 ℃，汽輪機(jī)軸振大保護(hù)動(dòng)作，機(jī)組跳機(jī)。最大振動(dòng)值：主機(jī)2 瓦x方向振動(dòng)達(dá)到279 μm，y 方向振動(dòng)達(dá)到222 μm；3 瓦x方向振動(dòng)達(dá)到261 μm，y 方向振動(dòng)達(dá)到294 μm。檢查主機(jī)軸向位移及各軸瓦金屬溫度均正常，運(yùn)行人員緊急破壞真空，進(jìn)行停機(jī)相關(guān)操作。

停機(jī)后檢修人員檢查6 ～8 號(hào)高壓加熱器差壓式液位計(jì)，液位顯示正常。

3 原因分析

1 號(hào)機(jī)組8 號(hào)高加管束泄漏，高加疏水水位突升，達(dá)到高Ⅱ保護(hù)動(dòng)作值(2 580 mm)，高加跳閘，6 ～8 號(hào)高加抽汽電動(dòng)門自動(dòng)關(guān)閉，7，8 號(hào)高加疏水自流入6 號(hào)高加，因其溫度高于6 號(hào)高加疏水溫度，致6 號(hào)高加疏水溫度持續(xù)升高，直至對(duì)應(yīng)壓力下的飽和溫度，疏水汽化，高加內(nèi)壓力隨之升高。

同時(shí)，檢查確認(rèn)3 段抽汽電動(dòng)門未關(guān)閉到位，存在約50 mm 偏差，導(dǎo)致6 號(hào)高加內(nèi)疏水產(chǎn)生的濕蒸汽倒灌至中壓缸，中壓缸下缸溫度隨之降低，上下缸溫差因此增大，致中壓缸缸體變形，導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)增大。當(dāng)中壓缸上下缸溫差增大至170 ℃時(shí)，2，3 號(hào)瓦振動(dòng)值升高至跳機(jī)值，機(jī)組振動(dòng)大保護(hù)動(dòng)作隨即跳機(jī)。

4 存在問(wèn)題

(1) 檢修質(zhì)量存在問(wèn)題。1 號(hào)機(jī)組3 抽電動(dòng)門檢修后限位整定存在偏差，導(dǎo)致3 抽電動(dòng)門未能正常關(guān)閉到位。

(2) 隱患治理不到位。1 號(hào)機(jī)組8 號(hào)高加2019年已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)水側(cè)泄漏導(dǎo)致的停機(jī)事件，廠內(nèi)未及時(shí)對(duì)1 號(hào)機(jī)組8 號(hào)高加管束泄漏問(wèn)題進(jìn)行徹底排查治理。

(3) 隱患排查不徹底。沒有排查出一起機(jī)組高加跳閘后不聯(lián)關(guān)抽汽逆止門的邏輯問(wèn)題。

(4) 檢修管理不到位。重要閥門檢修關(guān)鍵驗(yàn)收點(diǎn)制定不全，未將重要閥門定限位列入驗(yàn)收項(xiàng)目；檢修人員責(zé)任心不強(qiáng)，在閥門限位整定時(shí)未按標(biāo)準(zhǔn)工藝進(jìn)行整定，導(dǎo)致隱患實(shí)質(zhì)化。

(5) 運(yùn)行人員技術(shù)能力不足。運(yùn)行人員技術(shù)培訓(xùn)不到位，監(jiān)盤不認(rèn)真，應(yīng)急處理能力和經(jīng)驗(yàn)不能滿足生產(chǎn)實(shí)際需要。高加跳閘后未及時(shí)發(fā)現(xiàn)3 段抽汽蒸汽溫度及壓力的異常變化情況，未及時(shí)采取有效措施，致使事故進(jìn)一步擴(kuò)大。

5 處理及預(yù)防措施

(1) 全面檢修高壓加熱器。對(duì)泄漏的8 號(hào)高壓加熱器進(jìn)行檢修，對(duì)泄漏部位周圍管束進(jìn)行全面檢查，避免由于管束泄漏汽水吹損、管束碎片撞擊等造成其他管束損傷。對(duì)1 號(hào)機(jī)組所有高壓加熱器換熱管壁厚進(jìn)行全面檢測(cè)，修后對(duì)高壓加熱器進(jìn)行打壓試驗(yàn)，確保修后高壓加熱器不再發(fā)生泄漏。同時(shí)，對(duì)高壓加熱器內(nèi)部管束及焊口進(jìn)行抽檢，評(píng)估1 號(hào)機(jī)組高壓加熱器的運(yùn)行可靠性，并根據(jù)評(píng)估情況，制定后續(xù)方案，杜絕類似泄漏問(wèn)題。

(2) 修改設(shè)計(jì)整定值。重新整定1 號(hào)機(jī)組3 段抽汽電動(dòng)門RD543 開關(guān)位限位，確保3 段抽汽電動(dòng)門RD543 開關(guān)到位，確保其嚴(yán)密性。

(3) 完善高加控制程序。進(jìn)一步完善高壓加熱器疏水水位高Ⅱ值動(dòng)作保護(hù)邏輯，增加高加跳閘聯(lián)關(guān)抽汽逆止門控制程序。

(4) 升級(jí)閥門檢修文件包。升級(jí)并完善涉及重要閥門的檢修作業(yè)文件包，將閥門修后傳動(dòng)定限位工作列入質(zhì)檢計(jì)劃，并舉一反三，對(duì)其他檢修作業(yè)文件進(jìn)行全面梳理和完善。

(5) 完善運(yùn)行規(guī)程。運(yùn)行部門要完善機(jī)組保護(hù)聯(lián)鎖傳動(dòng)的檢查內(nèi)容，并將檢查高加跳閘后保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行情況的要求補(bǔ)充到機(jī)組運(yùn)行規(guī)程中。

(6) 加強(qiáng)檢修管理和培訓(xùn)。加強(qiáng)檢修管理工作，落實(shí)檢修人員崗位職責(zé)，提高檢修人員責(zé)任心，嚴(yán)格考核，確保設(shè)備檢修質(zhì)量，同時(shí)加強(qiáng)運(yùn)行人員事故預(yù)想和應(yīng)急處理能力培訓(xùn)。