再热器冷段水冲击事故的原因分析及防范措施完整版.docx
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再热器冷段水冲击事故的原因分析及防范措施完整版
编号:
TQC/K336
再热器冷段水冲击事故的原因分析及防范措施完整版
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摘要阐述了水冲击事故产生的机理及其危害性,并着重分析了横门电厂300MW机组再热器冷段发生水冲击的原因,同时提出了相应的预防措施。
关键词再热器冷段水冲击原因分析防范措施
水冲击事故在发电厂时有发生,而横门电厂2台300MW机组就曾发生过较为严重的水冲击事故,为了避免类似水冲击事故发生,笔者认为必须了解水冲击产生的原因机理,认识它的严重危害性,才能采取相应在的预防措施。
1水冲击产生的机理
水冲击又称水锤,是由于蒸汽或水突然产生的冲击力,使承载其流动的管道或容器发生不畅的情况下产生的。
电厂中的水冲击大多是由于蒸汽管道积水或疏水不畅而形成空气塞、水塞障碍,以致高速蒸汽不能顺畅通过,于是蒸汽冲击这些水塞,从而发出巨响和强烈的震动,甚至造成设备的严重损坏。
2水冲击的危害性
2.1水冲事故实例及其危害性
水冲击事故是电厂的大敌,轻则引起管道的强裂震动,重则破坏管道的支吊架,拉裂管道弯头焊接口,若水冲击事故发生在汽轮机内部,其造成的危害将更大:
损伤汽轮机叶片,冷水冲击热态汽轮机会使汽缸、大轴产生巨大的热应力,直接导致汽缸和转子发生变形、弯曲,出现或扩展裂纹,严重损害汽轮机,甚至导致整台机组报废。
如:
1996年,美国西屋公司生产的机组有7台汽轮机发生12次水冲击事故,6次造成严重损坏,需整体返修;
1991年,我厂6号机再热器进口处发生水冲击事故,支吊架损坏,再热器进口管与进口联箱焊接处完全断裂,停机抢修一周;
1994-12-25,我厂5号机大修后,首次启动,因再热器冷段积水未疏尽,开启205阀送汽暖管过程中,当高旁开度由10%开大到15%时,再热器冷段发生剧烈的水冲吉,导致高压缸A侧排汽管某焊口断裂,再热器冷段管道部分支吊架拉断,承吊钢梁变形,停机抢修一周。
2.2我厂发生的水冲击事矿特点
水冲击事故的相同点是:
(1)都是发生在启动或重新启动过程中;
(2)都是发生在再热器冷段;
(3)都是发生在300MW机组;
(4)都造成再热器管道支吊架不同程度的损伤,管道焊接处裂断。
水冲击事故的不同点是:
5号机水冲击点发生在再热器冷段靠近高压缸排汽口处,而6号机水冲击点发生在低温再热器进口联箱附近。
3300MW直流炉再热器冷段发生水冲击的成因分析
3.1积水源
根据前面所述,蒸汽管道发生水冲击的前提条件是管道形成水塞——积水,那么积水又来自何处:
(1)积水来自再热器的事故喷水;
(2)积水来自过热器减温水,积于主蒸汽管道经高旁减压阀后积于再热器冷段;
(3)主再热器蒸汽管道在暖管过程中,暖管不充分,操作过快,大量蒸汽遇冷凝结成水积于管道中;
(4)高压旁路减温水门关不严或误开;
(5)锅炉200或201等阀门关不严,炉水经这些阀门泄漏到主蒸汽管。
3.2积水原因
蒸汽管道形成水塞的另一原因是疏水不畅,疏水不畅的因素有:
(1)疏水管道堵塞或疏水阀故障(如阀芯脱落);
(2)疏水口安装过高,未安装在管道的最低点;
(3)疏水管径过小;
(4)疏水阀前后压差过小;
(5)疏水管出口与其他高压疏水管连接时高压疏水倒灌至低压疏水管。
3.35号机再热器冷段水冲击事故的原因分析
1994-12-25,5号机发生的水冲击事故的可能因素有:
3.1
(1)、3.1
(2)、3.1(3)、3.1(4)、3.1(5)、3.2
(1)、3.2(3)。
因水冲击发生在开启高旁之时,说明水冲击事故与操作不无关系,有关记录显示,操作符合3.1(3)的情况。
再者,事故后发现再热器冷段疏水袋疏水电磁阀烧坏了,所以3.2
(1)也是这起水冲击事故的主要原因之一。
另外,再热器冷段疏水袋水位调节阀一般投自动运行方式,只有当疏水袋水位高时才自动打开疏水电磁阀,这对启动初期的疏水状况极为不利。
再者,该疏水袋的旁路管过细(外径约28mm),大大小于该处的防腐管径(外径约62mm),而且疏水袋的旁路门在关闭状态。
于是在启动初期快速开大一级旁路时,高压饱和蒸汽夹带着凝结水冲至再热器冷段,因疏水不通致水袋水位快速升高,形成水塞,于是就发生了水冲击事故。
4再热器冷段水冲击事故的预防措施
4.1从设计安装方面预防水冲击
正是由于水冲击事故是电厂的常见事故,且它的危害性比较大,故而国内外的专家都十分重视水冲击事故,特别是对预防汽轮机水冲击尤为重视。
美国西层公司为此对设计安装、运行维护等方面作了十分详细的指导性建议,我国有关调试和设计安装部门也为此结合国产机组作了若干规定。
1975年“中间再热机组技术经验交流会”汽轮机专业小组就曾提出了以下建议:
(1)接到疏水联箱和疏水膨胀箱的疏水管应按压力等级分开,联箱上压力高的管道应放在最外侧;
(2)疏水管应有足够的通流面积,而再热器系统设备庞大,压力较低,为此,其冷、热段的疏水管径应大些;
(3)疏水联箱和疏水膨胀箱应有足够的容积和排泄能力;
(4)疏水节流孔板的结构应便于防止堵塞和检查;
(5)装设温度测点,借助温差预报积水情况。
4.2从运行维护方面预防水冲击
(1)杜绝一切能够流积于主、再热蒸汽管道的水源。
机组启动前的系统检查尤为重要,应核实各减温水门在关闭状态;
(2)确保疏水畅通,消除水塞,检查确认各疏水门在应开的位置;
(3)操作缓慢,暖管充分,为防止蒸汽在管道内大量凝结而积水,开启205阀时应缓慢进行,并确认高旁减压阀开度不大于10%,注意高压旁路后温度变化速度,同时注意管道的震动,当发现管道有撞击声,应减慢操作速度,必要时关小或关闭高压旁路减压阀,直至撞击声消除后才可继续操作。
(4)增设疏水管道,及时疏尽积水
由于205阀前的管道与分离器直接相通,且有一段长达数十米的水平管段。
然而205阀前没有装设疏水管及疏水管及疏水门,不便疏水排放,因此若在205阀前增设一疏水门,不仅可及时将积水疏尽,同时也使得205阀前的一段管道得到充分的暖管。
(5)增设旁路门,便于控制暖管速度
分离器出汽阀205是一个电动门,而非调整门,虽可点动调节,但它的实际开度难于掌握和监视,也就增加了暖管过程中升温升压速度的控制难度。
一旦操作不细心,205阀将全开,1MPa的压力蒸汽夹带积水经过再热器在主蒸汽管道大量地、迅速地凝结成水。
若在此加设旁路门,在开启205阀之前,先开旁路门,一则可降低205阀前后的压差,二则可达到控制蒸汽量之目的。
(6)增大疏水管径,保证疏水畅通
基于3.2(3)的原因和4.1
(2)要求,将再热器冷段疏水袋旁路的管径改成与防腐管一样大小的管子,同时在启动初期将疏水袋电磁阀切至手动(全开)位置,与旁路门并列运行,这样大大增加了再热器冷段的疏水通流面积,从而加快了疏水速度。
5结束语
再好的设备,若忽视主观因素的影响,亦难完全避免水冲击事故的发生。
只有做好以上几点,并进行认真负责的运行管理,才可以将水冲击事故及其损伤降低到最低程度。
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