間接空冷塔扇區(qū)全部泄水事故分析

秦 敏

（陽(yáng)城國(guó)際發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城 048000）

1 間接空冷系統(tǒng)簡(jiǎn)介

某電廠600 MW 空冷機(jī)組采用間接空冷系統(tǒng)，其原理為：循環(huán)水進(jìn)入表面式凝汽器的水側(cè)，通過(guò)表面換熱，冷卻凝汽器汽側(cè)的汽輪機(jī)排汽；受熱后的循環(huán)水由循環(huán)水泵送至空冷塔，通過(guò)空冷散熱器的冷卻元件(冷卻三角)與空氣進(jìn)行表面換熱；被空氣冷卻后的循環(huán)水再返回凝汽器去冷卻汽輪機(jī)排汽，從而構(gòu)成了密閉循環(huán)。

間接空冷系統(tǒng)的空冷塔內(nèi)設(shè)有高位膨脹水箱，用以保持系統(tǒng)內(nèi)的壓力穩(wěn)定。系統(tǒng)共有8 個(gè)冷卻三角扇區(qū)，分成2 組，每組由1 個(gè)旁路閥進(jìn)行水壓平衡控制。每個(gè)扇區(qū)有22 個(gè)冷卻三角，冷卻水的溫度通過(guò)冷卻塔周?chē)偃~窗的打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)行控制。

空冷塔擁有完整的自動(dòng)充排水系統(tǒng)，利用充泄水子組可對(duì)扇區(qū)進(jìn)行自動(dòng)充水和泄水，以滿足運(yùn)行和檢修需求。

2 事故經(jīng)過(guò)

事故前設(shè)備運(yùn)行狀況：機(jī)組協(xié)調(diào)方式，負(fù)荷350 MW，空冷塔1，2，3，6，7，8 號(hào)扇區(qū)運(yùn)行， 4，5 號(hào)扇區(qū)備用，環(huán)境溫度-8 ℃。

事故當(dāng)日空冷塔8 號(hào)扇區(qū)11 號(hào)冷卻三角2 號(hào)散熱器熱端膨脹節(jié)裂縫漏水，計(jì)劃在13:00 環(huán)境溫度升高后對(duì)8 號(hào)扇區(qū)泄水檢修。

13:15，集控人員啟動(dòng)充泄水子組開(kāi)始執(zhí)行8號(hào)扇區(qū)泄水操作。在8 號(hào)扇區(qū)供、回水閥全部關(guān)閉后，自動(dòng)開(kāi)啟8 號(hào)扇區(qū)泄水閥開(kāi)始泄水，但在規(guī)定的時(shí)間(5 s)內(nèi)泄水閥的關(guān)反饋信號(hào)未消失，DCS發(fā)出泄水閥故障信號(hào)，充泄水子組判斷為泄水失敗。為了防止扇區(qū)凍壞，充泄水子組重新啟動(dòng)扇區(qū)充水步序。由于此時(shí)泄水閥關(guān)反饋信號(hào)仍然存在，充泄水子組在執(zhí)行扇區(qū)充水步序時(shí)不再執(zhí)行關(guān)閉泄水閥的命令，直接發(fā)出開(kāi)啟供、回水閥的指令。供、回水閥開(kāi)啟，導(dǎo)致8 號(hào)扇區(qū)供、回水閥與泄水閥同時(shí)處于開(kāi)啟狀態(tài)，循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)的水通過(guò)8 號(hào)扇區(qū)供、回水閥及泄水閥向地下儲(chǔ)水箱外泄，空冷塔膨脹水箱水位以及1，2，3，6，7 號(hào)5 個(gè)扇區(qū)直立管水位急劇下降，約在40 s 內(nèi)全部下降為0。

13:16， 1，2，3，6，7 號(hào)扇區(qū)因“扇區(qū)直立管液位低”保護(hù)泄水?？绽渌o(wú)扇區(qū)運(yùn)行，循環(huán)水溫快速升高，機(jī)組凝汽器壓力快速上漲，最高至36 kPa。為了控制凝汽器壓力上升速度，進(jìn)行緊急降負(fù)荷處理，同時(shí)進(jìn)行就地操作對(duì)扇區(qū)充水。

14:50，空冷塔1，2，3，6，7 號(hào)扇區(qū)全部充水，凝汽器壓力逐漸回降，負(fù)荷升至350 MW，投入機(jī)組協(xié)調(diào)。

3 原因分析

3.1 泄水過(guò)程泄水閥故障

8 號(hào)扇區(qū)泄水閥在接到充泄水子組開(kāi)啟命令后開(kāi)始打開(kāi)，但泄水閥關(guān)反饋信號(hào)在5 s 內(nèi)未消失，DCS 因此判斷泄水閥故障，是導(dǎo)致此次事故的根本原因。

正常泄水程序應(yīng)是：充泄水子組發(fā)出關(guān)閉扇區(qū)供、回水閥的指令，待扇區(qū)供、回水閥關(guān)反饋全部返回后，子組發(fā)出開(kāi)啟扇區(qū)泄水閥的指令，待扇區(qū)泄水閥開(kāi)反饋返回后，泄水結(jié)束。若子組執(zhí)行過(guò)程中，供、回閥及泄水閥任何一個(gè)閥門(mén)故障，子組判斷泄水失敗后自動(dòng)執(zhí)行充水程序，以防止扇區(qū)凍壞。

正常充水程序應(yīng)是：充泄水子組發(fā)出關(guān)閉扇區(qū)泄水閥的指令，待扇區(qū)泄水閥關(guān)反饋返回后，子組發(fā)出開(kāi)啟扇區(qū)供、回水閥的指令，待扇區(qū)供、回水閥開(kāi)反饋全部返回后，充水結(jié)束。若子組執(zhí)行過(guò)程中，供、回閥及泄水閥任何一個(gè)閥門(mén)故障，子組判斷充水失敗后自動(dòng)執(zhí)行泄水程序，以防止扇區(qū)凍壞。

3.2 泄水閥關(guān)反饋信號(hào)異常

導(dǎo)致8 號(hào)扇區(qū)泄水閥關(guān)反饋信號(hào)不能及時(shí)消失的原因，可能是閥門(mén)輕微卡澀或者是行程開(kāi)關(guān)整定不合適，原有的泄水閥關(guān)反饋信號(hào)消失設(shè)定時(shí)間(5 s)不合適。

事故處理結(jié)束后，對(duì)8 號(hào)扇區(qū)泄水閥進(jìn)行開(kāi)關(guān)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其在接到開(kāi)啟命令12 s 后關(guān)反饋信號(hào)才能消失，在接到關(guān)閉命令2 s 后開(kāi)反饋信號(hào)即可消失，閥門(mén)全行程時(shí)間約為35 s。

4 防范措施

(1)將8 號(hào)扇區(qū)泄水閥接到開(kāi)啟命令后關(guān)反饋信號(hào)消失設(shè)定時(shí)間由5 s 改為15 s。利用停機(jī)檢修機(jī)會(huì)對(duì)全部扇區(qū)進(jìn)、出水閥和泄水閥開(kāi)關(guān)信號(hào)重新整定。

(2)泄水操作前，將“空冷塔膨脹水箱水位低跳循環(huán)泵”保護(hù)動(dòng)作延時(shí)修改為30 min。泄水完成后，再將延時(shí)時(shí)間恢復(fù)為原有值。

(3)將扇區(qū)直立管液位測(cè)量裝置由1 個(gè)增加為3 個(gè)，以保證直立管液位信號(hào)的可靠性。

(4)鑒于空冷塔扇區(qū)供、回水閥的重要性，根據(jù)閥門(mén)可靠性現(xiàn)狀規(guī)定：?jiǎn)蝹€(gè)扇區(qū)充、泄水操作改為就地手動(dòng)操作。就地手動(dòng)操作順序?yàn)椋?/p>

① 畫(huà)面上退出該扇區(qū)的“充泄水子組”，將該扇區(qū)百葉窗全部關(guān)閉；

② 將膨脹水箱水位補(bǔ)水到約2 000 mm；

③ 畫(huà)面上檢查扇區(qū)進(jìn)水閥、回水閥在“全開(kāi)位”，泄水閥在“關(guān)閉位”；

④ 聯(lián)系就地操作人員，確認(rèn)閥門(mén)狀態(tài)和畫(huà)面顯示狀態(tài)一致后，將進(jìn)、回水閥和泄水閥切至“就地”位；

⑤ 通知就地操作人員開(kāi)始泄水操作；

⑥ 由2 名操作人員同時(shí)按動(dòng)“進(jìn)、回水閥”電動(dòng)頭上的“關(guān)閉”按鈕，閥門(mén)全關(guān)后，檢查閥門(mén)機(jī)械指示在關(guān)閉位；

⑦ 按動(dòng)“泄水閥”電動(dòng)頭上的“開(kāi)啟”按鈕，檢查閥門(mén)打開(kāi)開(kāi)始泄水，閥門(mén)全開(kāi)后，檢查閥門(mén)機(jī)械指示在全開(kāi)位；

⑧ 將回水管道上手動(dòng)放水門(mén)打開(kāi)，監(jiān)視放水管水量，待水管全部放完水后操作完成。