低壓加熱器滿水位事件原因分析及防范措施

李志國

摘 要：某電廠12號(hào)機(jī)6號(hào)低壓加熱器運(yùn)行期間，由于凝結(jié)水泵定期試驗(yàn)，引起凝結(jié)水流量突變，6號(hào)低壓加熱器汽水換熱量增加，汽側(cè)形成真空，引起水位變化，正常疏水疏水不暢，事故疏水調(diào)節(jié)閥開關(guān)沒有反應(yīng)，導(dǎo)致6號(hào)低壓加熱器滿水位，低壓加熱器系統(tǒng)解列；通過對(duì)比分析：運(yùn)行過程中，6號(hào)低壓加熱器汽側(cè)水位變化與凝結(jié)水流量及相鄰低壓加熱器水位、疏水調(diào)節(jié)閥開度相關(guān)關(guān)系，分析低壓加熱器疏水不暢原因，最終，經(jīng)過檢修事故疏水調(diào)節(jié)閥，發(fā)現(xiàn)閥芯掉落，是造成低壓加熱器滿水位解列的主要原因。

關(guān)鍵詞：低壓加熱器 水位 調(diào)節(jié)閥 解列 泄漏

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2017）08-0-02

一、設(shè)備概況

某電廠12號(hào)機(jī)組為濕冷汽輪發(fā)電機(jī)組，汽輪機(jī)為型號(hào)為N300-16.7/537/537-8型，型式為亞臨界、一次中間再熱、單軸、兩缸兩排汽凝汽式汽輪機(jī)。12號(hào)機(jī)組為高中壓合缸布置，高壓和中壓進(jìn)汽口布置在高中壓缸中部，高壓通流部分為反向流動(dòng)，低壓缸為對(duì)稱分流雙層缸結(jié)構(gòu)。蒸汽由低壓缸中部進(jìn)入通流部分，分別向兩個(gè)方向流動(dòng)，做功后向下排入凝汽器。在1～4級(jí)后依次設(shè)有五～八段抽汽口，分別供5～8號(hào)低壓加熱器用汽。

低壓加熱器是利用汽輪機(jī)的抽汽來加熱鍋爐給水的主要設(shè)備之一，是汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)的重要組成部分，它能有效地提高鍋爐給水溫度和回收熱量及工質(zhì)，對(duì)提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。加熱器汽側(cè)和水側(cè)設(shè)有高位點(diǎn)放空氣接管及低位點(diǎn)放水接管。低加設(shè)有放氣系統(tǒng)，即啟動(dòng)排汽和正常運(yùn)行排汽，該放氣系統(tǒng)能排除蒸汽停滯區(qū)內(nèi)的不凝結(jié)氣體，從而使加熱器不被腐蝕。5號(hào)、6號(hào)低加汽側(cè)設(shè)置有全啟式安全閥，水側(cè)也設(shè)置有安全閥，以防超壓。

12號(hào)機(jī)組凝結(jié)水系統(tǒng)串聯(lián)布置了四臺(tái)低壓加熱器，采用臥式表面U型凝結(jié)式換熱器，由水室、管系、殼體等部件組成。 6號(hào)低加型號(hào)為：JD-600-III，設(shè)計(jì)壓力：殼程：0.6MPa，管程：4.0MPa，設(shè)計(jì)溫度：殼程：250℃，管程：150℃。

二、事件經(jīng)過

2016年1月19日上午10點(diǎn)30分左右，運(yùn)行人員切換凝結(jié)水泵做定期切換實(shí)驗(yàn)，在啟動(dòng)B凝結(jié)水泵過程中，凝結(jié)水出口母管壓力瞬間由1.4MPa突漲至3.0MPa，隨后，各臺(tái)低壓加熱器汽側(cè)液位都有突升，5、6、7、8號(hào)低加正常疏水調(diào)門開度均有增大。10點(diǎn)42分左右，運(yùn)行人員開始遠(yuǎn)方操作凝結(jié)水系統(tǒng)相關(guān)閥門，開啟凝結(jié)水再循環(huán)調(diào)門后，6號(hào)低加液位由203.84mm回落至147.75mm。

10點(diǎn)44分B凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，凝結(jié)水流量由600t/h突然增加至954t/h（此時(shí)，凝結(jié)水再循環(huán)調(diào)門沒有開啟），6號(hào)低壓加熱器汽側(cè)液位失去平衡，逐漸升高。11點(diǎn)左右，檢修人員接運(yùn)行通知：6號(hào)低壓加熱器滿水位，液位無法調(diào)節(jié)，需要就地進(jìn)行檢查低壓加熱器系統(tǒng)。隨即，檢修人員配合運(yùn)行隔離六段抽汽電動(dòng)門，開啟6號(hào)低壓加熱器事故疏水調(diào)門，開始嘗試放水，檢修人員就地檢查事故疏水調(diào)門指示全開到位，觀察6號(hào)低壓加熱器汽側(cè)水位沒有變化。

12點(diǎn)30分左右，運(yùn)行人員開啟汽側(cè)放水門，準(zhǔn)備利用可見放水點(diǎn)進(jìn)行放水，就地放不出水，微微開啟動(dòng)排氣門后，放水口處有水流出，放水接近2小時(shí)，液位無變化；懷疑就地液位計(jì)卡死，上票檢查就地液位計(jì)，液位計(jì)浮子活動(dòng)正常，發(fā)現(xiàn)往里面吸氣，里面形成真空區(qū)域。隨后，進(jìn)行連續(xù)放水，18時(shí)左右，6號(hào)低壓加熱器汽側(cè)水已放盡，恢復(fù)措施，投水側(cè)，汽側(cè)放水門有水流出，懷疑管束泄漏。20時(shí)30分左右，檢修人員辦理工作票，聯(lián)系運(yùn)行隔離6號(hào)低壓加熱器，準(zhǔn)備打開人孔門，檢查6號(hào)低壓加熱器管束，22時(shí)10分，開始放水做隔離措施。20日01時(shí)左右，運(yùn)行單元長建議投汽側(cè)再試驗(yàn)一次，開啟6號(hào)低壓加熱器水側(cè)出、入口門后，逐漸開啟6段抽汽電動(dòng)門，正常疏水調(diào)門、事故疏水調(diào)門均打開，液位開始上升，02時(shí)04分，液位升至156mm，正常疏水調(diào)門開度達(dá)到52%時(shí)，事故疏水調(diào)門關(guān)閉，液位逐漸穩(wěn)定下來，恢復(fù)正常；接下來，5號(hào)低壓加熱器逐漸投運(yùn)，02時(shí)45分，12號(hào)機(jī)組低壓加熱器系統(tǒng)投運(yùn)正常。

三、原因分析：

1.運(yùn)行人員啟動(dòng)凝結(jié)水泵，導(dǎo)致凝結(jié)水壓力突然升高，流速增加，單位時(shí)間內(nèi)，流過加熱器內(nèi)部的凝結(jié)水量增加，單位換熱量迅速增加，抽汽急劇凝結(jié)為水，6號(hào)低壓加熱器汽側(cè)形成真空區(qū)域，5、6號(hào)低壓加熱器液位均出現(xiàn)“虛假”水位，影響調(diào)門自動(dòng)判斷，開度增大，導(dǎo)致5號(hào)低壓加熱器至6號(hào)低壓加熱器疏水量增加，6號(hào)低壓加熱器形成“真空區(qū)”，疏水無法從6號(hào)低加正常疏水調(diào)門處排出，導(dǎo)致6號(hào)低壓加熱器滿水位運(yùn)行。如圖（1）所示：

圖（1）

經(jīng)檢查，12號(hào)機(jī)組低壓加熱器系統(tǒng)遠(yuǎn)傳液位計(jì)均采用差壓變送器式液位計(jì)，液位突然波動(dòng)很容易會(huì)引起虛假水位，影響判斷；這是導(dǎo)致6號(hào)低壓加熱器滿水位的一個(gè)可能原因。

2.運(yùn)行人員啟動(dòng)凝結(jié)水泵，導(dǎo)致凝結(jié)水壓力升高，流速增加，單位時(shí)間內(nèi)，流過加熱器的凝結(jié)水量增加（除氧器水位在此期間升高），換熱量增加，抽汽急劇凝結(jié)為水，6號(hào)低壓加熱器汽側(cè)壓力降低，6號(hào)低壓加熱器汽側(cè)形成“真空區(qū)”，而5號(hào)低壓加熱器由于壓力高，無法形成真空區(qū)域，導(dǎo)致5號(hào)至6號(hào)低壓加熱器疏水量增加，由于低壓加熱器系統(tǒng)疏水為逐級(jí)自流，此時(shí)，7號(hào)低壓加熱器汽側(cè)壓差略高于6號(hào)低壓加熱器汽側(cè)壓差，疏水無法排至7號(hào)低壓加熱器，導(dǎo)致6號(hào)低壓加熱器滿水運(yùn)行。

經(jīng)過數(shù)據(jù)分析及現(xiàn)場觀察對(duì)比：凝結(jié)水壓力變化，引起6號(hào)低加汽側(cè)壓力迅速降低，形成真空區(qū)，由于壓差原因，6號(hào)低加疏水無法排到7號(hào)低加，是導(dǎo)致6號(hào)低加滿水位運(yùn)行的主要原因。

圖（2）

3. 10點(diǎn)55分，6號(hào)低加汽側(cè)水位逐漸升高時(shí)，正常疏水調(diào)門因?yàn)椤疤摷佟币何辉?，沒有迅速聯(lián)鎖動(dòng)作，保持全開狀態(tài)，疏水不暢，在11點(diǎn)05分時(shí)，遠(yuǎn)行人員將正常疏水調(diào)門全部關(guān)閉，導(dǎo)致6號(hào)低加內(nèi)疏水無法及時(shí)排出，運(yùn)行人員操作存在問題，是導(dǎo)致6號(hào)低加長時(shí)間滿水位的主要原因。

4. 6號(hào)低加液位不斷升高時(shí)，開啟事故疏水調(diào)門，液位沒有變化，說明事故疏水調(diào)門存在問題，檢修人員檢查閥桿指示，顯示已經(jīng)開到位，沒有做出進(jìn)一步的判斷，直接認(rèn)定：事故疏水調(diào)門已全部開啟，疏水暢通，被表面現(xiàn)象蒙騙，初步做出6號(hào)低加管束泄漏的錯(cuò)誤判斷。事后檢查發(fā)現(xiàn)事故疏水調(diào)門閥芯掉落，閥桿完全開啟后，閥芯沒有動(dòng)作，是導(dǎo)致6號(hào)低加滿水位后，疏水無法順利排出，保持長時(shí)間滿水位運(yùn)行的主要原因。

圖（3）

四、暴露問題

1.運(yùn)行人員操作方式不當(dāng)，導(dǎo)致凝結(jié)水壓力迅速升高，換熱器量增加，6號(hào)低加汽側(cè)壓力急劇下降，引起6號(hào)低加汽側(cè)形成真空區(qū)，由于壓差減小，疏水無法自動(dòng)排到下一級(jí)加熱器，是此次事件的主要原因。

2.運(yùn)行人員操作方式有問題，啟動(dòng)凝結(jié)水泵時(shí)，沒有及時(shí)關(guān)注凝結(jié)水壓力變化情況，沒有對(duì)壓力升高而引起低加液位變化造成的后果進(jìn)行預(yù)判及制定相應(yīng)防范措施，是導(dǎo)致此次事件的另一主要原因。

3. 12號(hào)機(jī)組大修期間，6號(hào)低加事故疏水調(diào)節(jié)閥解體檢修，質(zhì)檢人員經(jīng)驗(yàn)不足，沒有對(duì)事故疏水調(diào)門重要部位（閥芯連接處銷子）進(jìn)行認(rèn)真驗(yàn)收確認(rèn)簽字，把關(guān)不嚴(yán)，導(dǎo)致此次事件的發(fā)生，負(fù)有現(xiàn)場管理責(zé)任。

4.檢修人員在就地檢查事故疏水調(diào)門時(shí)，只相信閥桿指示情況，沒有對(duì)門后溫度進(jìn)行測量對(duì)比，負(fù)有技術(shù)責(zé)任。

5.檢修人員沒有對(duì)低壓加熱器管束泄漏特征進(jìn)行過認(rèn)真梳理學(xué)習(xí)，現(xiàn)場沒有逐條進(jìn)行排除，檢修人員基本技能掌握不到位，是此次誤判事件的主要原因。

6.班組成員在對(duì)異常事件無法正確判斷時(shí)，沒有及時(shí)向上級(jí)管理人員進(jìn)行匯報(bào)，導(dǎo)致現(xiàn)場信息沒有準(zhǔn)確得到反映，工作負(fù)責(zé)人負(fù)有現(xiàn)場責(zé)任。

五、防范措施

1.檢修人員發(fā)現(xiàn)問題，若不能準(zhǔn)確判斷時(shí)，應(yīng)立即向上級(jí)進(jìn)行詳細(xì)匯報(bào)，尋求幫助，做出進(jìn)一步的準(zhǔn)確判斷，為檢修工作贏得足夠時(shí)間和充足理由。

2.加強(qiáng)對(duì)班組成員技術(shù)技能的培訓(xùn)工作，使其能夠?qū)υO(shè)備狀況有全面了解，集思廣益，全員、全方位、全面地了解及掌握設(shè)備出現(xiàn)故障的明顯特點(diǎn)，出現(xiàn)問題時(shí)，人人都能夠及時(shí)做出準(zhǔn)確判斷，給設(shè)備故障處理贏得足夠時(shí)間。

3.利用每次停機(jī)機(jī)會(huì)，針對(duì)銷子固定閥芯的調(diào)節(jié)閥，有針對(duì)性地進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)銷子有磨損情況，立即進(jìn)行更換，防止運(yùn)行過程中，發(fā)生銷子斷裂，導(dǎo)致閥門開關(guān)，閥芯無法動(dòng)作，從而，影響液位調(diào)節(jié)。

4.運(yùn)行人員應(yīng)對(duì)事故疏水調(diào)門進(jìn)行定期試驗(yàn)，確認(rèn)閥門是否處于正常工作狀態(tài)，避免類似事件發(fā)生。

六、結(jié)束語

低壓加熱器可以減少了汽輪機(jī)排往凝汽器中的蒸汽量，降低能源損失，提高了熱力系統(tǒng)的循環(huán)熱效率，低壓加熱器的投運(yùn)率是考核機(jī)組經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的一個(gè)重要因素；在機(jī)組運(yùn)行期間，要盡量確保低壓加熱器100%投運(yùn)。經(jīng)過此次事件，班組成員全面學(xué)習(xí)了調(diào)節(jié)閥的構(gòu)成形式，掌握了調(diào)節(jié)閥是否真正開啟的確認(rèn)方法，系統(tǒng)學(xué)習(xí)了表面式換熱器管束泄漏的明顯特點(diǎn)，為以后檢修工作做好了充分的技術(shù)準(zhǔn)備。

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