論熱工閥門的安裝及操作對電廠安全運行的重要性

朱喜璠，鄒 俊，宗志平

（中國電建集團江西省電力建設(shè)有限公司，江西 南昌 330001）

0 前言

一臺300 MW機組中，熱工閥門約二、三千只，它包括一次門、二次門（三閥組）、平衡門、排污門等，雖然熱工閥門的安裝一般都是按設(shè)計施工的，操作看起來也非常簡單，但是對一些重要測點的熱工儀表閥門，如果從設(shè)計到安裝，再到操作有一個環(huán)節(jié)不當(dāng)?shù)脑?，往往會給機組的安全穩(wěn)定運行帶來嚴(yán)重的后果。下面就從所承建機組中碰到的一些情況，列舉幾例熱工閥門的安裝及操作對機組運行所產(chǎn)生的危險因素作一剖析，并提出相應(yīng)的解決辦法和制定防范措施。

1 現(xiàn)場操作情況和針對問題制定防范措施

1.1 鍋爐高溫、高壓管道熱工排污門的操作

1.1.1 事例

某電廠1號機組汽包水位變送器指示失誤。

原因分析：汽包水位變送器儀表管的電伴熱帶燙壞，無法拌熱，造成汽包水位變送器“+”、“-”導(dǎo)壓管結(jié)凍，變送器水位信號輸出錯誤，易造成運行人員誤判斷。

1.1.2 剖析

汽包水位變送器導(dǎo)壓管的伴熱帶按設(shè)計圖紙是這樣施工的：伴熱帶夾子一端卡在導(dǎo)壓管上，一端卡住伴熱帶，夾子的材料是硬塑料的，伴熱帶及夾子的最高承受溫度為300℃。由于排污門的操作不當(dāng)，排污時間又過長，導(dǎo)壓管溫度不斷升高，久而久之造成伴熱帶夾子燙壞斷裂，伴熱帶失去固定支點，從而貼靠在導(dǎo)壓管上，造成電伴熱帶局部燙壞短路，使伴熱裝置停止工作。在氣溫低于零度的情況下，致使導(dǎo)壓管內(nèi)凝結(jié)水結(jié)凍，汽包水位變送器無法測量到準(zhǔn)確水位。

在很大程度上，人們會根據(jù)經(jīng)驗（有時甚至是毫無理論根據(jù)的經(jīng)驗）處理一些工作。當(dāng)一臺新的發(fā)電機組建成后，進(jìn)入運行階段，我們常常發(fā)現(xiàn)一些專業(yè)熱工人員，在儀表測量值與當(dāng)時工況運行參數(shù)有誤差時，尤其是變送器測量，往往不加分析，就操作排污門對導(dǎo)壓管路進(jìn)行沖洗排污，且排污時間往往較長，這樣不僅影響閥門本身的特性、壽命，同時造成導(dǎo)壓管道的金屬疲勞，而且伴熱裝置也會不同程度的受到損傷，這些潛在危險因素也就自然而然帶入到電廠今后的生產(chǎn)運行。并且這種潛在危險因素，又不易被發(fā)現(xiàn)，最終導(dǎo)致事故發(fā)生。

1.1.3 防范措施

防凍措施：在儀表管、工藝閥門和管道安裝完畢、水壓試驗合格、并進(jìn)行防銹、防腐處理后，才可以進(jìn)行電伴熱帶的敷設(shè)工作，當(dāng)管路排污沖洗，其表面溫度有可能大于電伴熱帶的最高允許承受溫度時，宜采用間隙敷設(shè)。硅酸鋁隔熱棉，以伴熱帶的安裝位置區(qū)分內(nèi)、外保溫層。伴熱管線上的所有管件（閥門、彎頭等）以及伴熱帶安裝附件接口處均需預(yù)留一定長度的伴熱帶，以便維修、更換等工作，儀表管電伴

熱施工要求詳見表1儀表管保溫伴熱對照表及圖1伴熱帶與儀表管相對位置圖：

表1 儀表管保溫伴熱對照表

圖1 伴熱帶與儀表管相對位置圖

管路沖洗措施：根據(jù)參考文獻(xiàn)[1-2]等國家頒布的規(guī)程條例中都未對高溫、高壓系統(tǒng)熱工測點排污門的排污時間作出具體規(guī)定，根據(jù)經(jīng)驗認(rèn)為：緩慢開啟一次門，待導(dǎo)壓管內(nèi)充滿凝結(jié)水后，才可緩慢開啟排污門1/2開度進(jìn)行管路沖洗，待排污口出現(xiàn)“呼、呼、呼”的氣體聲，有少量蒸汽冒出，快速關(guān)閉排污門即可。一般機組在穩(wěn)定運行時，禁止在高溫、高壓情況下進(jìn)行排污。若發(fā)現(xiàn)測量值有誤差時，可從其他方面查找一下原因或開具工作票將該測點隔離后再處理。

1.2 發(fā)電機氫水差壓三閥組的安裝及操作

1.2.1 事例

某電廠1號機組發(fā)電機氫氣系統(tǒng)中進(jìn)入少量定子冷卻水，由于氫氣系統(tǒng)設(shè)計有干燥裝置，未造成任何事故。

原因分析：發(fā)電機氫水差壓壓控三閥組平衡門被操作，致使定子冷卻水沿氫測導(dǎo)壓管進(jìn)入氫氣母管。

1.2.2 剖析

發(fā)電機氫水差壓壓控三閥組按設(shè)計施工后，在投入該差壓儀表時，由于操作不當(dāng)，致使少量定子冷卻水進(jìn)入氫管道。

首先我們來看常規(guī)差壓儀表的投入步驟：第一步先開啟三閥組平衡門，第二步打開一次門，第三步打開三閥組二次門，第四步關(guān)閉三閥組平衡門。從中我們將不難分析出問題發(fā)生的原因：當(dāng)我們完成差壓儀表投入的第一、二、三步時，由于在正常運行工況下，定子冷卻水壓力為0.38 MPa，氫氣壓力為0.3 MPa，定子冷卻水壓力＞氫氣壓力，定子冷卻水勢必通過平衡門進(jìn)入氫側(cè)導(dǎo)壓管，最終進(jìn)入氫氣母管，造成氫氣濕度增大和該差壓儀表不能準(zhǔn)確測量真實氫水差壓的結(jié)果，更為嚴(yán)重的是，若大量定子冷卻水進(jìn)入氫氣管，可能造成發(fā)電機氫側(cè)進(jìn)水。

1.2.3 防范措施

由于國家有關(guān)規(guī)定規(guī)范對該系統(tǒng)閥門的安裝未作任何要求，設(shè)計院在作相關(guān)系統(tǒng)設(shè)計時，可以考慮在差壓開關(guān)的安裝中，僅設(shè)計兩個二次門，不設(shè)平衡門和排污門；詳見圖2：

圖2 儀表閥門施工示意圖

1.3 凝汽器真空排污門的安裝及操作

1.3.1 事例某電廠1號機組真空低，造成汽輪機組跳閘。

原因分析：檢修人員打開凝汽器真空排污門，使凝汽器真空低低壓控動作，造成保護動作，汽輪機組跳閘。

1.3.2 剖析

如何確保凝汽器真空測量準(zhǔn)確性，一直是熱工專業(yè)人員攻關(guān)的課題。由于是安裝首臺300 MW機組，經(jīng)驗不是很豐富，熱工安裝人員是這樣安裝凝汽器真空測點的：從凝汽器喉部引測點至儀表箱一擴大管處，所有凝汽器真空壓力變送器，壓控信號都從這根擴大管上取樣，并根據(jù)設(shè)計圖紙在擴大管上安裝了一個焊接式排污門。

該機組整套啟動期間，運行人員發(fā)凝汽器真空變送器信號不準(zhǔn)確，就聯(lián)系熱工人員去處理，熱工人員判斷造成變送器不準(zhǔn)的原因肯定是導(dǎo)壓管內(nèi)積有凝結(jié)水，于是毫不猶豫地打開排污門進(jìn)行排污，雖然凝結(jié)水是排掉了，但也同時破壞了所有導(dǎo)壓管內(nèi)的真空，結(jié)果造成真空低低壓控動作，整個汽輪機跳閘，釀成一次誤操作停機事故。

1.3.3 防范措施

通過幾臺機組的不斷總結(jié)和改進(jìn)，我們對凝汽器真空測點和設(shè)備的安裝，有以下幾點建議（詳見圖3）。

圖3 凝汽器真空儀表管路安裝示意圖

1）取消排污門的安裝，排污管可接至低于設(shè)備布置標(biāo)高的凝汽器內(nèi)正常水位線以下。

2）為消除導(dǎo)壓管內(nèi)的凝結(jié)水，取樣點應(yīng)低于設(shè)備布置標(biāo)高，導(dǎo)壓管向取樣點有向下傾斜的坡度，且導(dǎo)壓管不應(yīng)有U形彎，設(shè)備安裝在導(dǎo)壓管最高處。

3）凝汽器真空測量設(shè)備如壓力表、變送器、壓控應(yīng)分開取樣布置，最好一根導(dǎo)壓管接一臺設(shè)備。

4）參考文獻(xiàn)[3]中進(jìn)行了詳細(xì)論述。

1.4 煙氣系統(tǒng)的閥門安裝及操作

1.4.1 事例某電廠1號機組爐膛負(fù)壓低，造成鍋爐熄火。

原因分析：運行人員或檢修人員打開爐膛負(fù)壓排空閥，使?fàn)t膛負(fù)壓導(dǎo)壓管內(nèi)積滿灰塵，造成爐膛負(fù)壓低低壓控動作，鍋爐熄火。

1.4.2 剖析

該機組鍋爐設(shè)備全部由美國FW公司供貨，爐膛壓力取源部位設(shè)置在燃燒室火焰中心的上部，廠家預(yù)留測孔位置，該機組12臺爐膛負(fù)壓變送器及壓力開關(guān)均設(shè)計安裝了一只兩通閥（即一只二次門，一只排空門），由于檢修人員操作不當(dāng)，誤打開排空門，當(dāng)爐膛內(nèi)正壓運行時，爐膛內(nèi)灰塵必然會進(jìn)入導(dǎo)壓管，從而導(dǎo)致導(dǎo)壓管堵塞，造成爐膛負(fù)壓低低壓控動作，鍋爐熄火。

1.4.3 防范措施

爐膛負(fù)壓測點裝設(shè)排空門是不合理的，應(yīng)予以取消，如果由于廠家供貨原因使排空門無法取消，針對這種情況，建議將排空閥關(guān)死，并掛“嚴(yán)禁操作”警告牌，以提醒操作人員不得打開此排空門，此外還可以加工一些可拆卸的堵頭將排空口堵住，以確保機組的運行安全；同時爐膛負(fù)壓導(dǎo)壓管焊口要確保無泄漏，投用之前要對導(dǎo)壓管進(jìn)行壓縮空氣吹掃干凈，用0.1 MPa～0.15 MPa（表壓）壓縮空氣試壓無滲漏后降至6 kPa壓力進(jìn)行試驗，5 min壓力降低值不大于50 Pa，管路及閥門嚴(yán)密性試驗合格，從而保證爐膛負(fù)壓測點測量的準(zhǔn)確性，詳見圖4。

圖4 儀表管路安裝示意圖

2 結(jié)語

以上僅僅列舉了幾個比較重要的事例來說明熱工閥門的設(shè)計、安裝及操作對電廠安全運行的重要性，要想杜絕類似事故的發(fā)生，消除事故隱患，必須從熱工閥門的設(shè)計開始入手并納入設(shè)計安裝規(guī)范中，該需要的閥門必須安裝，不需要的閥門堅決取消，同時對熱工專業(yè)人員的技術(shù)培訓(xùn)應(yīng)加強，明確每個閥門的操作步驟和方法，切忌亂操作閥門。通過科學(xué)的分析和判斷，能夠最大程度地避免運行期間的事故發(fā)生及相關(guān)熱工閥門的損害。