一起汽輪機進水事件原因分析

李衍平

(華電國際電力股份有限公司萊城發(fā)電廠，山東 濟南 271100)

0 引言

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

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

高加保護及連鎖設(shè)定為任何1 臺高加水位保護高II 值動作，則開啟高加入口聯(lián)程閥保護水門

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

1 事前工況

1 號機組負荷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 臺汽動給水泵運行，雙引、雙送運行。8 號高壓加熱器水位1 808 mm，抽汽溫度327 ℃，抽汽壓力4.66 MPa；7 號高壓加熱器水位1 716 mm，抽汽溫度278 ℃，抽汽壓力3.13 MPa；6 號高壓加熱器水位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 號高加水位從1 800 mm出現(xiàn)上漲，8 號高加正常疏水調(diào)門RN554 由64 %自動開至98 %；7 號高加至6 號高加的正常疏水門RN555 由47 %自動開至71.3 %；6 號高加正常疏水調(diào)門RN560 由28 %自動開至37 %。7 號高加水位由1 700 mm 漲至1 780 mm，6 號高加水位1 680 mm，無變化。11 小機調(diào)門由59 %開至95 %，12 小機調(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 號高加水位升高至2 580 mm，高加水位保護高II 值動作，高加入口聯(lián)程閥保護水門RM546-1/2 開啟，高加聯(lián)程閥關(guān)閉，給水旁路電動門RL551 聯(lián)開，高加水側(cè)出入口電動門RL549，RL550 聯(lián)關(guān)，各抽汽電動門聯(lián)關(guān)，高加跳閘后各動作正確。運行人員手動全開6 號高加疏水到凝汽器電動門RN561，開調(diào)門RN562至56 %，調(diào)整高加水位，避免高加高III 值保護動作，同時令巡檢核實就地高壓加熱器液位計，發(fā)現(xiàn)8 號高加水位繼續(xù)上升，最高達3 960 mm，7 號高加水位由1 780 mm 漲至2 780 mm，6 號高加水位1 680 mm 漲至1 780 mm 后，水位均開始下降。

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

00:04，高加切除后，8 號高加水側(cè)出口溫度降低7 ℃，7 號高加水側(cè)出口溫度升高3 ℃，6 號高加水側(cè)出口溫度升高5 ℃。機組負荷由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，運行人員調(diào)整鍋爐汽溫和負荷。汽機值班員調(diào)取主機TSI 畫面檢查汽輪機振動等參數(shù)，未發(fā)現(xiàn)異常變化。

00:14，檢查6 ～8 號高加進汽電動門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TSI 畫面振動、軸向位移、各軸瓦金屬溫度等參數(shù)均正常。

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

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 ℃，汽輪機軸振大保護動作，機組跳機。最大振動值：主機2 瓦x方向振動達到279 μm，y 方向振動達到222 μm；3 瓦x方向振動達到261 μm，y 方向振動達到294 μm。檢查主機軸向位移及各軸瓦金屬溫度均正常，運行人員緊急破壞真空，進行停機相關(guān)操作。

停機后檢修人員檢查6 ～8 號高壓加熱器差壓式液位計，液位顯示正常。

3 原因分析

1 號機組8 號高加管束泄漏，高加疏水水位突升，達到高Ⅱ保護動作值(2 580 mm)，高加跳閘，6 ～8 號高加抽汽電動門自動關(guān)閉，7，8 號高加疏水自流入6 號高加，因其溫度高于6 號高加疏水溫度，致6 號高加疏水溫度持續(xù)升高，直至對應(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，檢查確認3 段抽汽電動門未關(guān)閉到位，存在約50 mm 偏差，導(dǎo)致6 號高加內(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)致機組振動增大。當中壓缸上下缸溫差增大至170 ℃時，2，3 號瓦振動值升高至跳機值，機組振動大保護動作隨即跳機。

4 存在問題

(1) 檢修質(zhì)量存在問題。1 號機組3 抽電動門檢修后限位整定存在偏差，導(dǎo)致3 抽電動門未能正常關(guān)閉到位。

(2) 隱患治理不到位。1 號機組8 號高加2019年已經(jīng)出現(xiàn)過水側(cè)泄漏導(dǎo)致的停機事件，廠內(nèi)未及時對1 號機組8 號高加管束泄漏問題進行徹底排查治理。

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

(4) 檢修管理不到位。重要閥門檢修關(guān)鍵驗收點制定不全，未將重要閥門定限位列入驗收項目；檢修人員責(zé)任心不強，在閥門限位整定時未按標準工藝進行整定，導(dǎo)致隱患實質(zhì)化。

(5) 運行人員技術(shù)能力不足。運行人員技術(shù)培訓(xùn)不到位，監(jiān)盤不認真，應(yīng)急處理能力和經(jīng)驗不能滿足生產(chǎn)實際需要。高加跳閘后未及時發(fā)現(xiàn)3 段抽汽蒸汽溫度及壓力的異常變化情況，未及時采取有效措施，致使事故進一步擴大。

5 處理及預(yù)防措施

(1) 全面檢修高壓加熱器。對泄漏的8 號高壓加熱器進行檢修，對泄漏部位周圍管束進行全面檢查，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1 號機組所有高壓加熱器換熱管壁厚進行全面檢測，修后對高壓加熱器進行打壓試驗，確保修后高壓加熱器不再發(fā)生泄漏。同時，對高壓加熱器內(nèi)部管束及焊口進行抽檢，評估1 號機組高壓加熱器的運行可靠性，并根據(jù)評估情況，制定后續(xù)方案，杜絕類似泄漏問題。

(2) 修改設(shè)計整定值。重新整定1 號機組3 段抽汽電動門RD543 開關(guān)位限位，確保3 段抽汽電動門RD543 開關(guān)到位，確保其嚴密性。

(3) 完善高加控制程序。進一步完善高壓加熱器疏水水位高Ⅱ值動作保護邏輯，增加高加跳閘聯(lián)關(guān)抽汽逆止門控制程序。

(4) 升級閥門檢修文件包。升級并完善涉及重要閥門的檢修作業(yè)文件包，將閥門修后傳動定限位工作列入質(zhì)檢計劃，并舉一反三，對其他檢修作業(yè)文件進行全面梳理和完善。

(5) 完善運行規(guī)程。運行部門要完善機組保護聯(lián)鎖傳動的檢查內(nèi)容，并將檢查高加跳閘后保護動作執(zhí)行情況的要求補充到機組運行規(guī)程中。

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