一起凝汽器因灌水查漏進水失控導致的轉軸暫時變形事故

曹伍權,鄭金華

(連州發電廠,廣東513400)

2009年4月1日連州發電廠3#機組調峰停運,按計劃對135 MW流化床的凝汽器進行灌水查漏,灌水查漏方法的示意見圖1。

圖1 凝汽器灌水查漏的方法示意

圖2 凝汽器示意圖

灌水查漏開始后按照要求3#機機組停運;3#機盤車裝置及油系統各油泵停運并拉電;關3#機熱井放水門,凝結水泵進口濾網底部放水門;停止3#機凝結水泵、射水泵運行,關射水抽汽器空氣門及軸加至射水抽氣空氣門;3#機凝汽器底部加臨時支撐,凝汽器汽側加設臨時水位計(見圖2),5m以下真空表退出運行;關閉3#機給水泵密封水U型管至凝汽器手動門,關閉低加、軸加U型管放空氣門,關閉各低加底部放水門,停止疏水泵運行并關閉其出口門;關閉軸加至射水抽汽器電動門;停止循環水泵運行,關其進、出口蝶閥及凝汽器循環水進、出水電動門,停止3#機膠球泵運行,拉電,掛“禁操牌”;開啟3#機凝汽器循環水管道放水、放空氣門放盡積水;聯系檢修打開3#機循環水側人孔門。查漏期間嚴禁向高、低壓擴容器排汽。打開3#機凝汽器兩側水室底部放水門;打開3#機凝汽器A和B側循環水回水室放空氣門;工作期間嚴禁向3#機凝汽器排汽、排水;待3#機凝汽器循環水室積水放盡后方可打開人孔門;待補水至5m時關閉3#機凝汽器補水調整門后手動門和旁路門;凝汽器銅管灌水查漏必須打開五米層人孔進行檢查。

4月9日晚汽輪機缸溫最高溫度(高壓缸內缸上壁)為120℃,電動盤車裝置停運。凝汽器冷卻水進、回水室人孔和中間水室人孔已經打開,凝汽器中間水室側五米層人孔未開,汽側熱井已經放完水。19:00,完成對3#凝汽器熱井增加12個臨時支撐的工作,并將一卷長27.7m,直徑15mm的透明膠管從3#機五米層放下一端至凝汽器負米層臨時水位計接口處,作為臨時水位計,灌水查漏的準備工作已全部完成。20:22,3#凝汽器汽側開始灌水工作,在DCS上補水流量顯示為29.9 t/h;21:30,凝汽器就地臨時水位計,顯示水位已接近到0 m(凝汽器熱井水箱布置在負米層),凝汽器繼續補水。4月10日3:05,運行人員接班時檢查凝汽器就地臨時水位計,顯示水位在凝汽器水側上排人孔門的下側(距地面約3.5m左右)。5:20,當班主控現場檢查臨時水位計水位處于4.9m左右,其他未發現異常。但是到了5:40,當班運行人員發現低壓缸后軸封處有大量水漏出,立即通知主控并停止凝汽器補水,同時檢查臨時水位計,水位顯示約5.1 m。進一步檢查堆放在五米層的臨時水位計膠管,發現端頭處在密封狀態,剪斷密封端發現臨時水位計水位滿水狀態,由于臨時水位計膠管最高端距地面約7m左右,表明凝汽器滿水至少7 m,立即打開凝汽器熱井放水門進行放水,但是由于凝汽器滿水至汽輪機高壓缸,汽輪機汽缸上、下溫差已經開始增大,6:00最大已超過60℃,其中高壓外缸內壁上下壁溫114/54℃,中壓外缸外壁上下壁溫108/68℃,高壓內缸內壁上下壁溫116/57℃,高壓內缸外壁壁溫116/53℃,中壓內缸內壁上下壁溫108/98℃,中壓內缸外壁上下壁溫107/97℃。7:05,臨時水位計水位降至5.8 m,停止凝汽器熱井放水,打開汽輪機相關疏水門放水。

為了檢查事故造成的大軸彎曲程度,10:20手動盤動 3#機轉子 180°,測得大軸最大晃動度為125μm,表明轉子出現輕微彈性彎曲。12:30轉子撓度降至25μm,最大晃動度仍為125μm;15:10啟動頂軸油泵后轉子撓度降至20μm,最大晃動度達80μm;16:50轉子撓度降至25μm,轉子晃動度70μm。20:30測得轉子撓度40μm;20:50盤動3#機轉子360°,測得轉子在#1瓦最大撓度40μm, 2#瓦最大撓度50μm。21:10投入3#汽輪機電動盤車,盤車電流25 A,無擺動,大軸晃動40μm,各軸承及缸溫測點無異音。3#機高壓外缸內壁上、下壁溫差為32℃,高壓內缸內壁上下壁溫差21.3℃。11日18:50測量3#轉子大軸晃動相位參數,結果最高相位和大修后記錄相同,保持3#機電動盤車運行。5月5日,3#汽輪機啟動正常。

經檢查DCS曲線,4月10日00:00,2#低加水位開始由-11 mm上升,1:17已經滿水,達1.3m處頂表,但是運行人員沒有發現低加水位的異常。以后還有許多參數的變化都可以表明凝汽器水位異常變化,例如2:26低壓旁路調整門(該測點在五米層位置)后壓力由0.05M Pa開始慢慢上升,5:51低壓旁路調整門后壓力上升到0.09 MPa,4:07軸封供汽壓力由-4 kPa開始上升,5:50軸封壓力最高17.5 kPa從5:12至5:22,一段抽汽溫度開始由47℃上升到89℃,表明此時汽缸內有冷水流至一段抽汽溫度測點處,還有凝汽器灌水至5m,補水量應當為200 t左右,但是此次灌水歷時9.3 h,灌水量到達420 t。遺憾的是這些異常都沒有引起運行人員足夠的注意,機組停運后對相關參數監控不到位,這是導致本次汽缸進水事故的根本原因。

維修部工作負責人工作責任心不強,在布置查漏工作的安全措施時,加裝了一條透明膠管作為凝汽器臨時水位計,但是沒有檢查所使用膠管是否導通,將一端密封的膠管直接接至3#凝汽器熱井水箱,由于膠管端頭封堵導致臨時水位計膠管積存空氣,導致安裝了一條失效的臨時水位計,進而造成水位顯示失真,運行人員失去凝汽器水位判斷依據。運行人員過度依賴臨時水位計,在巡查時也沒有想到要檢查臨時水位計一端是否會密封,結果錯誤地判斷凝汽器水位,也是本次事件的重要原因之一。按照規程機組停運后要“安排專人在操作站上對機組設備的DCS參數進行監控管理”,但是這樣的規定流于形式。按以往經驗,水位至2#低加水位計頂表表明灌水查漏水位已接近汽機五米層,此時應嚴密監視水位,但是本次查漏工作中未全面評估灌水工作的進度情況,事實上2#低加水位在10日1:17已滿水,但至交班前未引起當班運行人員的注意。在完成運行值交接班后,運行當班人員未對接班異常數據進行詳細檢查分析,盲目繼續進行補水,導致不安全事件發生。運行人員巡查質量差,查漏工作開始至發現汽缸進水經歷9 h跨越三個運行值,表面上就地巡檢卡簽名齊全,但運行值班人員麻痹大意,沒有一個人對異常情況進行檢查、分析和記錄。發生重大安全事件而未及時匯報,5:40發現3#汽輪機低壓缸軸封漏水,直至7:55運行部管理人員才接到異常情況匯報,而且未能及時采取切實有效的處理措施,導致事件進一步惡化。工作票制度落實不到位,未能按照安規要求在檢修工作許可前工作許可人、負責人必須到現場仔細檢查安全措施執行情況,沒有起到檢修安全措施執行情況的把關作用。

為了防止類似事件的再次發生,在技術上工廠必須補充完善凝汽器銅管灌水查漏工作票,將“必須打開五米層汽側人孔”作為必要的安全措施列入。在凝汽器灌水查漏過程中,運行當班必須安排有一個人對灌水查漏工作專項負責,定期對汽機各參數變化和就地水位變化作全面檢查,管理人員按流程節點跟蹤工作開展情況。機組停運后至全冷態前,運行部必須嚴格落實“安排專人對機組設備的DCS參數進行監控”的工作,在此期間必須仍然嚴格落實巡檢、抄表制度。運行人員須掌握凝汽器的水容積等重要參數,凝汽器灌水至5 m時,補水量約200 t在管理上,各級管理人員嚴格貫徹執行生產請示、匯報制度;維修部要制定關于臨時水位計等臨時測量工具的安裝、驗收和使用工藝卡,并組織相關人員培訓、學習。現場工作人員要嚴格按照《安全生產規程》的要求,許可工作票前,工作票負責人和許可人必須確認安全措施是否正確、完備,工作許可人對布置的安全措施安全性負責。

汽輪機凝汽器灌水查漏工作是一項重要的基礎性工作,但由于該項工作具體要求并不復雜,只要管理人員跟蹤到位,運行人員以高度負責的態度,認真把控好灌水查漏過程中的主要環節,就可避免類似不安全事件的發生。