間接空冷塔扇區全部泄水事故分析

秦 敏

（陽城國際發電有限責任公司，山西 晉城 048000）

1 間接空冷系統簡介

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

間接空冷系統的空冷塔內設有高位膨脹水箱，用以保持系統內的壓力穩定。系統共有8 個冷卻三角扇區，分成2 組，每組由1 個旁路閥進行水壓平衡控制。每個扇區有22 個冷卻三角，冷卻水的溫度通過冷卻塔周圍百葉窗的打開和關閉進行控制。

空冷塔擁有完整的自動充排水系統，利用充泄水子組可對扇區進行自動充水和泄水，以滿足運行和檢修需求。

2 事故經過

事故前設備運行狀況：機組協調方式，負荷350 MW，空冷塔1，2，3，6，7，8 號扇區運行， 4，5 號扇區備用，環境溫度-8 ℃。

事故當日空冷塔8 號扇區11 號冷卻三角2 號散熱器熱端膨脹節裂縫漏水，計劃在13:00 環境溫度升高后對8 號扇區泄水檢修。

13:15，集控人員啟動充泄水子組開始執行8號扇區泄水操作。在8 號扇區供、回水閥全部關閉后，自動開啟8 號扇區泄水閥開始泄水，但在規定的時間(5 s)內泄水閥的關反饋信號未消失，DCS發出泄水閥故障信號，充泄水子組判斷為泄水失敗。為了防止扇區凍壞，充泄水子組重新啟動扇區充水步序。由于此時泄水閥關反饋信號仍然存在，充泄水子組在執行扇區充水步序時不再執行關閉泄水閥的命令，直接發出開啟供、回水閥的指令。供、回水閥開啟，導致8 號扇區供、回水閥與泄水閥同時處于開啟狀態，循環水系統內的水通過8 號扇區供、回水閥及泄水閥向地下儲水箱外泄，空冷塔膨脹水箱水位以及1，2，3，6，7 號5 個扇區直立管水位急劇下降，約在40 s 內全部下降為0。

13:16， 1，2，3，6，7 號扇區因“扇區直立管液位低”保護泄水。空冷塔無扇區運行，循環水溫快速升高，機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，進行緊急降負荷處理，同時進行就地操作對扇區充水。

14:50，空冷塔1，2，3，6，7 號扇區全部充水，凝汽器壓力逐漸回降，負荷升至350 MW，投入機組協調。

3 原因分析

3.1 泄水過程泄水閥故障

8 號扇區泄水閥在接到充泄水子組開啟命令后開始打開，但泄水閥關反饋信號在5 s 內未消失，DCS 因此判斷泄水閥故障，是導致此次事故的根本原因。

正常泄水程序應是：充泄水子組發出關閉扇區供、回水閥的指令，待扇區供、回水閥關反饋全部返回后，子組發出開啟扇區泄水閥的指令，待扇區泄水閥開反饋返回后，泄水結束。若子組執行過程中，供、回閥及泄水閥任何一個閥門故障，子組判斷泄水失敗后自動執行充水程序，以防止扇區凍壞。

正常充水程序應是：充泄水子組發出關閉扇區泄水閥的指令，待扇區泄水閥關反饋返回后，子組發出開啟扇區供、回水閥的指令，待扇區供、回水閥開反饋全部返回后，充水結束。若子組執行過程中，供、回閥及泄水閥任何一個閥門故障，子組判斷充水失敗后自動執行泄水程序，以防止扇區凍壞。

3.2 泄水閥關反饋信號異常

導致8 號扇區泄水閥關反饋信號不能及時消失的原因，可能是閥門輕微卡澀或者是行程開關整定不合適，原有的泄水閥關反饋信號消失設定時間(5 s)不合適。

事故處理結束后，對8 號扇區泄水閥進行開關試驗，發現其在接到開啟命令12 s 后關反饋信號才能消失，在接到關閉命令2 s 后開反饋信號即可消失，閥門全行程時間約為35 s。

4 防范措施

(1)將8 號扇區泄水閥接到開啟命令后關反饋信號消失設定時間由5 s 改為15 s。利用停機檢修機會對全部扇區進、出水閥和泄水閥開關信號重新整定。

(2)泄水操作前，將“空冷塔膨脹水箱水位低跳循環泵”保護動作延時修改為30 min。泄水完成后，再將延時時間恢復為原有值。

(3)將扇區直立管液位測量裝置由1 個增加為3 個，以保證直立管液位信號的可靠性。

(4)鑒于空冷塔扇區供、回水閥的重要性，根據閥門可靠性現狀規定：單個扇區充、泄水操作改為就地手動操作。就地手動操作順序為：

① 畫面上退出該扇區的“充泄水子組”，將該扇區百葉窗全部關閉；

② 將膨脹水箱水位補水到約2 000 mm；

③ 畫面上檢查扇區進水閥、回水閥在“全開位”，泄水閥在“關閉位”；

④ 聯系就地操作人員，確認閥門狀態和畫面顯示狀態一致后，將進、回水閥和泄水閥切至“就地”位；

⑤ 通知就地操作人員開始泄水操作；

⑥ 由2 名操作人員同時按動“進、回水閥”電動頭上的“關閉”按鈕，閥門全關后，檢查閥門機械指示在關閉位；

⑦ 按動“泄水閥”電動頭上的“開啟”按鈕，檢查閥門打開開始泄水，閥門全開后，檢查閥門機械指示在全開位；

⑧ 將回水管道上手動放水門打開，監視放水管水量，待水管全部放完水后操作完成。