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號機6號低壓加熱器運行期間，由于凝結水泵定期試驗，引起凝結水流量突變，6號低壓加熱器汽水換熱量增加，汽側形成真空，引起水位變化，正常疏水疏水不暢，事故疏水調節閥開關沒有反應，導致6號低壓加熱器滿水位，低壓加熱器系統解列；通過對比分析：運行過程中，6號低壓加熱器汽側水位變化與凝結水流量及相鄰低壓加熱器水位、疏水調節閥開度相關關系，分析低壓加熱器疏水不暢原因，最終，經過檢修事故疏水調節閥，發現閥芯掉落，是造成低壓加熱器滿水位解列的主要原因。

關鍵詞：低壓加熱器 水位 調節閥 解列 泄漏

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）08-0-02

一、設備概況

某電廠12號機組為濕冷汽輪發電機組，汽輪機為型號為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。12號機組為高中壓合缸布置，高壓和中壓進汽口布置在高中壓缸中部，高壓通流部分為反向流動，低壓缸為對稱分流雙層缸結構。蒸汽由低壓缸中部進入通流部分，分別向兩個方向流動，做功后向下排入凝汽器。在1～4級后依次設有五～八段抽汽口，分別供5～8號低壓加熱器用汽。

低壓加熱器是利用汽輪機的抽汽來加熱鍋爐給水的主要設備之一，是汽輪機回熱系統的重要組成部分，它能有效地提高鍋爐給水溫度和回收熱量及工質，對提高電廠的經濟效益具有重要意義。加熱器汽側和水側設有高位點放空氣接管及低位點放水接管。低加設有放氣系統，即啟動排汽和正常運行排汽，該放氣系統能排除蒸汽停滯區內的不凝結氣體，從而使加熱器不被腐蝕。5號、6號低加汽側設置有全啟式安全閥，水側也設置有安全閥，以防超壓。

12號機組凝結水系統串聯布置了四臺低壓加熱器，采用臥式表面U型凝結式換熱器，由水室、管系、殼體等部件組成。 6號低加型號為：JD-600-III，設計壓力：殼程：0.6MPa，管程：4.0MPa，設計溫度：殼程：250℃，管程：150℃。

二、事件經過

2016年1月19日上午10點30分左右，運行人員切換凝結水泵做定期切換實驗，在啟動B凝結水泵過程中，凝結水出口母管壓力瞬間由1.4MPa突漲至3.0MPa，隨后，各臺低壓加熱器汽側液位都有突升，5、6、7、8號低加正常疏水調門開度均有增大。10點42分左右，運行人員開始遠方操作凝結水系統相關閥門，開啟凝結水再循環調門后，6號低加液位由203.84mm回落至147.75mm。

10點44分B凝結水泵轉速繼續升高，凝結水流量由600t/h突然增加至954t/h（此時，凝結水再循環調門沒有開啟），6號低壓加熱器汽側液位失去平衡，逐漸升高。11點左右，檢修人員接運行通知：6號低壓加熱器滿水位，液位無法調節，需要就地進行檢查低壓加熱器系統。隨即，檢修人員配合運行隔離六段抽汽電動門，開啟6號低壓加熱器事故疏水調門，開始嘗試放水，檢修人員就地檢查事故疏水調門指示全開到位，觀察6號低壓加熱器汽側水位沒有變化。

12點30分左右，運行人員開啟汽側放水門，準備利用可見放水點進行放水，就地放不出水，微微開啟動排氣門后，放水口處有水流出，放水接近2小時，液位無變化；懷疑就地液位計卡死，上票檢查就地液位計，液位計浮子活動正常，發現往里面吸氣，里面形成真空區域。隨后，進行連續放水，18時左右，6號低壓加熱器汽側水已放盡，恢復措施，投水側，汽側放水門有水流出，懷疑管束泄漏。20時30分左右，檢修人員辦理工作票，聯系運行隔離6號低壓加熱器，準備打開人孔門，檢查6號低壓加熱器管束，22時10分，開始放水做隔離措施。20日01時左右，運行單元長建議投汽側再試驗一次，開啟6號低壓加熱器水側出、入口門后，逐漸開啟6段抽汽電動門，正常疏水調門、事故疏水調門均打開，液位開始上升，02時04分，液位升至156mm，正常疏水調門開度達到52%時，事故疏水調門關閉，液位逐漸穩定下來，恢復正常；接下來，5號低壓加熱器逐漸投運，02時45分，12號機組低壓加熱器系統投運正常。

三、原因分析：

1.運行人員啟動凝結水泵，導致凝結水壓力突然升高，流速增加，單位時間內，流過加熱器內部的凝結水量增加，單位換熱量迅速增加，抽汽急劇凝結為水，6號低壓加熱器汽側形成真空區域，5、6號低壓加熱器液位均出現“虛假”水位，影響調門自動判斷，開度增大，導致5號低壓加熱器至6號低壓加熱器疏水量增加，6號低壓加熱器形成“真空區”，疏水無法從6號低加正常疏水調門處排出，導致6號低壓加熱器滿水位運行。如圖（1）所示：

圖（1）

經檢查，12號機組低壓加熱器系統遠傳液位計均采用差壓變送器式液位計，液位突然波動很容易會引起虛假水位，影響判斷；這是導致6號低壓加熱器滿水位的一個可能原因。

2.運行人員啟動凝結水泵，導致凝結水壓力升高，流速增加，單位時間內，流過加熱器的凝結水量增加（除氧器水位在此期間升高），換熱量增加，抽汽急劇凝結為水，6號低壓加熱器汽側壓力降低，6號低壓加熱器汽側形成“真空區”，而5號低壓加熱器由于壓力高，無法形成真空區域，導致5號至6號低壓加熱器疏水量增加，由于低壓加熱器系統疏水為逐級自流，此時，7號低壓加熱器汽側壓差略高于6號低壓加熱器汽側壓差，疏水無法排至7號低壓加熱器，導致6號低壓加熱器滿水運行。

經過數據分析及現場觀察對比：凝結水壓力變化，引起6號低加汽側壓力迅速降低，形成真空區，由于壓差原因，6號低加疏水無法排到7號低加，是導致6號低加滿水位運行的主要原因。

圖（2）

3. 10點55分，6號低加汽側水位逐漸升高時，正常疏水調門因為“虛假”液位原因，沒有迅速聯鎖動作，保持全開狀態，疏水不暢，在11點05分時，遠行人員將正常疏水調門全部關閉，導致6號低加內疏水無法及時排出，運行人員操作存在問題，是導致6號低加長時間滿水位的主要原因。

4. 6號低加液位不斷升高時，開啟事故疏水調門，液位沒有變化，說明事故疏水調門存在問題，檢修人員檢查閥桿指示，顯示已經開到位，沒有做出進一步的判斷，直接認定：事故疏水調門已全部開啟，疏水暢通，被表面現象蒙騙，初步做出6號低加管束泄漏的錯誤判斷。事后檢查發現事故疏水調門閥芯掉落，閥桿完全開啟后，閥芯沒有動作，是導致6號低加滿水位后，疏水無法順利排出，保持長時間滿水位運行的主要原因。

圖（3）

四、暴露問題

1.運行人員操作方式不當，導致凝結水壓力迅速升高，換熱器量增加，6號低加汽側壓力急劇下降，引起6號低加汽側形成真空區，由于壓差減小，疏水無法自動排到下一級加熱器，是此次事件的主要原因。

2.運行人員操作方式有問題，啟動凝結水泵時，沒有及時關注凝結水壓力變化情況，沒有對壓力升高而引起低加液位變化造成的后果進行預判及制定相應防范措施，是導致此次事件的另一主要原因。

3. 12號機組大修期間，6號低加事故疏水調節閥解體檢修，質檢人員經驗不足，沒有對事故疏水調門重要部位（閥芯連接處銷子）進行認真驗收確認簽字，把關不嚴，導致此次事件的發生，負有現場管理責任。

4.檢修人員在就地檢查事故疏水調門時，只相信閥桿指示情況，沒有對門后溫度進行測量對比，負有技術責任。

5.檢修人員沒有對低壓加熱器管束泄漏特征進行過認真梳理學習，現場沒有逐條進行排除，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.班組成員在對異常事件無法正確判斷時，沒有及時向上級管理人員進行匯報，導致現場信息沒有準確得到反映，工作負責人負有現場責任。

五、防范措施

1.檢修人員發現問題，若不能準確判斷時，應立即向上級進行詳細匯報，尋求幫助，做出進一步的準確判斷，為檢修工作贏得足夠時間和充足理由。

2.加強對班組成員技術技能的培訓工作，使其能夠對設備狀況有全面了解，集思廣益，全員、全方位、全面地了解及掌握設備出現故障的明顯特點，出現問題時，人人都能夠及時做出準確判斷，給設備故障處理贏得足夠時間。

3.利用每次停機機會，針對銷子固定閥芯的調節閥，有針對性地進行解體檢查，發現銷子有磨損情況，立即進行更換，防止運行過程中，發生銷子斷裂，導致閥門開關，閥芯無法動作，從而，影響液位調節。

4.運行人員應對事故疏水調門進行定期試驗，確認閥門是否處于正常工作狀態，避免類似事件發生。

六、結束語

低壓加熱器可以減少了汽輪機排往凝汽器中的蒸汽量，降低能源損失，提高了熱力系統的循環熱效率，低壓加熱器的投運率是考核機組經濟指標的一個重要因素；在機組運行期間，要盡量確保低壓加熱器100%投運。經過此次事件，班組成員全面學習了調節閥的構成形式，掌握了調節閥是否真正開啟的確認方法，系統學習了表面式換熱器管束泄漏的明顯特點，為以后檢修工作做好了充分的技術準備。

參考文獻

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