鍋爐給水調節事故分析與預控

張文亮

(華能日照電廠，山東 日照 276800)

1 事故經過

2017年7月9日，因5號機A前置泵機械密封漏水嚴重準備消缺，06:18啟動電泵，06:34停運A汽泵，電泵啟動運行后潤滑油溫逐步升高、潤滑油壓逐漸降低，隨即現場采用冷油器外淋水的方式進行輔助降溫，08：04電泵油溫升至55.4 ℃，油壓由啟動前的0.22 MPa降至0.151 MPa，“電泵潤滑油壓低報警”信號發出(報警值<0.16 MPa)，聯啟備用交流油泵后油壓未明顯回升。7月10日04:20，A汽泵前置泵機械密封檢查工作結束；05:30 A汽泵前置泵送電啟動運行正常，A小機沖轉，06:00 A汽泵出口壓力11.7 MPa、給水母管壓力12.0 MPa，操作開啟A汽泵出口電動門準備并泵，“電泵潤滑油壓低低”信號發出，電泵跳閘，運行人員降低B小機閥位控制指令，06:09汽包水位又升高至254 mm(高三值保護動作)，鍋爐MFT，汽輪機跳閘，發電機解列[1-4]。

2 檢查處理情況

2.1 檢查電泵相關設備及工作情況

2.1.1 檢查電泵潤滑油壓低保護邏輯

電泵潤滑油壓低跳電泵邏輯為二取二冗余配置，具體為“潤滑油壓低低保護開關動作，并且滿足潤滑油壓力低聯啟交流油泵信號或潤滑油壓低聯啟直流油泵信號動作”，電泵跳閘。

2.1.2 查此次消缺時電泵工作情況

7月9日06:18，啟動電泵，電泵啟動運行后潤滑油溫逐步升高、潤滑油壓逐漸降低并呈加劇趨勢，檢查發現冷油器外殼體溫度偏高，判斷為冷油器換熱效果差，由于A前置泵機械密封泄漏嚴重不能維持運行，A汽泵于06:34停運，須維持電泵運行，便采取臨時淋水降溫措施。08：04電泵油溫升至55.4 ℃、油壓由啟動前的0.22 MPa逐漸降至0.151 MPa，“油壓低報警”信號發出，聯啟備用交流油泵后油壓未明顯回升，電泵低油壓保護變為單點保護。A汽前泵消缺過程中電泵出力約420 t/h，但未根據電泵油溫高的情況適當降低電泵出力。

2.1.3 電泵跳閘后設備檢查處理情況

電泵跳閘后就地檢查5號機電泵潤滑油壓力開關，壓力開關內微動開關接點受潮，測量微動開關端子間絕緣值低于100 Ω，判斷潤滑油壓低低保護開關信號誤發。對4塊壓力開關內部微動開關進行烘烤，測量絕緣值大于500 MΩ合格，重新校驗開關，定值正確，動作正常[5-6]。

7月12日，對電泵冷油器水側進行了解體清理工作，檢查發現換熱管有臟污現象，但冷油器油溫高的原因主要為冷油器進水室和回水室之間的隔板由于銹蝕發生泄漏，冷卻水部分貫通短路，一定程度上影響冷卻效果。

7月17日，A汽泵前置泵機械密封又發生泄漏，啟動電泵后潤滑油溫仍偏高、油壓偏低(電泵冷油器水側已清理，冷油器進水室和回水室之間的隔板短路缺陷已消除)。根據7月17日21：00現場實測結果，油泵出口母管(冷油器入口)油溫在64 ℃左右，大冷油器出口油溫在43 ℃左右，小冷油器出口油溫在62 ℃左右，兩者合并后油溫54 ℃左右(以上為紅外測溫儀測量結果)。小冷油器為原安裝的冷油器，油側回路短而順暢，比新加裝的冷油器油側回路阻力小，原冷油器過油量大，但冷卻水管路細、阻力大、流量小；新加的大冷油器正好相反，過油量小、過水量大。新冷油器的安裝，分流了更多的冷卻水，卻沒有分流相應多的油量，導致增加冷油器后冷卻效果仍然不好[7-8]。

2.2 運行操作情況檢查

2.2.1 有關電泵的操作情況

7月9日06:18，啟動電泵運行后潤滑油壓逐漸降低、潤滑油溫逐步升高，在檢修人員采取降溫措施后，電泵潤滑油壓及油溫基本維持，但電泵油壓低于正常運行值，運行人員未采取降低電泵出力措施以降低潤滑油溫，7月10日06:03，電泵跳閘。

2.2.2 有關A汽泵的操作

7月10日05:30，A汽泵前置泵送電啟動運行正常，A小機沖轉，06:00 A汽泵出口壓力11.7 MPa、母管壓力12.0 MPa，操作開啟出口電動門準備并泵，因出口門過力矩，電動未打開，命令就地人員繼續手搖該電動門。06:03:24電泵跳閘。06:04:12經手搖后，A汽泵出口電動門全關位消失。06:04:30運行人員在DCS操作發出開A汽泵出口電動門指令，06:04:45 A汽泵出口電動門全開。事后調取曲線發現，A汽泵出口門開啟后轉速3300 r/min、流量為0，事故處理過程中因A汽泵出口壓力始終低于母管壓力而無流量出力。

2.2.3 電泵跳閘后給水及負荷控制有關操作

06:08:18汽包水位升至250 mm后，汽包水位開始下降，但給水流量仍超量程，06:08:28 汽輪機主控指令降至50.9%，機組負荷190 MW。06:08:40因給水量與燃料量仍不匹配，大于蒸發量，汽包水位在降至201 mm后又回頭上升。因汽包水位上升較快，運行人員通過降低汽輪機主控指令，利用虛假水位，減緩汽包水位上升趨勢，但由于電負荷與熱負荷失衡，汽包水位快速回升。

06:08:59汽輪機主控指令增至53.9%，06:09:00 B汽泵指令由90.6%降至28.9%、轉速由4795 r/min降至4324 r/min，但汽包水位升高至254 mm(高三值保護動作)，最高升至297 mm，鍋爐MFT，汽輪機跳閘，發電機解列。

3 原因分析

3.1 汽包水位高三值原因分析

a.運行人員在電泵剛剛跳閘時快速增加B汽泵流量的反應及操作是及時、正確的，較為有效地避免了汽包水位低MFT。但因運行人員減負荷太快，使汽包壓力上升較快，導致汽包水位下降過快，險些造成汽包水位過低。

b.B給水泵自動投入時機不當。運行人員在汽包水位已經回升后，雖有降低B汽泵流量的動作，但不夠果斷、操作幅度不夠，沒有壓住汽包水位快速上升的趨勢；在汽包水位仍低于設定值、但汽包水位仍在快速上升還沒有穩定下來時就投入了B給水泵自動，因汽包水位自動調節裝置是以汽包水位為主要參照量進行調節，剛投入自動時無法獲取投自動前的前饋和給水量累積量參數，自動控制系統不能正確判斷并及時發出快速降低給水指令，使得自動輸出指令調節動作遲緩，給水量過調，造成汽包水位快速上升。

3.2 電泵跳閘原因分析

根據現場勘查情況，因電泵運行后潤滑油壓偏低，電泵低油壓保護變為單點保護，推斷因淋水降溫導致電泵“油壓低低”壓力開關受潮誤動，導致電泵跳閘。

3.3 A汽泵前置泵機械密封泄漏原因分析

7月9日發生泄漏原因：對泄漏的機械密封進行解體檢查，機械密封動靜環完好，機械密封各部橡膠O型密封圈完好，分析泄漏原因為該機械密封動環圓柱螺旋彈簧在長期高溫環境下運行疲勞造成彈簧蠕變，彈力失效，不能保證機械密封動、靜環鏡面配合比壓，導致泄漏。

7月17日前置泵機械密封又發生泄漏，分析原因：因汽泵前置泵推力盤背帽松動，泵軸異常竄動，導致前置泵機械密封損壞。

4 暴露的主要問題

4.1 運行人員應急處置存在不當

投入自動的時機不恰當，且投入自動后跟蹤不到位，未及時給予“糾正性”干預；未及時對汽包水位的異常變化給予“挽救性”干預，任由自動裝置自行調節，且負荷調節措施不當；B汽泵有帶負荷潛力而電泵油溫偏高時，沒有及時減低電泵出力、增加B汽泵出力。

4.2 現場作業人員安全風險分析管控不到位

汽輪機檢修人員未能及時分析到淋水降溫對其他設備造成的影響，造成壓力開關接點受潮誤動。熱工人員隱患排查及巡檢不到位，未及時發現壓力開關接線盒密封缺陷及淋水對壓力開關接線盒的影響。

4.3 檢修工藝存在問題

汽泵前置泵機械密封消缺后，因安裝工藝不當，導致重復消缺。

5 防范措施

a.加強運行人員應急事故處置操作的培訓，特別是對于主要自動調節控制系統的投入條件和切除自動后注意事項要重點培訓掌握。對設備系統異常運行工況下如何合理調整方式進行培訓。堅持好仿真機演練制度，每月定期進行一次運行反事故演習，提高運行人員應急處理能力。

b.全面落實安全風險分析和隱患排查制度措施，對重要輔機設備消缺，開工前聯系各相關部門現場確認，進行全面的風險分析，確保安全消缺及異常情況下的緊急處理。對生產現場進行安全隱患排查活動，對設備防雨、防汛、防潮及其他迎峰度夏措施進行落實。

c.加強設備管理，對存在的設備缺陷和隱患要及時組織分析處理，并做好處理結果的跟蹤，加強消缺管理，提高消缺質量，及時消除設備缺陷，提高設備可靠性。

d.加強檢修質量工藝控制和消缺過程監督，提高檢修質量，防止出現重復性缺陷。

e.利用機組檢修機會，更改電泵潤滑油壓力開關取樣管路，將壓力開關安裝在電泵北側距離地面1.5 m以上位置，并采取可靠的密封措施；改造后根據安裝位置重新校驗壓力開關，并修正定值。