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電廠，山東 濟南 271100)

0 引言

某火力發電廠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，則開啟高加入口聯程閥保護水門

RM546-1/2，開啟高加旁路門RL551，關閉高加水側進出口電動門RL549，RL550，分別關閉高加進汽電動門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出現上漲，8 號高加正常疏水調門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 小機調門由59 %開至95 %，12 小機調門由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，高加入口聯程閥保護水門RM546-1/2 開啟，高加聯程閥關閉，給水旁路電動門RL551 聯開，高加水側出入口電動門RL549，RL550 聯關，各抽汽電動門聯關，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，開調門RN562至56 %，調整高加水位，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，發現8 號高加水位繼續上升，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 號高加水側出口溫度降低7 ℃，7 號高加水側出口溫度升高3 ℃，6 號高加水側出口溫度升高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，聯系檢修人員搖嚴高加水側出入口閥門RL550，RL549。

00:10，給水流量減至1 195 t/h，運行人員調整鍋爐汽溫和負荷。汽機值班員調取主機TSI 畫面檢查汽輪機振動等參數，未發現異常變化。

00:14，檢查6 ～8 號高加進汽電動門RD540,RD542，RD543，處于全關位，調整各高加水位正常。

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均正常。

00:15，檢查主機TSI 畫面，發現2 瓦、3 瓦振動上漲；檢查疏水系統及中壓缸，發現下缸缸體溫度及進汽區溫度開始下降，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升高，直至對應壓力下的飽和溫度，疏水汽化，高加內壓力隨之升高。

同時，檢查確認3 段抽汽電動門未關閉到位，存在約50 mm 偏差，導致6 號高加內疏水產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，導致3 抽電動門未能正常關閉到位。

(2) 隱患治理不到位。1 號機組8 號高加2019年已經出現過水側泄漏導致的停機事件，廠內未及時對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關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；檢修人員責任心不強，在閥門限位整定時未按標準工藝進行整定，導致隱患實質化。

(5) 運行人員技術能力不足。運行人員技術培訓不到位，監盤不認真，應急處理能力和經驗不能滿足生產實際需要。高加跳閘后未及時發現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生泄漏。同時，對高壓加熱器內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，并根據評估情況，制定后續方案，杜絕類似泄漏問題。

(2) 修改設計整定值。重新整定1 號機組3 段抽汽電動門RD543 開關位限位，確保3 段抽汽電動門RD543 開關到位，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，增加高加跳閘聯關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文件包，將閥門修后傳動定限位工作列入質檢計劃，并舉一反三，對其他檢修作業文件進行全面梳理和完善。

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

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