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汽轮机进水事故原因、危害与预防措施

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汽轮机进水事故原因、危害与预防措施_第1页
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一、汽轮机进水/冷汽的定义与概率分析1、定义:汽轮机进水或进冷汽是指非正常来源的水(如凝结水、减温水)或低温蒸汽(过热度不足或带水汽流)进入汽轮机本体,导致设备损坏或安全威胁的现象此类事故可能发生在机组运行、启停或停机后热态阶段2、概率分析:· 2.1运行中事故概率:约占总事故的30%,多因主蒸汽带水、加热器泄漏或疏水系统设计缺陷引发· 2.2  停机后风险:停机后热态阶段,因凝汽器满水或轴封系统漏汽导致的进水事故占比约40%,易引发大轴弯曲2.3  设计缺陷影响:约20%的进水事故与疏水系统设计不合理(如不同压力疏水管并联)直接相关3、汽轮机进冷水的原因3.1 锅炉满水或蒸汽管道积水,使蒸汽带水进入汽轮机回热设备热交换器管子爆漏或汽侧满水,若抽汽逆止门不严,水将进入汽轮机Ⅰ级旁路减温水及再热器减温水门不能严密关闭,在停机 后启动给水泵时进入汽轮机;主蒸汽系统阀门不严密,机组高温状态下锅炉打水压时,水进入汽轮机疏水管路连接不合理或疏水联箱容积小,几路同时疏水时,疏水压力升高,致疏水压力低的管路向机内返水汽封溢汽管、门杆漏汽管接入高加或除氧器系统,当除氧器满水,逆止门不严时,返入汽轮机停机后对凝汽器汽侧水位缺乏监视,凝汽器满水进入汽轮机。

造成汽轮机进水的主要原因是:3.2 设计方面:由于汽轮机疏水系统设计或者安装不合理 ,把不同等级压力的疏水并接到同一联箱上 , 同时联箱的泄压管通路又不够 , 在高低压力疏水同时打开的时候 , 高压力的疏水很容易从低压力的疏水管道倒回汽缸3.3锅炉方面:(1) 来自锅炉和主蒸汽系统由于运行人员误操作、设备误动作或者锅炉水位控制故障,造成汽水分离器满水或由于锅炉气温控制故障,减温减压阀失灵、泄漏或调整不当,减温水大量进入主蒸汽管道,造成主蒸汽温度急剧下降甚至带水,主蒸汽或锅炉的过热器输水系统不完善,可能把积水带到汽轮机内;(2) 来自再热蒸汽系统对中间再热机组再热器间温水装置故障或误操作,可能使水进入汽轮机再热器疏水系统设计不合理,机组启动中没有充分暖管或疏水排泄不畅,也有可能使水由再热蒸汽冷管段内倒流入汽轮机高压缸3) 锅炉的蒸发量过大或者蒸发不均匀引起汽水共腾4) 在滑参数停机时 , 由于控制不当,降温速度太快 , 而汽压有没有相应降低 , 使得蒸汽的过热很低,可能在饱和温度状态下,在管道中凝结成水,到达一定积水后突然进入汽轮机3.4 汽机方面: (1) 来自轴封系统在机组启动时 , 由于轴封供气系统管道没有充分暖管: (2) 和疏水排除不充分 , 使汽,水混合物被送入轴封。

正常运行中由本机汽平衡供轴封时 , 轴封供气来自减温装置或除氧器若减温控制不良,除氧器满水时 , 轴封加热器满水有可能使水倒入轴封在停机或者事故过程中 , 切换备用轴封汽源时由于疏水不够充分 , 备用系统积水 , 使得轴封供汽带水造成汽轮机进水3) 来自凝汽器停机后,忽视对凝汽器水位的监督,发生凝汽器满水倒入汽缸4) 来自抽汽系统和给水加热器高,低压加热器水管破裂,再保护装置失灵,抽汽止回阀不严密,水由抽汽管道返回汽轮机内由于加热器或者除氧器满水而从抽汽管道倒入汽缸造成汽轮机进水另外 , 如果除氧器漏水 , 水可能从抽汽、门杆漏汽倒入汽轮机 , 造成汽轮机进水 , 进而产生二、汽轮机进水事故易发工况与典型情景1. 滑参数停机· 风险点:降温速率过快或过热度不足(<50℃),导致蒸汽在管道内凝结成水案例:某300MW机组滑停时主汽温10分钟内骤降50℃,运行人员未及时打闸停机,最终推力瓦烧损2. 负荷突变· 风险点:锅炉水位失控或减温水阀门泄漏,蒸汽带水进入汽轮机案例:某200MW机组因锅炉满水导致主蒸汽带水,叶片断裂并引发轴向推力异常增大3. 启动过程· 风险点:暖管不充分、疏水不畅或轴封供汽带水。

· 案例:德州电厂#5机组冲转时,低压旁路预暖管积水被吸入中压缸,导致转子热弯曲和叶片围带磨损4. 停机后热态· 风险点:凝汽器满水或轴封逆止门不严,冷水倒灌至汽缸案例:某100MW机组停机后,除氧器满水经轴封返流,导致高压缸结合面变形漏汽三、汽轮机进水生产的危害与真实案例1. 叶片损伤与断裂· 机理:水冲击叶片背弧,产生制动力和轴向推力(可达正常值的10倍),导致叶片断裂案例:某200MW机组因主蒸汽带水,高压缸第2~11级动叶围带磨损深度达3mm2. 大轴弯曲与动静摩擦· 机理:金属部件骤冷收缩,引发胀差突变(如高压缸胀差超-2.0mm),导致动静间隙消失案例:丰镇电厂2号机因轴封漏入低温蒸汽,转子弯曲0.39mm,被迫更换汽封3. 推力瓦烧损· 机理:轴向推力异常增大,推力轴承乌金温度超限(如达110℃以上)案例:某300MW机组因主汽温突降至400℃未及时停机,推力瓦片熔毁4. 金属裂纹与寿命损耗· 机理:频繁热应力冲击导致汽封处转子表面裂纹扩展案例:某机组多次进水后,转子表面出现深度0.5mm裂纹,需整体更换四、汽轮机进水事故的预防措施1. 设计优化疏水系统:按压力等级分设疏水联箱,高、低压疏水管成45°斜接,避免倒灌。

轴封系统:设置双重逆止阀,确保除氧器满水时抽汽管不返水2. 运行控制· 启动阶段:主蒸汽过热度≥50℃,暖管时间≥30分钟,全开疏水阀轴封供汽温度>150℃,且需充分疏水· 运行阶段:监控上下缸温差(≤42℃)、主汽温降率(≤5℃/min)加热器水位联锁保护定期试验,防止满水返流· 停机阶段:滑停时控制降压速度≤0.2MPa/min,温降≤0.6℃/min破坏真空前确认轴封汽源切断,防止冷汽吸入3. 应急管理紧急停机:主汽温10分钟降50℃或振动超限(轴振>254μm)时立即打闸闷缸处理:关闭所有疏水阀,手动盘车反转180°逐步恢复五、总结与关键要点1. 本质安全设计:优化疏水、轴封系统,从源头阻断进水路径精细化运行:严控主汽参数、温差和速率,强化监盘与异常响应1. 全周期防护:覆盖启停、运行、检修各阶段,尤其关注热态停机后的凝汽器水位案例驱动改进:通过事故复盘(如德州电厂案例)完善规程和培训体系。

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