除氧器進(jìn)汽母管逆止門(mén)故障造成機(jī)組跳閘的原因分析與控制措施

紀(jì)曉明

（國(guó)家能源集團(tuán)華北電力有限公司廊坊熱電廠，河北廊坊065000）

0 引言

目前350 MW超臨界機(jī)組均設(shè)置除氧器作為鍋爐給水熱力除氧裝置，以確保給水品質(zhì)符合機(jī)組需求，防止受熱面腐蝕。機(jī)組在降負(fù)荷或甩負(fù)荷過(guò)程中，除氧器易發(fā)生閃蒸，產(chǎn)生大量飽和蒸汽，使得除氧器內(nèi)部壓力高于四抽供汽壓力，蒸汽從除氧器內(nèi)向四抽反向流動(dòng)，若四抽至除氧器進(jìn)汽母管逆止閥閥板脫落，關(guān)閉不嚴(yán)，除氧器內(nèi)閃蒸的飽和蒸汽就會(huì)返至四段抽汽管道，造成四抽供小機(jī)用蒸汽品質(zhì)下降，小機(jī)出力不足，造成給水流量低，引發(fā)鍋爐MFT。

1 設(shè)備概況

某廠一期工程采用2×350 MW供熱機(jī)組，汽輪機(jī)為超臨界、單軸、一次中間再熱、雙缸雙排汽、抽汽、濕冷、凝汽式汽輪機(jī)，型號(hào)為C350-24.2/0.4/566/566；設(shè)置八段抽汽，其中四段抽汽經(jīng)兩道抽汽逆止門(mén)后，為小汽輪機(jī)和除氧器提供工作汽源。

除氧器采用內(nèi)置臥式除氧器，其加熱蒸汽有四段抽汽和輔助蒸汽兩路汽源，四段抽汽為正常運(yùn)行汽源，輔助蒸汽為機(jī)組啟停時(shí)的備用汽源。四段抽汽和輔助蒸汽均是送入除氧器水箱水面以下的蒸汽排管進(jìn)行混合加熱，以實(shí)現(xiàn)二次除氧效果。兩路汽源進(jìn)汽母管均設(shè)有逆止門(mén)，直接接至除氧器頂部的汽側(cè)空間，作為一級(jí)防護(hù)保護(hù)。除氧器正常跟隨機(jī)組滑壓運(yùn)行，其啟動(dòng)初期由輔汽加熱，正常運(yùn)行中由四段抽汽與三號(hào)高加正常疏水共同加熱。

給水泵組系統(tǒng)設(shè)置一臺(tái)100%容量的汽動(dòng)給水泵，無(wú)備用泵運(yùn)行，一臺(tái)30%容量的電動(dòng)給水泵，且兩個(gè)機(jī)組共享一臺(tái)電動(dòng)給水泵，只作為機(jī)組啟停時(shí)使用。給水泵小汽輪機(jī)汽源由三路構(gòu)成：輔汽供小機(jī)調(diào)試用汽、四段抽汽至小機(jī)正常供汽和冷再至小機(jī)高壓供汽。機(jī)組正常運(yùn)行的工作汽源來(lái)自主機(jī)四段抽汽，備用汽源來(lái)自再熱器冷端蒸汽，啟動(dòng)汽源為輔汽聯(lián)箱供汽。

2 事故經(jīng)過(guò)

事故機(jī)組運(yùn)行情況如圖1所示，事故機(jī)組在AGC方式下正常運(yùn)行，機(jī)組負(fù)荷300 MW，單臺(tái)100%容量汽動(dòng)給水泵運(yùn)行正常，A、B、D、E磨煤機(jī)運(yùn)行，汽動(dòng)給水泵汽源為本機(jī)四段抽汽，再熱冷段至小機(jī)的高壓汽源電動(dòng)門(mén)開(kāi)啟（高壓汽源熱備用），來(lái)自輔汽聯(lián)箱的小機(jī)調(diào)試用汽電動(dòng)門(mén)關(guān)閉（自動(dòng)關(guān)閉后，運(yùn)行人員再次手動(dòng)校驗(yàn)），輔汽聯(lián)箱汽源為本機(jī)四段蒸汽。

某日21：52接調(diào)度令機(jī)組跟蹤AGC指令降負(fù)荷至175 MW，降負(fù)荷速率7 MW/min。

22：07負(fù)荷降至233 MW，除氧器水位2 378 mm。除氧器壓力與四抽壓力出現(xiàn)偏差，之后有增大趨勢(shì)。

22：08負(fù)荷降至214 MW，除氧器水位2 381 mm。四抽至除氧器進(jìn)汽溫度346 ℃，此時(shí)四抽供除氧器蒸汽溫度開(kāi)始驟降。

22：12：27負(fù)荷降至189 MW，除氧器水位2 406 mm，四抽至小汽機(jī)蒸汽溫度365 ℃，小機(jī)進(jìn)汽溫度348 ℃，小機(jī)前汽缸金屬壁溫281 ℃，此時(shí)四抽供小機(jī)蒸汽溫度及小機(jī)進(jìn)汽溫度開(kāi)始驟降，汽泵轉(zhuǎn)速、小機(jī)進(jìn)汽流量、四抽壓力開(kāi)始波動(dòng)。

22：12：51四抽逆止門(mén)2全關(guān)信號(hào)返回，此時(shí)四抽壓力0.503 MPa，四抽供除氧器蒸汽壓力0.538 MPa，壓差0.035 MPa。

22：14：22負(fù)荷降至175 MW。給水流量550 t/h，小汽機(jī)轉(zhuǎn)速4 281 r/min，LCV開(kāi)度33%，小機(jī)進(jìn)汽壓力0.51 MPa、溫度193 ℃，小機(jī)前汽缸金屬壁溫256 ℃，LCV開(kāi)度明顯變大，除氧器水位2 421 mm。

22：14：50給水流量364 t/h，小汽機(jī)轉(zhuǎn)速4 127 r/min，LCV開(kāi)度97.8%，汽泵再循環(huán)聯(lián)開(kāi)，切換閥聯(lián)開(kāi)。小機(jī)進(jìn)汽壓力0.46 MPa、溫度176 ℃，小機(jī)前汽缸金屬壁溫224 ℃。

22：14：55鍋爐MFT動(dòng)作，首出“鍋爐給水流量低”信號(hào)，大聯(lián)鎖動(dòng)作正常。

3 原因分析

機(jī)組在降負(fù)荷過(guò)程中，四段抽汽壓力嚴(yán)格按照滑壓曲線下降，而除氧器由于容積較大，壓力變化相對(duì)緩慢，除氧器發(fā)生閃蒸，產(chǎn)生大量飽和蒸汽，使得除氧器內(nèi)部壓力高于四抽供汽壓力，蒸汽從除氧器內(nèi)向四抽反向流動(dòng)，此時(shí)，除氧器進(jìn)汽母管逆止門(mén)和汽側(cè)平衡管逆止門(mén)應(yīng)正常運(yùn)行，處于全開(kāi)狀態(tài)，使除氧器內(nèi)蒸汽通過(guò)平衡管進(jìn)入四抽供汽管道，四抽供汽壓力與除氧器內(nèi)部壓力相平衡。而本次事故中，四抽至除氧器進(jìn)汽母管逆止閥閥板脫落，未能有效關(guān)閉，使得除氧器內(nèi)閃蒸的飽和蒸汽返至四段抽汽管道，造成四段抽汽母管逆止門(mén)2關(guān)閉，四抽供小機(jī)用汽進(jìn)汽溫度驟降，進(jìn)汽壓力下降，小機(jī)出力不足，造成給水流量低，引發(fā)鍋爐MFT。

4 控制措施

（1）控制負(fù)荷變化速度不宜過(guò)快，降負(fù)荷過(guò)程中，根據(jù)機(jī)組設(shè)備參數(shù)變化及時(shí)調(diào)整負(fù)荷變化率。

（2）在四抽供除氧器電動(dòng)門(mén)與逆止門(mén)之間加裝溫度測(cè)點(diǎn)，運(yùn)行值班員將該測(cè)點(diǎn)與逆止門(mén)與除氧器之間的溫度測(cè)點(diǎn)作為日常運(yùn)行調(diào)整的重點(diǎn)監(jiān)視測(cè)點(diǎn)。

（3）在機(jī)組甩負(fù)荷或快速減負(fù)荷時(shí)，密切監(jiān)視“四抽至除氧器進(jìn)汽溫度、壓力”“四抽至小汽機(jī)蒸汽溫度”的變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)穩(wěn)定機(jī)組負(fù)荷，采取控制措施。

（4）增加聲光報(bào)警“除氧器入口蒸汽溫度下降”：當(dāng)“四抽至除氧器進(jìn)汽溫度”與“四段抽汽溫度”偏差超過(guò)20 ℃觸發(fā)報(bào)警。增加聲光報(bào)警“除氧器入口蒸汽壓力上升”：當(dāng)“四抽至除氧器進(jìn)汽壓力”與“四段抽汽壓力”偏差超過(guò)0.015 MPa觸發(fā)報(bào)警。以上聲光報(bào)警作為重要判斷依據(jù)。

（5）在機(jī)組減負(fù)荷過(guò)程中，當(dāng)聲光報(bào)警“除氧器入口蒸汽溫度下降”發(fā)出、聲光報(bào)警“除氧器入口蒸汽壓力上升”發(fā)出或“四抽至除氧器進(jìn)汽溫度”測(cè)點(diǎn)下降達(dá)20 ℃（據(jù)減負(fù)荷時(shí)初始溫度下降達(dá)20 ℃）時(shí)，應(yīng)立即穩(wěn)定負(fù)荷；若“四抽至除氧器進(jìn)汽溫度”測(cè)點(diǎn)仍持續(xù)下降達(dá)25 ℃（據(jù)減負(fù)荷時(shí)初始溫度下降達(dá)25 ℃），應(yīng)立即增加10 MW機(jī)組負(fù)荷，觀察溫度是否回升；若溫度仍下降，繼續(xù)升負(fù)荷直至溫度回升。

（6）日常運(yùn)行維護(hù)調(diào)整中，對(duì)逆止門(mén)經(jīng)常進(jìn)行檢查、維護(hù)，保證其動(dòng)作可靠性。

（7）利用停機(jī)停備或檢修期，對(duì)四抽至除氧器逆止閥進(jìn)行解體檢查，更換可靠性高的閥門(mén)。

5 結(jié)語(yǔ)

本次事故中除氧器進(jìn)汽母管逆止閥閥板脫落，造成濕蒸汽反流，導(dǎo)致小汽輪機(jī)蒸汽焓降下降，機(jī)組出力下降。本文通過(guò)對(duì)上述事故的分析，從運(yùn)行監(jiān)視角度提出了幾點(diǎn)措施，通過(guò)初期的監(jiān)視、運(yùn)行調(diào)整，在降負(fù)荷時(shí)，加強(qiáng)對(duì)四抽至除氧器溫度和壓力、小汽輪機(jī)進(jìn)汽溫度和壓力等參數(shù)監(jiān)視，一旦出現(xiàn)異常，及時(shí)提高負(fù)荷，提高四抽壓力，以防止蒸汽閃蒸反流事故的發(fā)生。本文提出的運(yùn)行控制措施，旨在將事故隱患遏制于初期，盡可能避免機(jī)組非停。