汽輪機水沖擊事故
汽輪機水沖擊事故
[關(guān)鍵詞]汽輪機;水沖擊;事故
一、汽輪機水沖擊的概念
汽輪機水沖擊，即水或冷蒸汽(低溫飽和蒸汽)進(jìn)入汽輪機而引起的事故，是汽輪機運行中最危險的事故之一。此類(lèi)事故在國內外時(shí)有發(fā)生，會(huì )造成嚴重后果，因而要求鍋爐和汽機運行人員予以高度重視。一旦發(fā)生此類(lèi)事散，必須正確、迅速、果斷地處理。以免造成汽輪機設備的嚴重損壞。
首先是關(guān)于汽輪機發(fā)生水沖擊的現象有：
1.主再熱汽溫10分鐘內下降50'12或50℃以上：
2.主氣門(mén)法蘭處汽缸結合面，調節氣門(mén)門(mén)桿，軸封處冒白汽或濺出水珠;
3.蒸汽管道有水擊聲和強烈振動(dòng);
4.負荷下降，汽輪機聲音變沉，機組振動(dòng)增大;
5.軸向位移增大，推力瓦溫度升高，差脹減小或出現負差脹。
二、水沖擊的危害
(一)動(dòng)靜部分碰磨
汽輪機進(jìn)水或冷蒸汽，使處于高溫下的金屬部件突然冷卻而急劇收縮，產(chǎn)生很大的熱應力和熱變形，使相對膨脹急劇變化，機組強烈振動(dòng)，動(dòng)靜部分軸向和徑向碰磨。徑向碰磨嚴重時(shí)會(huì )產(chǎn)生大軸彎曲事故。
(二)葉片的損傷及斷裂
當進(jìn)入汽輪機通流部分的水量較大時(shí)，會(huì )使葉片損傷和斷裂，特別是對較長(cháng)的葉片。
(三)推力瓦燒毀
進(jìn)入汽輪機的水或冷蒸汽的密度比蒸汽的密度大得多，因而在噴嘴內不能獲得與蒸汽同樣的加速度，出噴嘴時(shí)的絕對速度比蒸汽小得多，使其相對速度的進(jìn)汽角遠大于蒸汽相對速度進(jìn)汽角。氣流不能按正確方向進(jìn)入動(dòng)葉通道。而對動(dòng)葉進(jìn)口邊的背弧進(jìn)行沖擊。這除了對動(dòng)葉產(chǎn)生制動(dòng)力外，還產(chǎn)生一個(gè)軸向力，使汽輪機軸向推力增大。實(shí)際運行中，軸向推力甚至可增大到正常情況時(shí)的10倍，使推力軸承超載而導致烏金燒毀。
(四)閥門(mén)或汽缸接合面漏氣
若閥門(mén)和汽缸受到急劇冷卻。會(huì )使金屬產(chǎn)生永久變形，導致閥門(mén)或汽缸接合面漏汽。
(五)引起金屬裂紋
機組啟停時(shí)。如經(jīng)常出現進(jìn)水或冷蒸汽，金屬在頻繁交變的熱應力作用下。會(huì )出現裂紋。如汽封處的轉子表面受到汽封供汽系統來(lái)的水或冷蒸汽的反復急劇冷卻，就會(huì )出現裂紋并不斷擴大。
三、水沖擊的原因及預防
汽輪機發(fā)生水沖擊的原因比較多，但總結下來(lái)主要有以下幾個(gè)方面：
(一)鍋爐方面
1.鍋爐蒸發(fā)量過(guò)大或不均，化學(xué)水處理不當引起汽水共騰。
2.鍋爐減溫減壓閥泄漏或調整不當，氣壓調整不當。
3.啟動(dòng)過(guò)程中升壓過(guò)快，或滑參數停機過(guò)程中降壓降溫速度過(guò)快，使蒸汽過(guò)熱度降低，甚至接近或達到飽和溫度。導致管道內集結凝結水。
4.運行人員誤操作以及給水自動(dòng)調節器的原因造成鍋爐滿(mǎn)水。
(二)汽輪機方面
汽輪機啟動(dòng)過(guò)程中。汽水系統暖管時(shí)間不夠，疏水不凈，運行人員操作不當或疏忽，使冷水汽進(jìn)入汽輪機內。
(三)其他方面
1.再熱蒸汽冷段采用噴水減溫時(shí)，由于操作不當或閥門(mén)不嚴，減溫水積存在再熱蒸汽冷段管內或倒流入高壓缸中，當機組啟動(dòng)時(shí)，積水被蒸汽帶人汽輪機內。
2.汽輪機回熱系統加熱器水位高，且保護裝置失靈。使水經(jīng)抽汽管道返回汽輪機內造成水沖擊。
3.除氧器發(fā)生滿(mǎn)水事故，使水經(jīng)除氧器汽平衡管進(jìn)入軸封系統。
4.啟動(dòng)時(shí)。軸封管道未能充分暖管和疏水，也可能將積水帶到軸封內;停機時(shí)，切換備用軸封汽源，因處理不當使軸封供汽帶水。
四、防止汽輪機水沖擊的措施
(一)設計方面
1.正確設置疏水點(diǎn)和布置疏水管。在鍋爐出口至汽輪機主汽閥間的主蒸汽管道上，每個(gè)最低點(diǎn)處均應設置疏水點(diǎn);主蒸汽管道的疏水管不得與鍋爐任何疏水管的聯(lián)箱連接，再熱蒸汽管道的最低能處亦應設置疏水點(diǎn)。
2.汽封供汽管應盡可能短，在氣封調節器前后以及汽封供汽聯(lián)箱處均應裝疏水管。
3.疏水管應有足夠的通流面積，以排盡疏水。
4.設置水位監視和報警裝置，除氧器、加熱器和凝汽器應裝高水位報警：加熱器水位高時(shí)，應有自動(dòng)事故放水保護、抽汽逆止門(mén)應能自動(dòng)關(guān)閉。
(二)運行維護操作方面
1.在機組啟、停過(guò)程中要嚴格按規程規定控制升(降)速、升(降)溫、升(降)壓、加(減)負荷的速率，并保證蒸汽過(guò)熱度不少于80℃。
2.蒸汽管道投用前(特別是軸封供氣管道、法蘭、夾層加熱系統和高中壓導汽管)應充分暖管、疏水，嚴防低溫水汽進(jìn)入汽輪機。
3.要嚴密監視鍋爐汽包水位，注意調整汽壓和汽溫。
4.注意監視除氧器、凝汽器水位。防止滿(mǎn)水。
5.定期檢查加熱器水位調節及高水位報警裝置;定期檢查加熱器高水位事故放水門(mén)、抽汽逆止門(mén)動(dòng)作是否正常。
6.機組熱態(tài)啟動(dòng)前應檢查停機記錄和停機后汽缸金屬溫度記錄。若有異常應認真分析，查明原因，及時(shí)處理。
7.啟、停機過(guò)程中。應認真監視和記錄各主要參數。包括主、再熱汽溫，壓力。各缸溫度，法蘭、螺栓溫度，缸差，軸向位移，排汽溫度等。
8.機組沖轉過(guò)程中因振動(dòng)異常停機而必須回到盤(pán)車(chē)狀態(tài)時(shí)，應全面檢查，認真分析，查明原因，嚴禁盲目啟動(dòng)。當機組已符合啟動(dòng)條件時(shí)，應連續盤(pán)車(chē)不少于4h，才允許再次啟動(dòng)。
9.當汽輪機發(fā)生水沖擊時(shí)，應立即破壞真空、停機。在停機過(guò)程中應注意機內聲音、振動(dòng)、軸向位移、推力瓦溫、上下缸溫差及惰走時(shí)間，并測量大軸幌度。如無(wú)不正�，F象，在經(jīng)過(guò)充分疏水后，方可重新啟動(dòng)。在重新啟動(dòng)過(guò)程中，若發(fā)現汽機內部或轉動(dòng)部分有異音，或轉動(dòng)部分有摩擦，應立即拍機，并進(jìn)入人工盤(pán)車(chē)。
(三)汽輪機發(fā)生水沖擊的處理措施
1.啟動(dòng)潤滑油泵，打閘停機。
2.停射水泵，或水環(huán)式真空泵，破壞真空，給水走液動(dòng)旁路，稍開(kāi)主氣管向大氣排氣門(mén)。除通知鍋爐以外疏水門(mén)外。全開(kāi)所有疏水門(mén)。
3.傾聽(tīng)機內聲音，測量振動(dòng)，記錄惰走時(shí)間，盤(pán)車(chē)后測量轉子彎曲數值，盤(pán)車(chē)電動(dòng)機電流應在正常數值且穩定。
4.惰走時(shí)間明顯縮短或機內有異常聲音，推力瓦溫度升高，軸向位移，差脹超限時(shí)，不經(jīng)檢查不允許機組重新啟動(dòng)。
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