一起600MW机组四抽至除氧器逆止门不严事件浅析

一起600MW机组四抽至除氧器逆止门不严事件浅析

郑富

大唐彬长发电有限责任公司   陕西 咸阳 713600

摘要：随着我国大容量发电机组投运时间越来越长，电厂设备的可靠性逐渐下降，一些隐性的设备隐患逐步显现，造成了设备的损坏或者机组的非停，影响了电厂的安全稳定运行。本文分析了某厂由于四抽至除氧器逆止门不严而造成的机组非停事件，对于同类型厂也可能存在的同样隐患，以本文分析的事故为鉴，及时排查设备缺陷，可以有效避免同类型事故发生。

关键词：四抽；除氧器；逆止门；隐患 

一、事件经过

事发前，某厂 1号机组负荷605MW，机组CCS、AGC投入，1A、1B引、送风机、一次风机运行，1A、1B汽泵运行，小机汽源由四段抽汽带，参数0.87Mpa、342℃，蒸汽量93.6 T/H。电泵备用，省前流量1888T/H。

02:47:06，1号机组DCS显示1B引风机“电气回路故障”，1B引风机跳闸、1B送风机联锁跳闸，RB动作，机组控制方式从“协调”方式自动切至“汽机跟随”。

02:51:49，省前流量低至300T/H（省前流量小于600.2T/H，三取二延时10秒），触发锅炉MFT，汽轮机跳闸，发电机解列。

二、原因分析

1B引风机电机二次电缆接地导致差动保护动作，造成引风机跳闸RB动作。RB动作后由于减负荷速度快，除氧器内水的蒸发汽化过程延缓了除氧器内的压力下降，形成除氧器压力大于四抽压力情况，又因为四段抽汽至除氧器逆止门不严导致除氧器低温汽源倒入四抽至小机供汽管道，引起小机出力降低，锅炉MFT。

RB工况下除氧器温度压力变化趋势

该公司小机供汽流程为：四段抽汽经四抽1号逆止门、四抽电动门、四抽2号逆止门、四抽至小机供汽逆止门、四抽至小机供汽电动门供小机用汽；辅汽联箱来汽经辅汽至小机供汽电动门、辅汽至小机供汽逆止门并入四抽至小机供汽电动门后给小机供汽。四抽供除氧器供汽从四抽2号逆止门后经四抽至除氧器电动门、四抽至除氧器逆止门供除氧器用汽。

小机蒸汽流程图

该公司小汽轮机为东方汽轮机厂产品，型号为G16-1，该公司《G16-1.0型锅炉给水泵汽轮机产品使用说明书》规定工作汽源和备用汽源之间采用外切换的方式。

当主机负荷降到约40％额定负荷（定压）或30％额定负荷（滑压）以下，调节阀开度大于95％，四段蒸汽流量仍不能满足给水泵的功率要求时，布置在备用蒸汽管道上的蒸汽调节阀（切换阀）打开，将备用蒸汽引入，相继通过主汽阀、调节阀，然后进入喷嘴做功。此时，四抽进汽管道上的逆止阀门自动关闭，工作汽源已由主机四段抽汽切换至备用蒸汽。

反之，当主机负荷升至约40％额定负荷（定压）或30％额定负荷（滑压）时，关闭备用蒸汽管道上的蒸汽调节阀（切换阀），四抽进汽管道上的逆止阀门自动打开，主机四段抽汽通过主汽阀、调节阀，然后进入喷嘴做功。此时，工作汽源已由备用蒸汽切换至主机四段抽汽。

其它工况出现切换，原理同上。

该公司规定正常运行时小机备用汽源（辅汽）供小机电动门开启10%暖管状态，在低负荷时进行工作汽源和备用汽源切换。

1号机四抽至除氧器逆止门不严，在600MW发生RB时四抽压力和除氧器压力倒挂造成两台小机进冷汽，是触发这起事故的诱因。

1号机组RB动作快速减负荷过程中，四段抽汽压力下降快于除氧器，02:50:20除氧器参数0.797MPa/177℃、四抽参数0.742MPa/340℃时，除氧器水位2511mm（正常范围2300-2700mm），辅汽联箱温度持续稳定在300℃以上，四抽至小机供汽温度由337℃开始快速下降至185℃。据此分析，有低温蒸汽流经四抽至小机温度测点处。除氧器压力属于逐渐下降，水位3分钟平稳上升了120mm且在正常水位，因此排除除氧器水位高返水，唯一合理的来源是除氧器返的低温饱和蒸汽，因此判断四抽至除氧器逆止门不严，除氧器饱和蒸汽返送，导致两台小机进冷汽。

三、原因分析验证

（一）2020年4月份机组停运检修。解体四段抽汽至除氧器逆止门后发现逆止门转轴销子向一侧退出导致逆止门半边脱落。

挂耳定位螺栓螺母脱落

挂耳偏斜，导致门座与挂耳连接销部分脱开

（二）1号机组四抽至除氧器逆止门历次检修情况

四抽至除氧器逆止门阀门型号为：H44H-25 DN400，该阀门检修为大修标准项目，在2015年8月份A级检修期间进行了解体检查。检查时发现挂耳与门座传动连接销断裂，检修时对连接销进行了更换。因该设备运行期间未发生缺陷，故2015年后未对该阀门解体检查。

（三）四抽至除氧器逆止门不严原因分析

该逆止门挂耳紧固螺母在设计上无止退装置，如备帽、翻边垫片等，在长期运行过程中因阀板上下摆动，导致挂耳连接螺栓螺母松动后脱落。

挂耳偏斜后造成阀芯传动杆与挂耳连接处销子脱轨，引起阀芯与阀座密封面产生偏移（偏移量大约为20mm），导致该逆止门无法正常工作。

（四）四抽至除氧器逆止门不严对运行的影响

1.对运行参数的影响

分析2017年数据，在负荷减到320MW时，四段抽汽压力0.663MPa，除氧器压力0.624 MPa，四抽至小机供汽压力0.635 MPa，设定此时逆止门是严密的，四抽供小机进汽温度稳定在335℃左右。

2020年4月2日正常减负荷至320MW时，四段抽汽压力0.673 MPa，除氧器压力0.669 MPa，四抽至小机供汽压力0.584 MPa，此时四抽至除氧器逆止门已经存在关闭不严，但是由于四段抽汽压力大于除氧器压力，致使除氧器的低温汽源没有进入四抽至小机供汽管道，四抽供小机进汽温度稳定在344℃。

2020年4月3日，RB后快速减负荷过程至320MW时，四段抽汽压力0.682 MPa，除氧器压力0.711 MPa，四抽至小机供汽压力0.658 MPa，此时由于减负荷速度快，除氧器内水的蒸发汽化过程延缓了除氧器内的压力下降，形成除氧器压力大于四抽压力情况，此时，由于四抽至除氧器逆止门挂耳连接处销子脱轨引起阀芯与阀座密封面产生偏移，造成除氧器的低温汽源由该逆止门未关闭的缝隙倒入四段抽汽至小机供汽管道，四抽供小机进汽温度大幅下降到225℃，导致小机做功能力严重不足。

2.对运行工况的影响

从上述参数分析，即使四抽至除氧器逆止门不严，在正常情况下的加减负荷，由于除氧器压力也会随负荷逐渐下降，不会出现除氧器压力大于四段抽汽压力情况，四段抽汽管道一直是正向流动，四抽至除氧器逆止门被汽流顶开，一直处于半开或者全开状态，所以该逆止门挂耳连接处销子脱轨引起阀芯与阀座密封面产生偏移对机组正常运行中无影响，四抽供小机进汽温度也可以得到保证。

3.对设备寿命的影响

当金属温度下降时，其脆性会随之变得明显，这就是低温下金属材料的冷脆性。根据低温情况下材料的性质不同可以将金属材料分为冷脆性材料和非冷脆性材料两类。冷脆性材料分子结构多呈六方晶格形态，温度下降时，强度会逐渐增大，但是同时韧性及塑性降低，呈现冷脆性。结构钢件中的马氏体钢、珠光体、铁素体对温度较敏感，在低温下容易因此发生断裂。而面心立方晶格的金属其机构不同性能也不同，不容易受到低温的影响，所以属于非冷脆材料。而四抽至除氧器逆止门属于冷脆性材料，发生温度突降时会造成阀门寿命减少，发生断裂的可能性增大，形成非常大的安全隐患。

四、防范措施：

1. 更换门板旋转销、将门板架连接螺母与螺杆点焊死，检查门板与门座结合面接触合格。

2. 将四抽至除氧器逆止阀解体检查列入C级检修标准项目，且每年不少于一次。

3. 将1号机四抽至辅汽联箱供汽逆止门、1号机四抽至小机供汽逆止门、1号机四抽至除氧器平衡逆止门解体检查，以便诊断此类逆止门工作可靠性。

4.下发《关于RB动作事故处理的补充规定》，要求运行人员在任何情况下都应该分工明确，监视好机组重要参数，清楚对应负荷下重要参数的数值，及时发现异常并进行处理。

5.编制《电动给水泵使用规定》，通过专业组讨论后下发执行，规范运行人员对电泵的使用，举一反三，对各种异常工况下造成的影响给水流量情况做出具体规定，指导运行人员操作。

五、小结

四段抽汽至除氧器逆止门不严缺陷在运行中很难发现，各种隐患排查均难以核查出问题，但是如果遇到机组负荷大幅度下降的情况时很大程度上就可能发生除氧器低温汽源倒入小汽轮机事件。通过以上一起事件分析可以看出，及时对该逆止门进行点检定修，并增加防止脱落措施，以此来防止同类型事故的发生，所以，本文对长期运行机组检修项目及标准有积极的借鉴意义。

参考文献

[1]纪晓明.除氧器进汽母管逆止门故障造成机组跳闸的原因分析与控制措施[J].机电信息,2020(35):70-71.

[2]冯光明.除氧器进汽逆止阀失效暗藏机组跳闸风险[J].华电技术,2019,41(01):72-73.

1