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汽輪機(jī)水沖擊事故
汽輪機(jī)水沖擊事故
[關(guān)鍵詞]汽輪機(jī);水沖擊;事故
一、汽輪機(jī)水沖擊的概念
汽輪機(jī)水沖擊，即水或冷蒸汽(低溫飽和蒸汽)進(jìn)入汽輪機(jī)而引起的事故，是汽輪機(jī)運(yùn)行中最危險(xiǎn)的事故之一。此類事故在國內(nèi)外時(shí)有發(fā)生，會(huì)造成嚴(yán)重后果，因而要求鍋爐和汽機(jī)運(yùn)行人員予以高度重視。一旦發(fā)生此類事散，必須正確、迅速、果斷地處理。以免造成汽輪機(jī)設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞。
首先是關(guān)于汽輪機(jī)發(fā)生水沖擊的現(xiàn)象有：
1.主再熱汽溫10分鐘內(nèi)下降50'12或50℃以上：
2.主氣門法蘭處汽缸結(jié)合面，調(diào)節(jié)氣門門桿，軸封處冒白汽或?yàn)R出水珠;
3.蒸汽管道有水擊聲和強(qiáng)烈振動(dòng);
4.負(fù)荷下降，汽輪機(jī)聲音變沉，機(jī)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(xiàn)負(fù)差脹。
二、水沖擊的危害
(一)動(dòng)靜部分碰磨
汽輪機(jī)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(yīng)力和熱變形，使相對(duì)膨脹急劇變化，機(jī)組強(qiáng)烈振動(dòng)，動(dòng)靜部分軸向和徑向碰磨。徑向碰磨嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生大軸彎曲事故。
(二)葉片的損傷及斷裂
當(dāng)進(jìn)入汽輪機(jī)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(duì)較長(zhǎng)的葉片。
(三)推力瓦燒毀
進(jìn)入汽輪機(jī)的水或冷蒸汽的密度比蒸汽的密度大得多，因而在噴嘴內(nèi)不能獲得與蒸汽同樣的加速度，出噴嘴時(shí)的絕對(duì)速度比蒸汽小得多，使其相對(duì)速度的進(jìn)汽角遠(yuǎn)大于蒸汽相對(duì)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(duì)動(dòng)葉進(jìn)口邊的背弧進(jìn)行沖擊。這除了對(duì)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(jī)軸向推力增大。實(shí)際運(yùn)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(dǎo)致烏金燒毀。
(四)閥門或汽缸接合面漏氣
若閥門和汽缸受到急劇冷卻。會(huì)使金屬產(chǎn)生永久變形，導(dǎo)致閥門或汽缸接合面漏汽。
(五)引起金屬裂紋
機(jī)組啟停時(shí)。如經(jīng)常出現(xiàn)進(jìn)水或冷蒸汽，金屬在頻繁交變的熱應(yīng)力作用下。會(huì)出現(xiàn)裂紋。如汽封處的轉(zhuǎn)子表面受到汽封供汽系統(tǒng)來的水或冷蒸汽的反復(fù)急劇冷卻，就會(huì)出現(xiàn)裂紋并不斷擴(kuò)大。
三、水沖擊的原因及預(yù)防
汽輪機(jī)發(fā)生水沖擊的原因比較多，但總結(jié)下來主要有以下幾個(gè)方面：
(一)鍋爐方面
1.鍋爐蒸發(fā)量過大或不均，化學(xué)水處理不當(dāng)引起汽水共騰。
2.鍋爐減溫減壓閥泄漏或調(diào)整不當(dāng)，氣壓調(diào)整不當(dāng)。
3.啟動(dòng)過程中升壓過快，或滑參數(shù)停機(jī)過程中降壓降溫速度過快，使蒸汽過熱度降低，甚至接近或達(dá)到飽和溫度。導(dǎo)致管道內(nèi)集結(jié)凝結(jié)水。
4.運(yùn)行人員誤操作以及給水自動(dòng)調(diào)節(jié)器的原因造成鍋爐滿水。
(二)汽輪機(jī)方面
汽輪機(jī)啟動(dòng)過程中。汽水系統(tǒng)暖管時(shí)間不夠，疏水不凈，運(yùn)行人員操作不當(dāng)或疏忽，使冷水汽進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)。
(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(dāng)或閥門不嚴(yán)，減溫水積存在再熱蒸汽冷段管內(nèi)或倒流入高壓缸中，當(dāng)機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，積水被蒸汽帶人汽輪機(jī)內(nèi)。
2.汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)加熱器水位高，且保護(hù)裝置失靈。使水經(jīng)抽汽管道返回汽輪機(jī)內(nèi)造成水沖擊。
3.除氧器發(fā)生滿水事故，使水經(jīng)除氧器汽平衡管進(jìn)入軸封系統(tǒng)。
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(nèi);停機(jī)時(shí)，切換備用軸封汽源，因處理不當(dāng)使軸封供汽帶水。
四、防止汽輪機(jī)水沖擊的措施
(一)設(shè)計(jì)方面
1.正確設(shè)置疏水點(diǎn)和布置疏水管。在鍋爐出口至汽輪機(jī)主汽閥間的主蒸汽管道上，每個(gè)最低點(diǎn)處均應(yīng)設(shè)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(yīng)設(shè)置疏水點(diǎn)。
2.汽封供汽管應(yīng)盡可能短，在氣封調(diào)節(jié)器前后以及汽封供汽聯(lián)箱處均應(yīng)裝疏水管。
3.疏水管應(yīng)有足夠的通流面積，以排盡疏水。
4.設(shè)置水位監(jiān)視和報(bào)警裝置，除氧器、加熱器和凝汽器應(yīng)裝高水位報(bào)警：加熱器水位高時(shí)，應(yīng)有自動(dòng)事故放水保護(hù)、抽汽逆止門應(yīng)能自動(dòng)關(guān)閉。
(二)運(yùn)行維護(hù)操作方面
1.在機(jī)組啟、停過程中要嚴(yán)格按規(guī)程規(guī)定控制升(降)速、升(降)溫、升(降)壓、加(減)負(fù)荷的速率，并保證蒸汽過熱度不少于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(tǒng)和高中壓導(dǎo)汽管)應(yīng)充分暖管、疏水，嚴(yán)防低溫水汽進(jìn)入汽輪機(jī)。
3.要嚴(yán)密監(jiān)視鍋爐汽包水位，注意調(diào)整汽壓和汽溫。
4.注意監(jiān)視除氧器、凝汽器水位。防止?jié)M水。
5.定期檢查加熱器水位調(diào)節(jié)及高水位報(bào)警裝置;定期檢查加熱器高水位事故放水門、抽汽逆止門動(dòng)作是否正常。
6.機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng)前應(yīng)檢查停機(jī)記錄和停機(jī)后汽缸金屬溫度記錄。若有異常應(yīng)認(rèn)真分析，查明原因，及時(shí)處理。
7.啟、停機(jī)過程中。應(yīng)認(rèn)真監(jiān)視和記錄各主要參數(shù)。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(jī)組沖轉(zhuǎn)過程中因振動(dòng)異常停機(jī)而必須回到盤車狀態(tài)時(shí)，應(yīng)全面檢查，認(rèn)真分析，查明原因，嚴(yán)禁盲目啟動(dòng)。當(dāng)機(jī)組已符合啟動(dòng)條件時(shí)，應(yīng)連續(xù)盤車不少于4h，才允許再次啟動(dòng)。
9.當(dāng)汽輪機(jī)發(fā)生水沖擊時(shí)，應(yīng)立即破壞真空、停機(jī)。在停機(jī)過程中應(yīng)注意機(jī)內(nèi)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(cè)量大軸幌度。如無不正�，F(xiàn)象，在經(jīng)過充分疏水后，方可重新啟動(dòng)。在重新啟動(dòng)過程中，若發(fā)現(xiàn)汽機(jī)內(nèi)部或轉(zhuǎn)動(dòng)部分有異音，或轉(zhuǎn)動(dòng)部分有摩擦，應(yīng)立即拍機(jī)，并進(jìn)入人工盤車。
(三)汽輪機(jī)發(fā)生水沖擊的處理措施
1.啟動(dòng)潤(rùn)滑油泵，打閘停機(jī)。
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，稍開主氣管向大氣排氣門。除通知鍋爐以外疏水門外。全開所有疏水門。
3.傾聽機(jī)內(nèi)聲音，測(cè)量振動(dòng)，記錄惰走時(shí)間，盤車后測(cè)量轉(zhuǎn)子彎曲數(shù)值，盤車電動(dòng)機(jī)電流應(yīng)在正常數(shù)值且穩(wěn)定。
4.惰走時(shí)間明顯縮短或機(jī)內(nèi)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(jī)組重新啟動(dòng)。
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