汽輪機(jī)水沖擊的危害及預(yù)防

1、汽輪機(jī)水沖擊的危害及預(yù)防汽輪機(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)行中最危險的事故之一。此類事故在國內(nèi)外時有發(fā)生，會造成嚴(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)生此類事故，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。1 水沖擊的危害1.1 動靜部分碰磨汽輪機(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，使相對膨脹急劇變化，機(jī)組強(qiáng)烈振動，動靜部分軸向和徑向碰磨。徑向碰磨嚴(yán)重時會產(chǎn)生大軸彎曲事故。1.2 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，會使葉片損傷和斷裂，特別是對較長的葉片

2、。1.3 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，出噴嘴時的絕對速度比蒸汽小得多，使其相對速度的進(jìn)汽角遠(yuǎn)大于蒸汽相對速度進(jìn)汽角，汽流不能按正確方向進(jìn)入動葉通道，而對動葉進(jìn)口邊的背弧進(jìn)行沖擊。這除了對動葉產(chǎn)生制動力外，還產(chǎn)生一個軸向力，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的 10 倍，使推力軸承超載而導(dǎo)致烏金燒毀。1.4 閥門或汽缸接合面漏汽若閥門和汽缸受到急劇冷卻，會使金屬產(chǎn)生永久變形，導(dǎo)致閥門或汽缸接合面漏汽。1.5 引起金屬裂紋機(jī)組啟停時，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，會出現(xiàn)裂紋。

3、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，就會出現(xiàn)裂紋并不斷擴(kuò)大。2 水沖擊的原因及預(yù)防2.1 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)，汽壓調(diào)整不當(dāng)。(3) 啟動過程中升壓過快，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調(diào)節(jié)器的原因造成鍋爐滿水。2.2 汽輪機(jī)方面汽輪機(jī)啟動過程中，汽水系統(tǒng)暖管時間不夠，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)。如某廠一臺 200 MW 汽輪機(jī)組啟動過程中發(fā)生大軸彎曲事故，

4、其原因為：(1) 根據(jù)汽缸壁溫記錄，從 09:49:00 汽機(jī)沖轉(zhuǎn)開始高壓上下缸溫差開始拉大，到 09:59:00 達(dá)到 42，結(jié)合運(yùn)行人員操作情況綜合分析認(rèn)為：夾層加熱裝置暖管疏水不充分，開機(jī)投夾層加熱時高壓缸進(jìn)水或冷蒸汽，而機(jī)組此時又突然掉閘，使繼續(xù)進(jìn)入汽缸的水或冷蒸汽不能及時被較高溫度的蒸汽帶走，造成上下缸溫差增大，汽缸變形，導(dǎo)致動靜碰磨，機(jī)組振動，大軸彎曲。(2) 沖轉(zhuǎn)過程中沒 有及時監(jiān)視到汽缸溫度以及上下缸溫差的變化，沒有及時發(fā)現(xiàn)高壓缸進(jìn)水或冷蒸汽；汽機(jī)跳閘后沒有全面檢查，沒發(fā)現(xiàn)缸溫已超標(biāo)，就再次掛閘沖轉(zhuǎn)，且升速過快，沒有及時發(fā)現(xiàn)機(jī)組振動異常增大。(3) 在機(jī)組停運(yùn)狀態(tài)下由于閥門泄漏

5、而使汽缸夾層聯(lián)箱積水，而運(yùn)行人員提前投入夾層加熱裝置，且夾層加熱系統(tǒng)暖管至投夾層加熱的時間較短，造成夾層加熱系統(tǒng)暖管疏水不充分。2.3 其他方面(1) 再熱蒸汽冷段采用噴水減溫時，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)組啟動時，積水被蒸汽帶入汽輪機(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) 啟動時， 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，切換備用軸封汽源，因處理不當(dāng)使軸封供汽帶水。3 防止汽輪機(jī)水沖擊的措施3.1 設(shè)計

6、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點(diǎn)處亦應(yīng)設(shè)置疏水點(diǎn)。(2) 汽封供汽管應(yīng)盡可能短，在汽封調(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)置可靠的水位監(jiān)視和報警裝置，除氧器、加熱器和凝汽器應(yīng)裝高水位報警；加熱器水位高時，應(yīng)有自動事故放水保護(hù)、抽汽逆止門應(yīng)能自動關(guān)閉。3.2 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)

7、荷的速率，并保證蒸汽過熱度不少于 80。(2) 蒸汽 管道投用前 ( 特別是軸封供汽管道，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)及高水位報警裝置；定期檢查加熱器高水位事故放水門、抽汽逆止門動作是否正常。(6) 機(jī)組熱態(tài)啟動前應(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)過程中因振動異常停機(jī)而必須回到盤車狀態(tài)時，應(yīng)全面檢查，認(rèn)真分析，查明原因，嚴(yán)禁盲目啟動。當(dāng)機(jī)組已符合啟動條件時，應(yīng)連續(xù)盤車不少于 4 h ，才允許再次啟動。(9) 當(dāng)汽輪機(jī)發(fā)生水沖擊時，應(yīng)立即破壞真空、停機(jī)。在停機(jī)過程中