再热器冷段水冲击事故的原因分析及防范措施

再热器冷段水冲击事故的原因分析及防范措施

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再热器冷段水冲击事故的原因分析

及防范措施

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摘要阐述了水冲击事故产生的机理及其危害性，并着重分析了横门电厂300MW 机组再热器冷段发生水冲击的原因，同时提出了相应的预防措施。

关键词再热器冷段水冲击原因分析防范措施

水冲击事故在发电厂时有发生，而横门电厂2台300MW 机组就曾发生过较为严重的水冲击事故，为了避免类似水冲击事故发生，笔者认为必须了解水冲击产生的原因机理，认识它的严重危害性，才能采取相应在的预防措施。

1水冲击产生的机理

水冲击又称水锤，是由于蒸汽或水突然产生的冲击力，使承载其流动的管道或容器发生不畅的情况下产生的。电厂中的水冲击大多是由于蒸汽管道积水或疏水不畅而形成空气塞、水塞障碍，以致高速蒸汽不能顺畅通过，于是蒸汽冲击这些水塞，从而发出巨响和强烈的震动，甚至造成设备的严重损坏。

2水冲击的危害性

2.1水冲事故实例及其危害性

水冲击事故是电厂的大敌，轻则引起管道的强裂震动，重则破坏管道的支吊架，拉裂管道弯头焊接口，若水冲击事故发生在汽轮机内部，其造成的危害将更大：损伤汽轮机叶片，冷水冲击热态汽轮机会使汽缸、大轴产生巨大的热应力，直接导致汽缸和转子发生变形、弯曲，出现或扩展裂纹，严重损害汽轮机，甚至导致整台机组报废。如：

1996年，美国西屋公司生产的机组有7台汽轮机发生12次水冲击事故，6次造成严重损坏，需整体返修；

1991年，我厂6号机再热器进口处发生水冲击事故，支吊架损坏，再热器进口管与进口联箱焊接处完全断裂，停机抢修一周；

1994-12-25 ，我厂5号机大修后，首次启动，因再热器冷段积水未疏尽，开启205阀送汽暖管过程中，当高旁开度由10 %开大到15 %时，再热器冷段发生剧烈的水冲吉，导致高压缸A侧排汽管某焊口断裂，再热器冷段管道部分支吊架拉断，承吊钢梁

变形，停机抢修一周。

22我厂发生的水冲击事矿特点

水冲击事故的相同点是：

（1 ）都是发生在启动或重新启动过程中；

（2 ）都是发生在再热器冷段；

（3 ）都是发生在300MW 机组；

（4）都造成再热器管道支吊架不同程度的损伤，管道焊接处裂断。

水冲击事故的不同点是：5号机水冲击点发生在再热器冷段靠近高压缸排汽口处，而6号机水冲击点发生在低温再热器进口联箱附近。

3 300MW直流炉再热器冷段发生水冲击的成因分析

3.1积水源

根据前面所述，蒸汽管道发生水冲击的前提条件是管道

形成水塞 -- 积水，那么积水又来自何处：

（1 ）积水来自再热器的事故喷水；

（2）积水来自过热器减温水，积于主蒸汽管道经高旁减

压阀后积于再热器冷段；

（3）主再热器蒸汽管道在暖管过程中，暖管不充分，操作过快，大量蒸汽遇冷凝结成水积于管道中；

（4 ）高压旁路减温水门关不严或误开；

（5）锅炉200或201等阀门关不严，炉水经这些阀门泄漏到主蒸汽管。

3.2积水原因

蒸汽管道形成水塞的另一原因是疏水不畅，疏水不畅的

因素有：

（1 ）疏水管道堵塞或疏水阀故障（如阀芯脱落）；

（2 ）疏水口安装过高，未安装在管道的最低点；

（3 ）疏水管径过小；

（4 ）疏水阀前后压差过小；

（5）疏水管出口与其他高压疏水管连接时高压疏水倒灌

至低压疏水管。

3.3 5号机再热器冷段水冲击事故的原因分析

1994-12-25 ，5号机发生的水冲击事故的可能因素有：

3.1 （1 ）、3.1 （2 ）、3.1 （3 ）、3.1 （4 ）、3.1 （ 5 ）、3.2（1 ）、

3.2 （3 ）。

因水冲击发生在开启高旁之时，说明水冲击事故与操作

不无关系，有关记录显示，操作符合3.1（3）的情况。再者，事故后发现再热器冷段疏水袋疏水电磁阀烧坏了，所以 3.2（1 ）也是这起水冲击事故的主要原因之一。

另外，再热器冷段疏水袋水位调节阀一般投自动运行方

式，只有当疏水袋水位高时才自动打开疏水电磁阀，这对启动初期的疏水状况极为不利。再者，该疏水袋的旁路管过细

（外径约28mm ），大大小于该处的防腐管径（外径约

62mm ），而且疏水袋的旁路门在关闭状态。于是在启动初期快速开大一级旁路时，高压饱和蒸汽夹带着凝结水冲至再热器冷段，因疏水不通致水袋水位快速升高，形成水塞，于是就发生了水冲击事故。

4再热器冷段水冲击事故的预防措施

4.1从设计安装方面预防水冲击

正是由于水冲击事故是电厂的常见事故，且它的危害性

比较大，故而国内外的专家都十分重视水冲击事故，特别是对预防汽轮机水冲击尤为重视。美国西层公司为此对设计安装、运行维护等方面作了十分详细的指导性建议，我国有关调试和设计安装部门也为此结合国产机组作了若干规定。

1975年“中间再热机组技术经验交流会”汽轮机专业小组就曾提出了以下建议：

（1）接到疏水联箱和疏水膨胀箱的疏水管应按压力等级分开，联箱上压力高的管道应放在最外侧；

（2）疏水管应有足够的通流面积，而再热器系统设备庞大，压力较低，为此，其冷、热段的疏水管径应大些；

（3）疏水联箱和疏水膨胀箱应有足够的容积和排泄能

力；

（4 ）疏水节流孔板的结构应便于防止堵塞和检查；

（5）装设温度测点，借助温差预报积水情况。

4.2从运行维护方面预防水冲击

（1）杜绝一切能够流积于主、再热蒸汽管道的水源。机