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汽輪機水沖擊事故
汽輪機水沖擊事故
[關鍵詞]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。此類事故在國內(nèi)外時有發(fā)生，會造成嚴重后果，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。
首先是關于汽輪機發(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，軸封處冒白汽或濺出水珠;
3.蒸汽管道有水擊聲和強烈振動;
4.負荷下降，汽輪機聲音變沉，機組振動增大;
5.軸向位移增大，推力瓦溫度升高，差脹減小或出現(xiàn)負差脹。
二、水沖擊的危害
(一)動靜部分碰磨
汽輪機進水或冷蒸汽，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，動靜部分軸向和徑向碰磨。徑向碰磨嚴重時會產(chǎn)生大軸彎曲事故。
(二)葉片的損傷及斷裂
當進入汽輪機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。
(三)推力瓦燒毀
進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(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，使其相對速度的進汽角遠大于蒸汽相對速度進汽角。氣流不能按正確方向進入動葉通道。而對動葉進口邊的背弧進行沖擊。這除了對動葉產(chǎn)生制動力外，還產(chǎn)生一個軸向力，使汽輪機軸向推力增大。實際運行中，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。會使金屬產(chǎn)生永久變形，導致閥門或汽缸接合面漏汽。
(五)引起金屬裂紋
機組啟停時。如經(jīng)常出現(xiàn)進水或冷蒸汽，金屬在頻繁交變的熱應力作用下。會出現(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急劇冷卻，就會出現(xiàn)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(jié)下來主要有以下幾個方面：
(一)鍋爐方面
1.鍋爐蒸發(fā)量過大或不均，化學水處理不當引起汽水共騰。
2.鍋爐減溫減壓閥泄漏或調(diào)整不當，氣壓調(diào)整不當。
3.啟動過程中升壓過快，或滑參數(shù)停機過程中降壓降溫速度過快，使蒸汽過熱度降低，甚至接近或達到飽和溫度。導致管道內(nèi)集結(jié)凝結(jié)水。
4.運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。
(二)汽輪機方面
汽輪機啟動過程中。汽水系統(tǒng)暖管時間不夠，疏水不凈，運行人員操作不當或疏忽，使冷水汽進入汽輪機內(nèi)。
(三)其他方面
1.再熱蒸汽冷段采用噴水減溫時，由于操作不當或閥門不嚴，減溫水積存在再熱蒸汽冷段管內(nèi)或倒流入高壓缸中，當機組啟動時，積水被蒸汽帶人汽輪機內(nèi)。
2.汽輪機回熱系統(tǒng)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(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);停機時，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，每個最低點處均應設置疏水點;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。
2.汽封供汽管應盡可能短，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(jiān)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，應有自動事故放水保護、抽汽逆止門應能自動關閉。
(二)運行維護操作方面
1.在機組啟、停過程中要嚴格按規(guī)程規(guī)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)和高中壓導汽管)應充分暖管、疏水，嚴防低溫水汽進入汽輪機。
3.要嚴密監(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.機組熱態(tài)啟動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，及時處理。
7.啟、停機過程中。應認真監(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.機組沖轉(zhuǎn)過程中因振動異常停機而必須回到盤車狀態(tài)時，應全面檢查，認真分析，查明原因，嚴禁盲目啟動。當機組已符合啟動條件時，應連續(xù)盤車不少于4h，才允許再次啟動。
9.當汽輪機發(fā)生水沖擊時，應立即破壞真空、停機。在停機過程中應注意機內(nèi)聲音、振動、軸向位移、推力瓦溫、上下缸溫差及惰走時間，并測量大軸幌度。如無不正常現(xiàn)象，在經(jīng)過充分疏水后，方可重新啟動。在重新啟動過程中，若發(fā)現(xiàn)汽機內(nèi)部或轉(zhuǎn)動部分有異音，或轉(zhuǎn)動部分有摩擦，應立即拍機，并進入人工盤車。
(三)汽輪機發(fā)生水沖擊的處理措施
1.啟動潤滑油泵，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.傾聽機內(nèi)聲音，測量振動，記錄惰走時間，盤車后測量轉(zhuǎn)子彎曲數(shù)值，盤車電動機電流應在正常數(shù)值且穩(wěn)定。
4.惰走時間明顯縮短或機內(nèi)有異常聲音，推力瓦溫度升高，軸向位移，差脹超限時，不經(jīng)檢查不允許機組重新啟動。
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